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精益建造管理在黄山北站建设中的运用

时间:2019-08-15 15:17

中铁建设集团有限公司  刘 鹏  林巨鹏

       【摘要】中铁建设集团在黄山北站建设过程中,运用精益建造项目管理学理论,突出建立人员配备和制度建设、施工工艺方案、资源配置与组织、过程管理、实施效果评价五大核心管理机制,实现了组织管理、工艺管理、过程管理和实施效果管理的有机结合,把黄山北站建设成经得起运营、社会和历史检验的不朽之作,打造成时代特征明显、人文特色突出、地域特点鲜明的现代化精品客站。本文总结了项目部精细化管理的经验,为从事站房建设的管理者提供了一定的决策依据和技术参考。

 

1 工程概况

       黄山北站位于京福铁路、杭黄铁路、皖赣铁路的交汇处,是集铁路、公交、出租等市政交通设施为一体的大型综合交通枢纽。设计站台规模为14台18线,其中,合福场6台8线、杭徽皖赣站场共8台10线(预留)。站房建筑面积39582m2,雨棚投影面积16440 m2。站房东西向长205.6m,南北向宽50.5m,高32m。站房人行交通采用 “上进下出”的流线组织形式。站房基础采用混凝土灌注桩,主体框架为混凝土结构和型钢混凝土结构,屋面为网架结构和铝镁锰合金屋面。

       黄山北站以“古徽新韵、奇松迎客”为建筑创意,以黄山为题,以徽州为底,以徽笔徽墨作画,用建筑语言描绘、山石、古松、崖刻、透雕的奇观,外幕墙采用玻璃、铝板和石材相结合的形式,整个站房大气磅礴,与的古雅富丽完美融合(见图1)。

图1 黄山北站外景

2 精益建造管理理念

        精益建造的核心是精细化管理,从人、机、料、法、环、测六方面全面展开,以工程本体为依托,建立人员配备和制度建设、施工工艺方案、资源配置与组织、过程管理、实施效果评价五大核心管理机制,实现最终建造目标。

 2.1 人员配备、制度建设精细化

       结合站房建筑规模大、技术复杂程度高、施工难度大、影响力大等特点,组建强有力的项目经理部,各部门都是由具有大型站房工程施工经验和管理经验的优秀人员组成。在作业层,成立以技术精湛的技工为骨干的作业班组、专业班组。将组织架构体系的每一层级目标责任化、岗位分工具体化、工作流程制度化,严格考核奖罚制度,实现“管理领先、组织精细、严格考核、实现承诺”的目的。

 2.2 施工工艺方案精细化

       精益建造最为关键的环节是技术储备精细化、施工策划精细化、工艺方案精细化。以多年积累的铁路站房施工技术成果、科技论文、工法、专利为依托,将借鉴和吸取的先进施工技术引入站房项目建设实践中。各分部分项工程均按照“策划先行、技术先行”原则,以详实的理论为依据,结合企业施工工艺手册,通过工艺比选、材料比选和设备比选,群策群力,形成最优方案后才付诸实施。

       例如站房钢结构施工方案的选择。原施工方案中采用原位拼装加整体提升方案,经过研讨,结合场况和实际条件,选择此方案将影响后续工作面的展开,且施工周期较长。通过与滑移方案的对比、优化论证,最终选择变轨累积滑移法施工方案。实施后效果良好,比原节点工期提前约15天,且本方案不占用空间,上下立体可交叉施工,大大提高了施工效率,节约了成本。

 2.3 资源配置与组织精细化

       以资源系统数据库为基础,通过厂家源头直采,减少物资采购环节,降低物资采购成本,确保物资原材料加工、包装、运输、质控这一供应链完整有效。因黄山市地理位置的特殊性,75%以上物资采购地均在工程500公里范围以内,对站房特有的、相对稀缺的资源进行合理的精细化配置,减少库存和浪费。对进场的每一批物资均进行抽检,在物资管理信息系统建立进场物资质量检测台账,由分公司每季度统一检查物资进场质量情况,通过源头管理、过程控制和进场检验,实现进场的每一种物资、安装的每一个设备均可追溯到制造加工源头,确保合格优质的材料用在站房建造中。

 2.4 过程管理精细化

       过程管理是质量管控的根基。针对过程管理各要素,制定质量控制的两个核心和十个工作要点。

       两个核心:以创优质工程、创QC小组活动优秀成果为核心。

    十个工作要点:质量目标(策划)、质量管理体系、样板引路、材料管理、关键工序、三级检查、质量周检月报、培训学习、季度考核、创优活动。

 2.5 实施效果评价精细化

    项目内部实施员工月度绩效考核,考核结果由公司核准。通过员工考核,细化岗位职能,张榜通报奖励优秀员工,并通过约谈、减少绩效、调整岗位等举措对执行力差的员工进行鞭策,有效地提高了项目员工的执行力;通过建立技工培训体系,编制技工评价细则,培养并优选出一批高级技工,为精品站房建造奠定坚实基础。以工程管理部为主要牵头部门,从安全、质量、工程、文明施工、生活区管理和劳务结算管理等六个方面,对劳务队进行周、月度考评。强化劳务过程考核,以安全、质量为第一抓手,实行一票否决制,实现劳务队伍的优胜劣汰。

3 超前策划、优化工艺

    在站房建设过程中,以创精品优质工程为目标,坚持关键方案超前策划、专家指导,关键节点超前优化,各项工序样板引路,关键工序工艺试验等原则,确保站房建设合理有序,以点带面创优。

 3.1 方案周密策划,专家过程指导

    黄山北站建设具有工程量大、工艺复杂、施工周期短、周边协调困难等特点。根据技术先行、周密策划的原则,公司及项目部多次组织专家对重大施工方案进行策划分析,分别从整体部署、工艺选择、施工安排、资源配置等多方面进行综合论证,确保施工方案满足各项施工要求。重大施工包含高支模、钢结构、大体积混凝土、异形幕墙等,通过专家论证会的合理分析,使得施工方案在每个细小环节得以优化。其中,超长混凝土结构无缝施工方案,因站前铺轨专业与站房施工同步进行,采用后浇带方案会严重制约后续工序展开。通过论证,采取了“跳仓法”施工工艺,将顶板分割成小块来处理超长混凝土内部应力所产生的影响, 达到控制混凝土裂缝的目的。方案实施后有效的缩短了建设周期,为后续各专业顺利实施提供了可靠保障。

 3.2 关键节点超前优化,不断提高建设品质

   对关键节点的超前优化,是有效规避各项风险、提升站房细节美感、确保站房后续良好运营的前提保障。为尽善尽美的完成黄山北站的建设,在工程建设过程中,通过方案对比,学习国内站房建设经验,结合实际情况,积极优化出最合理的建筑细部关键节点。使得站房在排除隐患、提升站房品质、增强地域文化色彩、绿色节能等诸多方面,更加合理完善。

 3.2.1全面把控质量安全风险源,合理优化关键节点

    项目开建伊始,积极识别各项质量安全风险源,结合其他站房的建设经验,合理优化相关的建筑节点,实现在源头对质量安全风险的规避。

    1)排烟天窗由平面开启优化为立式开启,避免后期漏雨风险。

    经验说明,站房屋面窗采用平面开启,存在漏雨隐患。通过优化天窗处关键节点,增设老虎窗(见图2),同时将屋面排烟天窗设置于老虎窗立面处,将平面开启变为立面开启(图3),提高了屋面排烟天窗处的防水性能。

             

图2 天窗优化设计图                              图3 天窗优化实景

2)补强变形缝,排除安全隐患。

       明装6mm厚合金板变形缝可满足一般建筑使用需求,但根据其它站房经验,由于保洁车、货物推车等的碾压,变形缝容易产生面板变形、翘边等现象。通过优化支撑结构,增加矩形方钢与10mm厚钢板(见图5),底部增设不锈钢排水沟,面层设置25mm厚石材等措施(见图4),极大的提高了变形缝处的承载与防水性能。

      

图 4 变形缝优化设计图                             图5 变形缝优化实景

3)地道两侧设置排水暗沟,避免漏雨溢流风险。

       地道两侧装饰面层地面与墙面留置10mm宽缝隙(见图6),四周及墙面结露水可顺利排出。从地上轨道或者面层下渗的雨水,通过暗沟汇至地道中间的集水井,通过预留集水井,统一排至市政管网系统。

图6 地道与墙面处优化实景

4)优化室外泛水,避免雨水倒灌风险。

       室外建筑面层施工中,合理优化楼梯口、电梯口等处石材泛水(见图7),将靠近出入口处石材面层抬高5cm,石材进行局部套割装饰处理。整体效果美观大方,且能够保证雨水或者室外水不倒流至室内或者电梯、直梯等设备内。

图7 站台面扶梯、直梯通道等出入口石材优化实景

 5)优化楼梯栏杆扶手节点,提高安全性能。

       候车厅、天桥等主要人行楼梯两侧采用10cm高石材或不锈钢板进行封闭(见图8),与外部结构间隙采用不锈钢板进行包边处理(见图9),防止物品从楼梯栏板和间隙处掉落伤人。

    

图8 楼梯踏步侧边优化设计图  图9楼梯踏步封边优化实景

6)优化平面和斜面装饰面层材质,提高安全性和耐久性。

       平面、斜面干挂石材均调整为3mm厚铝板条收口(见图10),避免石材脱落等安全事故的风险。

图10 收口平板石材优化实景

3.2.2 全面提升整体质量与观感,精心优化关键节点。

       在站房建设的过程中,每个细节都努力追求精益求精,以点带面,从而确保整个工程成为精品。通过一个个精细化节点的量变累积,实现站房整体的观感质量、实体质量、舒适度等各面的全面提升。

       1)合理确定室内防护栏杆形式,提升防护栏杆的安全性能及整体观感。

       在防护栏杆的深化设计中,项目部积极比对玻璃栏板与整体装配式玻璃栏板的各项特点,得出整体装配式玻璃栏板具有整体美观、安全性能好、拆装方便、便于维护等优点,将室内防护栏杆的形式确定为整体装配式玻璃栏板。

       2)合理优化灯具安装节点,提升雨棚明装灯具的安装美感。

       为减少雨棚灯具外露线路数量,使之更加简单、美观,灯具管线提前在顶板中预埋,灯具位置定位后采取梁侧、梁底钻孔方式穿线,梁底采用M6(mm)自攻燕尾丝两个(间距16cm)方式固定(见图12)。

图12雨棚灯具节点优化实景

3)合理布设灯具、风口点位,增加候车厅整体美观。

       为保证吊顶效果,且能够与灯具、风口、喷淋等有效衔接,设置铝板灯槽作为过度,灯具、风口均设置在400mm宽灯槽内(见图13),能够有效保证灯具、风口的整体美观性。

图13 灯槽优化实景

3.2.3 积极优化关键节点,增加站房地域文化色彩

       处于徽派文化腹地的黄山北站,在建筑装修的诸多细部节点处体现徽派文化色彩,可对铸造精品工程起到锦上添花的作用。为提升行政候车室的服务品质,增加站房的地域文化属性,在行政候车室装修中,积极深化内部装修,通过合理选择徽派元素,如砖雕、仿古门扇等,精心布置(见图14),与室内的暖色调石材相互辉映,塑造舒适、典雅、美观、大方的整体效果。

图14 行政候车厅优化实景

3.2.4 优化易损节点,减少后期维护成本

       1)消火栓门改为铝板

       站房内消火栓箱多数为暗装,消火栓暗藏门均采用2.5mm厚仿石喷涂铝单板加工(见图15、16),更加安全轻巧,便于维修。如选用石材,则存在材质易损坏、不易检修、笨重不方便开启等弊端。

     

图15消火栓门优化节点图            图16 消火栓优化实景

2)防护钢板防护踢脚运用

       雨棚柱脚采用4mm厚钢板作为防护踢脚,高出地面150mm,与站台面石材交接处打胶处理(见图17)。此方案与混凝土踢脚、石材外包踢脚等比较,具有简洁、安全适用、美观大方,且维护简单等优点。

图17 雨棚柱根优化实景

4 样板引路

       为确保质量目标的实现,建设过程中始终坚持样板引路制度,各项工序首次施工前在相关施工区域设置施工工艺流程牌,指导作业人员施工并进行现场监督指导。各个施工部位严格按照施工样板进行施工,保证施工质量。整个黄山北站的施工中,共计实施样板工程80余项。通过样板的实施,使施工操作有据,完善了使用功能,加快了工程进度,同时明确了设计意图,规避和减少了设计缺陷。

5 关键工序工艺试验

       施工工艺的合理性,是工程建设顺利推进和工程质量的有效保障。在关键工序施工前,实行“工艺试验”,确定工艺参数、性能指标和可操性。同时,通过工艺参数、性能指标的对比,制定适合本项目实际的工艺卡控标准,通过与样板的有机结合,为站房铸造精品工程奠定了坚实的基础。

       站房外幕墙铝板约20000余平米,且超大异形铝板较多,最大尺寸6.0*4.0m,造型300种以上,大大增加了材料加工和施工的难度。为了实现设计意图,施工中采用cad1:1建模(见图18),细化铝板弧度、缝隙大小、折边宽度等细节,选用信誉及质量可靠的加工厂,过程监造,分批出厂预拼装并一一编号。施工中采用“分区施工整体展开”的模式,即以一个区为控制区,然后以控制区为标准展开,最终达到控制整个区的目标(见图19)。过程中通过全站仪、红外线、拉线等多种测量手段相结合的方式,精准控制龙骨安装精度,从基体结构保证了铝板整体平整度、弧度和里面的垂直度。

   

图18 1:1铝板加工详图                          图19 外幕墙迎客松造型

6 科技创新助推站房精益建造管理

        在新技术不断涌现的今天,站房建设作为一个巨大的建筑载体,极具时代特征。通过科技创新和成熟的施工工艺,不断创新发展,促进施工工艺的不断改进,以实现建设精品站房的目的。

 6.1 组建科技创新团队、专家组

       通过创新用人机制、运行机制,由项目经理任科技创新团队带头人,项目总工负责技术衔接,集团公司抽调专家组成专家组,负责组建科技攻关、技术创新研发团队,承担重大科研课题、人才培养任务。通过构建科技创新体系,先后完成了创新型QC成果1篇、攻关型QC成果2篇、现场型QC成果1篇,论文4篇,工法2篇,科研课题1项,专利2项。激发了科研创新团队成员的原始创新能力,解决了站房精益建造过程中的技术难题,促进了公司科技创新发展。

 6.2 科技攻关、技术创新

       针对工程的重难点进行科技攻关,与高校、科研机构共同协作,提高项目团队创新能力和团队协作力,进一步提高施工技术水平,保证了精益建造过程中的质量安全。

 6.2.1 桩基高应变检测创新技术

       站房桩基形式为混凝土灌注桩,混凝土标号C40,需要对36根桩进行高应变检测。常规的高应变桩基检测要求在桩基混凝土强度达到100%后,破除桩头后,对桩头混凝土进行二次浇注和混凝土养护,待强度满足要求后方能检测,大大延长了施工周期,且桩基检测时占用周边场地,影响后续承台基础梁等施工。针对以上情况,通过翻阅地勘报告、调研和咨询当地企业等,对比优化选用干成孔施工工艺。采用此工艺不仅施工速度快,也避免了常规桩湿作业挖泥浆池、泥浆外运等一系列问题。相比水下混凝土灌注桩施工桩头顶部浮浆多、强度达不到检测要求等问题,干成孔桩桩头顶部浮浆较少,只需对桩头加强处理即可。最终经过多次试验创新,发明了可调节桩头钢护筒加固桩头技术(见图20),经过现场实践,检测的桩基均非常顺利,检测全部合格。高应变检测节约基础承台施工19天时间,完成既定目标要求,并总结形成QC成果1项,获得安徽省一等奖,全国二等奖。

(注:此文刊登于优发娱乐官网刊物2017年第6期)

图 20 桩头处理

6.2.2大跨度螺栓球网架钢结构屋盖变轨累积滑移技术

       站房主体结构采用现浇型钢混凝土框架结构体系,屋面为空间桁架与正放四角锥下弦支撑钢网架结构,平面尺寸122.820*57.5m(见图21)。为实现网架安装与下部装饰装修、机电安装施工进行空间平行立体交叉作业,网架安装采用大坡度斜轨面变轨液压同步累积滑移施工技术(见图22、23),顺利完成了高空变轨滑移对接,解决了结构狭长网架吊装受限、斜面轨道顶推滑移网架杆件受力大、变轨复杂的安装难题。该技术显著提高了生产效率,节约安装成本10%左右。

图21 网架滑移分区图

图22 变轨道平面图

a滑移Ⅰ区两侧第一榀网架拼装

b第一榀网架滑移出拼装胎架,开始第二榀拼装

c将滑移Ⅰ区网架滑移至9轴及14轴时,开始变轨

d继续将滑移Ⅰ区右侧网架滑移到位,卸载,安装补杆

e拼装滑移Ⅱ区第一榀网架

f滑移Ⅱ区划出,剩余部位拼装完成,拆除轨道及支撑、拼装平台

图23 网架拼装滑移顺序(a-f)

 

7 “互联网+”平台、BIM技术助力精品站房建设

       以集团公司综合信息办公系统平台为依托,提升精细化管理水平。通过互联网平台实现了资源共享,减少查询环节,提高办公效率,对出现的问题,即时通知、即时防范、即时整改,大大降低安全质量的发生概率,进一步提高过程管理的时效性,又能实时掌控精品工程的建造过程。

7.1 企业综合管理信息系统助力管理升级

       集团公司开发网络化综合化办公系统,内容覆盖集团公司技术管理、质量管理、工程管理、安全管理、物资管理、造价管理、人力资源管理、档案管理等,建立企业大数据系统。项目通过平台,实现资源共享,减少查询环节,提高办公效率。

7.2 开发手机APP客户端,发挥互联网+科技优势

        便捷化是现代化施工发展方向之一,尤其是手机、平板电脑功能开发的日趋成熟,大量的工程建设管理APP应运而生,微信、手机QQ、手机CAD、手机版看图软件、手机办公软件等得到广泛使用。集团公司先后开发了包含质量管理、安全管理、技术管理、工程管理、造价管理、物资管理等应用的手机APP客户端(见图24),减少了因户外作业或者出差等对工作时效的影响,大大提高了工作效率。项目部通过使用手机端APP,下达的重要指令、文件得到及时传达,特别是质量管理系统和安全管理系统等手机端使用,对出现的问题,即时通知、即时防范、即时整改,大大降低了安全质量的发生概率,进一步提高了过程管理的时效性。

图24 手机客户端APP

 7.3 推进网络监控平台建设,提升精细化管理水平

       为实时掌控现场动态,项目部进场后就安装了远程网络监控系统,在关键施工区域设立网络球机摄像头,实现在办公室即可看到现场施工情况。目前监控系统已升级推出移动客户端,管理人员可通过手机下载安装APP(见图25),实时监控各项目现场施工进展情况、劳务资源情况、材料设备情况、文明安全施工情况等,提升了对现场管理的精细化水平。

图25 远程监控系统

7.4  BIM技术的应用助力精品建设   

       通过BIM模型实现3D漫游和施工工况展示,实现不同专业之间的信息共享,施工方案论证、优化、演示及三维可视化技术交底、管线综合排布和碰撞检查(见图26),后期运营维护信息管理等。对于提升建造品质、降低建造成本、缩短设计和建造周期,起到显著作用。

图26 机房BIM模型

8 结语

       黄山北站屹立在徽州大地,欢迎八方来客。站房以其别具匠心的建筑设计,展现出现代建筑美感与徽文化、黄山美景的有机融合,整个建筑雄伟典雅而不失富丽,以其细腻的施工手法,精雕细刻的做工,精湛的施工工艺,地域文化的综合融入,缔造了富有浓厚的人文色彩和地域特色的精品建筑。黄山北站的落成实现了皖赣闽人民殷切的期盼,圆了高铁梦,也使得八方来客缘聚于此,赢得了各种好评。工程先后获得2015年度北京市结构长城杯金质奖、2016年度北京市建筑长城杯金质奖、2016-2017年度国家优质工程奖。

       精品工程的诞生是施工单位的精品意识、科技水平、创新能力三位一体的结果,是高效组织精益化的结果,是优质资源协调精细化的结果,是施工人员精益求精的结果,更是铁路总公司、路局、建设单位、设计单位、施工单位、监理单位团结协作、共同努力的结果。

 

参考文献:

[1]铁道部工程设计鉴定中心,中铁二院工程集团有限责任公司.2011中国铁路客站技术交流会论文集[M].北京.中国铁道出版社.2012. 

[2] 刘政.浅析铁路精细化管理[J].科技视界:2011,25:153-154.

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