巴斯夫（中国）有限公司 200137
摘要：随着建筑施工领域的飞速发展，工程项目管理已经日趋成熟。很多施工单位都在尝试着运用先进的管理方法和工具来提高项目管理的成效。如成本、质量、进度控制软件，材料、合同和资料管理软件等等。工程实体模型作为对项目可视化的质量管理和控制手段，近些年发展的非常迅速，尤其在建筑领域，艺术设计领域和城市规划领域。包括样板房，微型建筑模型，体验馆等等。本文通过对外企工程项目的应用拓展和取得的成效，阐述了其对项目管理的促进作用，为建设项目的增值提供借鉴。
关键词：工程实体模型；建设项目；增值
0.引言
建设工程项目管理是全寿命周期的管理，包括项目决策期，项目实施期和项目运营期。而工程项目管理工作的核心任务便是为工程的建设和使用增值。其内容包括安全方面，质量方面，成本和进度控制方面，及环保节能方面，使用安全和使用功能方面，工程维护和运营成本等等方面[1]。为了能够达到预期的增值效应，有诸多方面的解决方案，工程实体模型作为新型的管理技术创新理念，从一定程度上推动了建设项目的增值作用。
1.背景说明
BASF公司和马来西亚石油公司作为联合投资方在马来西亚关丹工业园区进行投资建设柠檬草食品项目，产品为香料原料。包括柠檬醛和薄荷醇项目，总投资额达40亿元人民币。项目管理公司为美国福禄丹尼尔公司FLUOR，总承包商为中国第七化建公司CCEM。该项目有很多的特殊性：采用一些新工艺，新材料，新要求。项目施工标准执行业主方BPC联合公司的规范及ASME，API 相关要求。公司为了能够保证项目的顺利进行，采用了先进的工程信息化管理软件，一方面提高了工作效率，到达优质化办公的目的，同时实现信息化协调管理。对于质量管理，公司非常重视，首次采用工程实体模块，旨在把所有的技术要点难点充分理解和掌握，在正式大面积施工前做好质量的事前控制，把好质量关。现以薄荷醇项目为例进行说明。
2. 工程实体模型解析
在不同的建设项目中，由于施工单位对设计和业主方的技术要求不明确，导致了很多返工返修的质量问题。作为本项目提出来的全新的质量管理概念和要求，把需要用实体模型把关控制的各个施工专业进行了系统罗列。不但可以减少和避免类似情况的发生，同时对于调整和优化设计，发现设计问题提供帮助。并且对于最终用户体验提供前期的参考。目前流行的很多实体模型采用多样化的材料建造，有的是工程中的真实材料，有的采用其他仿真轻便型材料 [2]。工程实体模型不同于BIM 的3D数据模型，前者是基于真实材料的相同比例的工程实体；后者是基于电脑信息的软件技术，两者有着本质的区别。
工程实体模型要求在充分掌握所有技术要求后，按照正常的施工工艺顺序进行施工，把相关专业的施工环节充分体现在实体模型制作当中，从质量过程控制和完成后产品检查来判断施工质量的优劣。对于其他大面积相同的施工工作起到示范作用。工程实体模型类似于样板工程，包括永久性的和临时性的。永久性的模型直接作为工程实体的一部分，在机械竣工时一起移交给业主方；临时性的模型是作为项目工程质量过程控制的一个环节，工程竣工后移交相关图片、影像资料和质量控制文件。工程实体模型的规模和复杂程度视业主方的预算费用和不同专业的要求确定。
3. 工程实体模型的细化
按照项目的特征，将所有施工专业进行了有效的分类，界定了需要做工程实体模型的范围，及永久性的和示范性的区分，从而更有效全面的控制施工质量。薄荷醇项目按照要求一共有52项工程实体模型的细化。以下表格是部分工程实体模型清单。
4. 工程实体模型的实施
工程实体模型第一次在本项目上应用，涉及到项目组的全方位管理工作，包括合同内容的特殊要求，成本费控方面的专项经费，施工计划方面的适度调节，工程质量方面的特殊控制等方面的协同管理。为了能够充分达到预期的效果，管理团队从项目管理方法上进行了一系列的尝试。
从管理团队到承包商，首先学习掌握所有专业的设计图纸和技术规范要求，包括企业标准和美标，马来西亚政府部门的强制性标准和技术要求。其次组织多次专题讨论会，进行技术澄清，对于概念模糊的进行更正，对于重点难点和新材料新工艺要求进行重点分析和说明。然后下发各个专业技术指导手册，集合了所有的质量技术要求及图片说明，发放给管理团队和施工承包商。承包商要提交施工方案和进行材料报审，符合要求后按照计划进行工程实体模型的制作。承包商在ITP质量计划中罗列检查项目及质量要求进行细化跟踪。项目组充分进行人机料法环五个影响因素的各方面质量控制，对于一些特殊模型，承包商要反复多次进行摸索尝试以达到项目组的技术质量要求。
施工阶段的质量控制过程包括事前、事中和事后三方面的控制[3]。工程实体模型质量过关不代表以后所有相关工作都是合格的。在实体模型验收合格后，承包商进行所有相关施工班组的培训指导和学习，以完全掌握质量技术要领和施工工艺方法。在大面积施工过程中，项目管理组实施动态质量控制，严格按照ITP质量控制点进行检查，同时将实体模型与实际工作进行实时对比，从而使整个项目的质量得到有效控制，满足设计要求。
5. 工程实体模型取得的成果
工程实体模型从计划、执行到大面积指导施工，经历了项目管理的很多控制环节。通过实践，发现了很多关于新材料，新工艺在具体施工应用方面的问题，以及设计方面的不足，对于提高施工能力和改善设计提供很好的帮助；对于质量的有效控制和管理起到了促进作用；同时缩短了施工进度，节约了项目成本。从建设阶段为工程项目实现增值。
5.1 自密实混凝土实体模块新材料和新工艺的探索：
针对项目上土建混凝土工程工期紧任务重，钢筋设计密集，施工振捣困难及清水饰面要求的鲜明特点，项目部决定接受混凝土供应商的建议：采用在马来西亚关丹地区刚刚兴起的自密实混凝土技术。自密实混凝土是依靠自重无需振捣就能密实成型的新型混凝土材料，对于解决密集配筋或异型构件等现代大型复杂工程的施工难题，促进高效、绿色土木工程技术发展具有不可替代的优势[4]。自密实混凝土技术在很多国家和地区已经得到了广泛应用，国内的道路桥梁隧道等领域应用也很普及。但是对于业主方和施工单位而言，是第一次应用。项目部考察并认可了在关丹地区应用自密实混凝土的建筑工程质量。为了能够更好的掌握新技术新工艺，正式施工前的实体模型样板房显得尤为重要和必要。公司从两个层面进行准备：对于混凝土供应商，他们已经与世界知名的法国企业拉法基公司合作，研制出符合马来西亚当地气候和环境特点的C30,C40,C50自密实混凝土设计配方，充分保证混凝土的和易性、密实度及表面最终成型质量。对于骨料及胶结材料和外加剂配方的掌控、搅拌时间、运输时间和路线、浇筑方式和速度、浇筑时间等等方面进行了讨论和分析，以求达到最优化的供应和服务。对于施工承包商，充分保障统一调度、认真组织、合理分工、协同管理，严格按照技术要点进行施工准备和执行。工程实体模块为大约20立方米的临时示范性房屋，带屋面的框架墙体结构，墙体厚度为200毫米。钢筋采用正式材料，模板采用清水模板,规格为1830×915×15(毫米)，严密拼缝，基础底部保持平齐，外部采用间距400毫米的脚手架进行加固，以免混凝土浇筑时出现跑浆溢浆及蜂窝麻面现象。为了避免环境温度过高对浇筑质量的影响，浇筑时间定在傍晚七点钟，环境温度已经降到28度左右。正式混凝土浇筑前，先用配比含量少一半骨料的水泥砂浆在钢筋底层及四角处进行浇筑，高度为50毫米左右，以保证不会出现烂根现象。混凝土进场后，严格进行塌落度实验检查，保证在200正负20毫米之间。同时进行混凝土试块的收集工作。然后采用混凝泵车进行连续性浇筑。过程中，工人用橡皮锤连续在外侧进行敲击，以保证混凝土充分流动，同时排出内部的气泡保证其密实度。由于自密实混凝土含水量较多，表面水分蒸发快，早期养护非常重要。所以在浇筑完成3小时，在屋面顶部覆盖草帘保湿。6小时后开始连续进行浇水养护14天。三天后拆除墙体侧面模板，发现底部墙体模板沿拼缝向上半米处出现很多条形小面积蜂窝麻面，经过调查分析，是因为模板接缝处不严密导致浇筑过程中测压过大出现漏浆现象。在以后的正式施工过程中对于一米以下的模板采用了双排脚手架加固，模板对拉螺栓采用双螺母紧固的有效预防措施，没有再发生类似的质量问题，保证了所有自密实混凝土的施工质量达到全优的水平。所有同养标养试块质量合格。自密实混凝土的应用大大提高了工作效率，降低了施工难度，减少了施工安全隐患，在关键路径上缩短了工期近半个月时间。为公司以后建设项目全面采用此项新材料和新工艺奠定了扎实的基础。
5.2 防火防爆保温，防爆保冷新材料和新工艺的掌握：
为了满足装置运行的安全要求，设计部门对不同区域的管道和设备进行了保温保冷的细化分类，提出了不同于一般项目的特殊要求。防火防爆保温工作的特殊性是要采用一定厚度的特殊陶瓷纤维材料，施工要求双层包裹，错层搭接，不锈钢外皮保护。对于防爆保冷施工，其特殊性是里层用泡沫玻璃进行包裹，外层涂马蹄酯，缠玻璃丝布和特殊粘结剂，最外层包裹特殊陶瓷纤维材料。对于各种在线阀门、法兰和仪表都有详细复杂的设计要求。管道和设备的要求也不同。承包商第一次接触这方面的工作，没有类似的经验。通过不断了解材料性能和工艺，将施工方法充分体现在实体模块的制作过程中，最终制作出了合格的实体模型，对于大面积绝热施工工作的全面开展提供了平台。作为分部工程的一部分，该施工工期缩短了近三周时间，施工验收质量达到了优良水平。
5.3管道法兰螺栓连接检查发现的母材问题：
对于管道连接法兰，按照要求进行实体材料连接检查，形成实体模型。螺栓材质均为ASTM-A193，GR-B7。对于部分有力矩要求的进行分次紧固。力矩分为初拧、复拧和终拧，数值分别是：300NM,600NM,900NM。最终力矩紧固过程中，发现一又四分之一寸法兰配套的的螺母出现开裂现象。经过进一步扩大检查同批次产品，又从一百多个螺母中发现了五个开裂螺母。项目部已经意识到问题的严重性，立刻成立专项调查小组迅速调查，进行相关实验，包括宏观观测，金相分析，硬度测试及断口分析等。同时对供应商车间生产工艺进行详细调查。最终认为供应商的螺母热镦工艺没有问题，问题出在螺母毛坯原材料上。经过实验室分析得出结论：螺母开裂区域内部存在大量的球型夹杂物，而球型夹杂物的类型为硅锰氧元素组成的硅酸盐氧化物。由于相应的夹杂物的存在，破坏了材料本身的连续性，降低了材料的强度。在热镦工艺过程中，形成内部微型裂纹，材料到达现场后在外力作用下，导致螺母最终开裂。此次发现的相同炉批号的螺母数量有近3000套。涉及面很广。早期发现和解决问题为避免以后大量返工扫除了障碍，节约了工程成本，缩短了施工工期，同时保证了生产运行的安全。
5.4 伴热管实体模型发现的设计问题：
针对一些需要蒸汽伴热的物料管线，伴热管的设计参数为：最大操作压力为4.5公斤，最大操作温度为165摄氏度，设计压力为6公斤，设计温度为176摄氏度。设计采用了二分之一寸SS304不锈钢厚壁管材，规格为φ12.7×1.651mm。所有伴热管在通过阀门法兰处必须按照设计详图进行弯曲缠绕绑扎，同时要紧靠在物料管线上。在施工过程中发现达到设计要求有相当大的难度。较小的曲率半径导致了不锈钢内测管壁皱褶严重，外侧管壁减薄明显。同时伴热管无法靠近物料管线及阀门表面或法兰表面进行有效绑扎，严重影响将来的伴热效率和施工质量。经过与设计部门的进一步落实，设计属于过度设计，同时没有考虑到项目的可施工性，导致施工困难，无法达到设计要求。通过设计核实与重新计算出具了设计变更，采用二分之一寸的普通壁厚不锈钢材料，规格为φ12.7×0.889mm。同样的问题没有再发生，施工质量达到设计规范的要求。由于是施工前的示范性工作，业主方只从供应商手中提取了近一百米的材料，从而避免了5000多米正式材料的浪费，为项目节约了成本，同时满足了进度要求。
6. 结束语
本文通过对工程实体模型的实践，从另外的视角提供了质量控制的有效途径，提前发现了很多质量问题，包括设计问题，材料问题，采购问题和施工问题，对于节约施工成本，缩短施工工期都大有益处。同时有效掌握了新材料新工艺的施工方法和措施，对其他项目提供了很好的质量管理思路，为建设项目的增值服务提供借鉴。
参考文献
[1] 丁士昭、逄宗展，建设工程项目管理，中国建筑工业出版社，2014.
[2] 李映彤，汤留泉，建筑模型设计与制作，中国轻工业出版社，2010.
[3] 郑伟，许博，建筑工程质量与安全管理，北京大学出版社，2016.
[4] 郑建岚、罗素蓉、王国杰、王雪芳，自密实混凝土技术的研究与应用，清华大学出版社，2016.
论文作者:胡亮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第9期
论文发表时间:2017/9/6
标签：实体论文; 模型论文; 工程论文; 项目论文; 混凝土论文; 密实论文; 材料论文; 《防护工程》2017年第9期论文;