隨著高等級公路建設(shè)的不斷發(fā)展,我國的公路建設(shè)和管理水平逐漸走向成熟,但是隨著社會的發(fā)展,建設(shè)項目不僅要滿足使用功能,其經(jīng)濟評價、社會評價、環(huán)境評價等(環(huán)境污染、周邊生態(tài)平衡、國民經(jīng)濟效益)綜合評價等也是功能評價的重要指標,即選擇技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理和對社會有利的最優(yōu)方案。
隨著社會進步,保護環(huán)境維護生態(tài)平衡,走可持續(xù)發(fā)展的道路是必然趨勢。廣東梅河高速公路位于廣東省粵東地區(qū),是連接廣東省經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和粵東山區(qū)的交通干線,該項目建成對加速廣東東部地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展以及推動泛珠三角區(qū)域經(jīng)濟合作具有極其重要的戰(zhàn)略意義,該項目建設(shè)伊始便提出“價值工程、生態(tài)環(huán)保、數(shù)字信息”等經(jīng)營理念。現(xiàn)就梅河高速公路全線25米以下空心板梁集中預(yù)制與安裝方案運用價值工程理論對其在的經(jīng)濟、環(huán)保、資源利用等方面進行功能分析,論述其方案優(yōu)劣及其可行性。
一、工程概述:
廣東省梅河高速公路起點為梅州市程江鎮(zhèn),終點為河源市藍口鎮(zhèn),全線總長118.43公里,25米以下空心板梁橋共3618片/78座,分布在全線共15個路基橋涵標段內(nèi),其中九個標段(包括相鄰標段)超過360片空心板梁(其中九個標段(包括相鄰標段)空心板梁的預(yù)制及架設(shè)計超過360片),如分標段設(shè)預(yù)制廠,即全線要有在建設(shè)周期內(nèi)設(shè)置生產(chǎn)360片以上能力的預(yù)制廠9個,或采取橋頭設(shè)置預(yù)制廠,現(xiàn)場預(yù)制架設(shè);如在所有16米以上跨徑橋頭設(shè)置預(yù)制廠,則全線橋頭共需設(shè)置小型預(yù)制廠40個,本項目設(shè)計采用由一個標段集中預(yù)制架設(shè),制梁廠設(shè)在該項目路線的中間位置。
二、方案可行性分析:
1、工期:
(1)分散預(yù)制:如全線建9個360片以上規(guī)模預(yù)制廠,先張法施工工藝要求按5片/線,需建5條生產(chǎn)線,根據(jù)該地區(qū)自然氣候條件,每月按24天計算,月生產(chǎn)120片,則需3個月完成預(yù)制任務(wù),加上建廠調(diào)試,組織生產(chǎn)及竣工后場地清理,下部工程完成的不確定性導(dǎo)致存梁周期的不確定性及其它不可預(yù)見因素,該預(yù)制廠實際用地時間最少為5個月。如在橋頭路基建臨時預(yù)制廠,該線路自然區(qū)劃為山嶺重丘區(qū),根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,設(shè)計的大部分橋梁位于路塹開挖或高填方路段,受地形地貌限制橋頭段臨時便道及路基成型可提供預(yù)制場地至少要開工后5-8個月,故最遲完工時間約在開工后10-11個月,由此即會影響全線路基施工進度和質(zhì)量;如采用在各自標段附近臨時征地建預(yù)制廠方案,其受征地費用、難度和運輸條件等因素制約,此方案基本不可行。
(2)集中預(yù)制:該標段項目部實際建預(yù)制廠三個,其中預(yù)制一廠占地約6900平方米,設(shè)計日產(chǎn)5片/線;預(yù)制二廠占地約7000平方平,設(shè)計日產(chǎn)5片/線;預(yù)制三廠占地約7000千平方平,設(shè)計日產(chǎn)5片/線(因前期受橋梁下部工程滯后等各種因素影響,未能按計劃完成階段性預(yù)制任務(wù),制梁有效時間縮短,為保證工期增加預(yù)制三廠,實際使用時間為4個月),總設(shè)計生產(chǎn)能力26片/工日,實際制梁周期5個月,并增加存梁場,占地約1萬平方米,存梁場土地占用時間6個月。集中預(yù)制進度基本按各橋下部施工進度組織預(yù)制、架設(shè),生產(chǎn)安排靈活,有利于全線整體進度把握。實際只用5個月完成制梁任務(wù)。
2、質(zhì)量:
(1)、分散預(yù)制:①無論是管理還是質(zhì)量監(jiān)控都較難,點多、規(guī)模小等不利于大型砼預(yù)制件的規(guī)模化生產(chǎn),對保證質(zhì)量和降低工程成本極為不利;②國內(nèi)高速公路建設(shè)市場良莠不齊,不利于優(yōu)秀的制梁、架梁企業(yè)發(fā)揮整體優(yōu)勢;③分散預(yù)制增加了建設(shè)單位和監(jiān)理單位的管理難度,對質(zhì)量通病的整改措施推廣慢、實施周期長。
(2)、集中預(yù)制:①有利于引進有豐富的(或類似)施工經(jīng)驗的大型施工企業(yè),對保證質(zhì)量、節(jié)約成本、加快施工進度極為有利,同時減少了業(yè)主對質(zhì)量監(jiān)控的難度,縮小了管理跨度,保證了對制梁關(guān)鍵工序的實時監(jiān)控;②對于承包方而言,可以集中有限的資源優(yōu)勢,降低質(zhì)量管理成本。③本地區(qū)為山區(qū),沿線用地受地形地貌限制,為少占用耕地,節(jié)約土地租用等成本,同時減少征地協(xié)調(diào)時間,有利于工程項目實施進度。
3、價值工程:
(1)、功能分析:把全線分散預(yù)制設(shè)9個預(yù)制廠列為A方案,分散橋頭預(yù)制為B方案,集中預(yù)制為C方案,對各方案功能進行分析,對各功能評價指標按不能滿足要求、一般、較好分類,按5、10、15分評分標準評定,具體評分情況見下表:
功能評價表 | ||||||
方案評價 | 方案 | 備注 | ||||
指標體系 | 評分等級 | 評分標準 | A | B | C | |
施工工期 | 1、較難保證 | 5 | 5 | |||
2、能保證 | 10 | 10 | 10 | |||
施工質(zhì)量 | 1、較難控制 | 5 | 5 | 5 | ||
2、易控制 | 10 | 10 | ||||
施工成本 | 1、較高 | 5 | 5 | |||
2、一般 | 10 | 10 | ||||
3、較底 | 15 | 15 | ||||
安全生產(chǎn) | 1、引發(fā)安全事故概率高 | 5 | 5 | 5 | ||
2、引發(fā)安全事故概率低 | 10 | 10 | ||||
人員投入 | 1、較多 | 5 | 5 | |||
2、一般 | 10 | 10 | ||||
3、較少 | 15 | 15 | ||||
施工協(xié)調(diào)難度 | 1、協(xié)調(diào)難度大 | 5 | 5 | |||
2、協(xié)調(diào)難度小 | 10 | 10 | 10 | |||
生態(tài)環(huán)境 | 1、影響面大、分散 | 5 | 5 | 5 | ||
2、影響面較小 | 10 | 10 | ||||
對路基施工影響 | 1、影響大 | 5 | 5 | |||
2、影響一般 | 10 | 10 | ||||
3、影響小 | 15 | 15 | ||||
運輸距離 | 1、較遠 | 5 | 5 | |||
2、較近 | 10 | 10 | ||||
3、近 | 15 | 15 | ||||
方案總分:Σ總 | 75 | 65 | 90 | 230 | ||
功能系數(shù):Fai=Σai/Σ總 | 0.326 | 0.282 | 0.391 |
上表中的評分方案計算結(jié)果表明:C方案得分最高,B方案最低,單從功能分析考慮應(yīng)采用C 方案,僅根據(jù)功能計算結(jié)果還不能最終確定采用哪種方案,還要對其功能成本進行分析,計算價值系數(shù)。
(2)、成本分析:
各方案成本分析見下表,征地費用為當?shù)厥袌鰞r格12元/m2,B方案不考慮征地費用;建廠費:生產(chǎn)規(guī)模5片/工日,土建部分費用約60萬元,橋頭預(yù)制每個小型預(yù)預(yù)制廠建廠費約30萬元,產(chǎn)生建筑垃圾包括生產(chǎn)過程中及拆除預(yù)制廠產(chǎn)生建筑廢料,A、C方案約1200立方米,B方案按600立方米估算,人工費計算采用當?shù)貙嶋H月工資水平,A、C方案人工工資按5個月考慮,B方案按2個月考慮,人員配備為該生產(chǎn)規(guī)模最少用工數(shù);機械設(shè)備費用為當?shù)刈畹妥赓U費用,A、C方案最低租期為5個月,B方案使用設(shè)備按1-2個月考慮。
各施工方案經(jīng)濟技術(shù)指標 | |||||||||||
項目名稱 | 單 | 單價 | 每廠 | 分散預(yù)制 | 集中預(yù)制 | 備注 | |||||
位 | (元) | 5片/天(20米) | A | 合價 | B | 合價 | C | 合價 | |||
征地面積 | 制梁區(qū) | m2 | 12/月 | 3600 | 32400 | 1944000 | 10800 | 648000 | |||
存梁區(qū) | m2 | 12/月 | 3300 | 29700 | 1782000 | 19900 | 1194000 | 集中預(yù)制另增10000m2存梁區(qū) | |||
攪拌站及其它 | m2 | 12/月 | 2500 | 22500 | 1350000 | 7500 | 450000 | ||||
占用路基 | m2 | 4500 | 180000 | ||||||||
土建部分建廠費 | 元 | 600000 | 5400000 | 5400000 | 300000 | 12000000 | 1800000 | 1800000 | |||
生產(chǎn)周期 | 月 | 5 | 5 | 5 | |||||||
復(fù)耕清除拉圾 | m3 | 80 | 1200 | 10800 | 864000 | 24000 | 1920000 | 3600 | 288000 | ||
人員投入 | 管理人員 | 名 | 1800 | 15 | 135 | 1215000 | 600 | 2160000 | 45 | 405000 | |
工人 | 名 | 1500 | 120 | 1080 | 8100000 | 4800 | 14400000 | 360 | 2700000 | ||
主 | 龍門吊 | 臺 | 95000 | 3 | 27 | 12825000 | 80 | 15200000 | 9 | 4275000 | |
要 | 運梁炮車 | 臺 | 65000 | 27 | 3510000 | 42 | 2730000 | 27 | 8775000 | ||
設(shè) | 平板拖車 | 臺 | 50000 | 9 | 900000 | 6 | 1500000 | ||||
備 | 砼運輸車 | 臺 | 60000 | 18 | 5400000 | 6 | 1800000 | ||||
投 | 汽車吊 | 臺 | 85000 | 18 | 3060000 | 20 | 1700000 | 6 | 2550000 | ||
入 | 履帶吊 | 臺 | 60000 | 2 | 600000 | ||||||
架橋機 | 臺 | 95000 | 9 | 1710000 | 20 | 1900000 | 6 | 2850000 | |||
倒梁及二次架設(shè) | 元 | 0 | 0 | 5000000 | |||||||
方案總價:Σ總 | 48060000 | 52010000 | 34835000 | 134905000 | |||||||
成本系數(shù):Fai=Σai/Σ總 | 0.356 | 0.386 | 0.258 |
計算結(jié)果表明,C方案所用費用最少,在保證各項功能的情況下應(yīng)采用費用最低的C方案。
三、效果總評:
從以上價值工程評價結(jié)果來看C方案即集中預(yù)制方案為最優(yōu)方案。但此方案亦有不足之處,應(yīng)通盤考慮才能保證工程順利實施。
1、集中預(yù)制的優(yōu)點:
(1)、進度保障:①不影響路基土石方的前期施工,干擾小,與路基橋頭建預(yù)制廠比少占基床,不影響路面的施工;②集中預(yù)制規(guī)模大,生產(chǎn)組織靈活,有利于突擊完成變更調(diào)配任務(wù),動態(tài)安排生產(chǎn),適應(yīng)橋梁下部工程可變因素多、完成時間不確定的特點。
(2)、質(zhì)量保障:①集中預(yù)制有利于技術(shù)管理,投入最少的資源,發(fā)揮最大的作用,尤其是有利于建設(shè)單位和監(jiān)理工程師對工程的質(zhì)量監(jiān)控;②有利于工程質(zhì)量的整體提高,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題利于解決;③有利于新產(chǎn)品、新材料、新工藝的推廣;④大型構(gòu)件的集中生產(chǎn)有利于砼質(zhì)量的控制,保證全線預(yù)制梁的外觀及顏色的一致性,做到內(nèi)實外美。
(3)、環(huán)境保護:①少占地,減少對生態(tài)環(huán)境的破壞;②少建廠,減少預(yù)制廠對周圍環(huán)境的噪聲、空氣、水源等污染;大大減少安拆預(yù)制廠而產(chǎn)生的建筑垃圾,少生產(chǎn)永久廢棄物,節(jié)約不可在生資源。
(4)、價值工程:選用價值工程公式:V=F/C ,V代表價值,F(xiàn) 代表功能,C 代表全壽命周期成本。
方案 | 功能指數(shù) | 成本指數(shù) | 價值指數(shù) | 備注 |
A | 0.326 | 0.356 | 0.916 | |
B | 0.282 | 0.386 | 0.730 | |
C | 0.391 | 0.258 | 1.515 |
價值指數(shù)比較表
從上表可知A、B方案價值指數(shù)小于1,不可取,而C方案大于1說明本方案在很低的成本下實現(xiàn)了功能要求,但可能存在過剩功能或成本偏低的情況。因此在進一步的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)這種情況是因為本方案工程應(yīng)用了較先進的工程技術(shù)和管理技術(shù),使得本工程在重要的功能上消耗了較少的成本。也就是說方案C完全符合價值工程理論,其方案應(yīng)為優(yōu)選方案。
2、集中預(yù)制的不足:
(1)、施工單位協(xié)調(diào)難度大,首先表現(xiàn)在預(yù)制標段要投入大量的人力、物力與線下單位協(xié)調(diào),才能保證按計劃安排施工生產(chǎn),平等的兩個標段之間沒有合同關(guān)系,更增加了協(xié)調(diào)難度,這就要求預(yù)制標段必須有較高的管理水平和較強的組織能力。
(2)、預(yù)制、架設(shè)標段風險大且集中,主要表現(xiàn)在:①橋梁下部結(jié)構(gòu)工程完工的不確定性與預(yù)制廠工廠化生產(chǎn)有計劃性的矛盾突出,預(yù)制標必須有大型的存梁場地臨時存梁,增加倒運成本;集中預(yù)制導(dǎo)致長距離運輸,使發(fā)生各種事故的風險概率增加,并且長大物品的運輸對運梁便道的要求較高,無形中提高了修建臨時便道的標準,增加成本;山嶺重丘區(qū)施工便道一般較差且受地形限制,增加了運輸難度,并對梁體運輸質(zhì)量不利。
(3)、由于梁體預(yù)制與橋梁下部施工不是一個單位,很難規(guī)避各種施工誤差帶來的影響,如墊石標高和橋跨施工要求必須準確無誤,否則無法保證橋面鋪裝層厚度和橋面伸縮縫尺寸;容易造成永久性缺陷,從而影響梁體架設(shè)質(zhì)量及工期。
結(jié)語:
運用價值工程,使設(shè)計施工方案更趨合理。梅河高速公路全線25米以下空心板梁的集中預(yù)制,如分標段橋頭預(yù)制,則需投入5393萬元,分標段集中預(yù)設(shè)9個制梁廠,需投入4806萬元,如集中在一個標段預(yù)制,投入為3484萬元,比分標段集中預(yù)制節(jié)約27.51%。在滿足施工質(zhì)量、進度、安全的情況下,工程成本最低,根據(jù)價值工程理論,費用降低,功能提高,所選方案越優(yōu)。
參考文獻
1 吳添祖主編 《技術(shù)經(jīng)濟學概論》 北京:高等教育出版社,1998
2 全國造價工程師執(zhí)業(yè)資格考試培訓(xùn)教材 《工程造價管理基礎(chǔ)理論與相關(guān)法規(guī)》。北京:中國計劃出版社,2003年4 月第一版
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