EPC总承包项目工程设计、施工融合管理总结
我国经济快速发展背景下,工程建设领域不断转型升级,工程项目组织实施方式随之改变,EPC总承包模式是当前国家工程建设领域的主流,但是该模式在我国仍处于初步发展阶段,项目部就EPC工程项目设计、施工管理过程进行梳理和总结,以促使EPC工程项目更好发展。
EPC工程总承包在施工管理上需要总承包公司基于施工合同,对设计、采购、现场施工进行全方位管理,同时对此过程中涉及的工程进程、工程造价等进行管理。较之传统的工程管理,基于EPC模式开展施工管理,可以减少施工量与成本,更为有效地管控工期与质量,实现高效化、集约化、一体化管理。
一、工程概况
江苏赛孚士生物技术有限公司厂房建设EPC总承包项目总建筑面积约为4.5万㎡,共有研发综合楼、质检中试大楼、原液制剂楼、主仓库、中央动力站、连廊、门卫、化学品库、污水处理站等单体组成。工程采用EPC总承包工程项目管理模式。
二、设计总结
设计是EPC项目的“龙头”,是工程采购和施工的基础。设计工作的好坏对工程的质量和费用以及进度起着决定性作用,这也决定了在EPC工程总承包项目中,设计具有主导作用。EPC项目实际落实过程中,为了更好确保其设计质量,总承包单位通常都会承担非常多的项目实施中所出现的设计风险,而建筑工程设计的主要核心内容,很大程度上会对项目能否获得成功,造成直接影响。并且设计工作也是确保建筑工程完整运行,降低购买风险以及保证验收符合标准的重要根据,其能够直接将建筑工程的设计规模和结构等方面内容体现出来,能够凸显出建筑工程设计的价值。建筑工程实际开展期间,在建筑工程设计图纸以及使用主要技术确认下来后,基本确认了项目材料、购买费用以及施工费用。另外一方面,设计情况的落实,以及建筑工程施工工艺和工期之间有很大关系,这同样是后期建筑工程结算的重要根据。设计工作作为设备和材料设计当中的重要主体,所以要求总承包单位一定要对项目的优化设计工作提高重视。由此可以看出,在整个总承包当中,设计优化工作是整个工作的核心内容,对整个项目的实施起着至关重要的作用,若总承包单位并没有积极进行优化设计工作,就会对整个项目造成很大影响。
(一)项目前期设计阶段
实际施工过程中,总承包单位在获取准确招标信息之后,需要具体对招标信息进行解析,确定这项信息后,再决定是否继续进行投标,需要对招标的背景以及基本内容等进行全面了解,随后结合建筑工程实际情况,对项目的施工和支付方法等进行确认,然后再对风险评估的范围以及制定有效对策进行解析,对建筑工程所实施的技术要点和实施过程中所遇到的难点进行检查,这样更有利于建筑工程的开展提供有效保障。建筑工程实施期间,还要结合业主对项目实施设备以及设计要求,对设计的档次进行判断,由此可以更好推动招标工作的顺利完成,避免发生标准过高或过低的情况发生,从而对中标情况造成影响。在整个实施期间,建筑单位除了要对承包单位的资质开展审核以外,还要将中标的情况落实到位,只有将前期设计以及合同预算等各项阶段工作落实到位,才能有效推动建筑工程的顺利完成。
(二)项目实施阶段
EPC工程在工程施工期间,如一些建筑结构、机电安装、绿化、幕墙等专业问题不能及时在汇报、或交流中解决,特别是土建施工过程中穿插机电安装,有些机电安装需求未能及时反馈至现场,或现场与图纸有出入,还可能因造价、材料等施工方原因更改图纸。由于是EPC项目所以设计不可能等,需要及时调整方案图纸。所以现场补充了多个经验丰富的设计师驻场,这些设计师除了要对自己所在专业要精通还有很好的沟通、协调能力,及时的完成与甲方、施工、材料、以及其他专业设计师的沟通工作。
(三)优化设计内容及实施
对于EPC工程总承包项目而言,其优化设计的主要目的则是:先要全面对设计造价工作提高重视,其次,需要确保项目实施的经济效益,然后要进一步推动工程项目总体质量的提高。开展这项优化设计工作需要根据工程项目的特征、自然情况以及运输加工条件等各方面开展。
对建筑工程施工图纸进行设计过程中,为了更好对造价进行把控,需要对便民中心组合结构钢柱的地下锚固段进行改造,将前期方框钢柱可以改为十字结构,这样能够节省很多钢材。为整个建筑工程围护结构进行设计过程中,可以运用维护桩当做局部主体结构的承重装,在钢筋衍架楼承板楼面加大小钢梁,这样可以将楼板的厚度减少。更好将项目的经济效益提高,运用悬挑脚手架的部分槽钢,通过除锈之后,可以将其用在非承重钢结构当中,运用已经建设完成的部分,符合地沟盖板,在设计过程中,可以根据同样的规格,开展排水暗沟的设计工作,把地基内所挖掘出来的天然级配用在道路基层。
在EPC工程总承包项目优化设计当中,最重要的一项内容就是单项工程的二次深入设计。这项设计工作是每个单体弱电工程以及预制装配式工程、各单体幕墙工程等都开展了二次深化设计。这个设计工作主要是处理设计图纸以及深度不够施工操作不易、局部设计浪费等情况,比如在确保装配率不改变的状况下,尽可能选择楼板、标准层,楼梯等重量比较轻的构建配置当做PC构件,对塔吊进行选择过程中就可以降低一个型号,这样能够节省机械费用。
三、现场施工管理总结
(一)生产部门施工总结
本工程自2019年5月底至2020年9月底,历经一年多建设周期。初步实现了工程整体竣工验收,质量满足业主及验收规范要求。但在项目管理过程中存在各类细节需要仔细斟酌。本工程属于EPC总承包项目,项目特性决定了本工程平行施工、部门工艺复杂、各部门功能需求杂,信息集成散、使用需求变更频繁等特征。需要现场项目管理对于设计部门工作及相关部门作出大量协助、配合工作。并且,EPC模式下,项目管理要实现进度、质量、优化、限额设计等多项管理工作接口的衔接。在现场接口管理下,采购、施工、控制等部门可密切配合完成工作,同时与业主、施工分包商、设备供应商等相关单位密切配合,保障项目工作的高效执行。
(二)技术部门施工总结
本工程为EPC总承包新建厂房工程,新建工程按施工图纸施工,所以本文主要就施工过程中遇到的主要影响因素加以分析,并提出解决办法。
1、质量目标影响因素及解决办法
影响因素主要有:施工方案的选择、图纸的复核、施工工艺的选择、质量检查等。
(1)施工方案
工程中有很多种施工方案,一个切合实际的施工方案是质量目标能否达成的前提条件。在施工准备完成后,应向业主提供几套施工方案,并与业主、设计共同探讨施工方案的可行性、合理性、针对性。通过比对与探讨,选择一个符合现场施工情况,可以保证质量目标顺利实现的最优方案。
(2)图纸的复核
图纸的复核是保证质量目标实现的重要工作。工程的图纸很多是根据业主提供的概念方案图纸来进行设计的,而在实际的使用过程中,业主往往会根据自身以及使用单位的功能需要来进行部分变更。所以,设计部门提供的图纸难以满足施工需要。为保证施工质量,必须进行现场的实测实量。为节约工期,可以边复核、边放线放样、边向业主单位反馈图纸问题,这样三管齐下,有效的保证施工质量。
(3)施工工艺的选择
结合现场实际情况,选择能有效保证施工质量的施工工艺。为节约工程造价,很多是在原有基层的基础上进行装修设计施工。通过施工工艺的选择,既能保证达到业主的要求,又能保证施工质量。
2、进度目标影响因素及解决办法
(1)业主要求
中后期业主计划提前交付部门区段,要求施工单位在不影响正常工作的情况下进行施工,所以业主的要求是影响进度目标的最主要因素。在既有进度目标的前提下,合理划分施工区域,编制区域进度计划,严格执行进度计划。对使用单位有影响的施工,应配合业主提前告知,保证进度目标的顺利实现。
(2)材料供应情况
工程位于市区内主干道,且受疫情、扬尘管控、碳中和管理等影响,提前熟悉项目所在地的交通情况及交通政策,合理组织运输车辆、规划材料运输路线,保证材料的供应充足及时。为保证进度目标,应编制材料使用计划,并根据材料使用计划,提前1-2天组织材料入场,避免材料供应不足造成工期延误。
(3)技术措施
工程中涉及各不同分部分项穿插项目时,其插入时间节点应尽量前移,及时收集实际进度,实时调整施工方案。在施工时,应根据进度目标,确定各施工关键工作的工期,罗列施工重点难点,采用科学合理的技术措施,解决施工过程中的问题。
3、成本目标影响因素及解决办法
(1)成品保护
在工程中,尤其是部分重点的项目,业主会要求施工单位对该部分进行成品保护。成品保护的材料应采用价格优廉、整洁美观、可多次循环使用,且对环境没有污染的材料,成品保护的辅助费用也应考虑。与业主进行沟通,在签订合同时予以考虑。
(2)废品处理
新建工程会产生不少垃圾废料。在施工前,应就近选择废品回收站,签订废品回收合同,减少可回收废品堆积时间。不可回收材料应与建筑垃圾消纳站点签订垃圾消纳协议,规划好垃圾清运线路。通过合理的组织措施,有效的控制施工成本。
(3)标准化管理
在施工过程中,施工安全、施工形象是业主最为重视的一方面。在保证成本目标的前提下,应加大标准化管理方面的成本投入,在确定成本目标时应予以充分考虑。
四、造价经营部门总结
EPC工程造价管理是一项技术性、专业性很强的工作,它贯穿于项目建设的各阶段。要求工程造价人员对建设工程从投资立项开始,包括可行性论证、招标投标、合同签定、施工管理、竣工结算项目的每一阶段都对造价进行严格的管理和控制,把控制建设项目费用的观念渗透到工程的各阶段之中。对工程造价人员是一项必须认真对待和积极参与的工作。
1、设计阶段造价控制要点
1.1配合设计优化和专业方案比选
EPC总承包项目利润的实现需要选择技术经济的设计方案。在满足业主招标文件功能目标的前提下,项目负责人要组织专业设计人员积极开展设计优化工作。对于施工图设计过程中的重要方案,专业人员要开展方案比选,技术经济分析,在满足功能的前提下选择最优设计方案,以节省成本的支出。造价控制主要分析方案的切入点有土方隐蔽工程平衡方案、结构形式方案、暖通动力冷热源方案、变配电站高低压供电方案、智能化配备方案等。造价控制方案的比选方法有综合评分法、最小费用法、费用效率法、价值工程法、网络计划优化法、影响因素分析法等通过造价的比较进行择优。
1.2变更控制
签订总承包合同后,总承包合同的内容对应招标文件的输入条件得以固化。当招标文件对应输入条件对比发生变化时,造价控制人员必须对变更部分内容进行具体分析,如站位于建设单位的角度分析,造价变更与投资额相关,肯定是越少支付越好;如站位于总承包单位的角度分析,造价变更与施工成本相关,肯定是争取越多越好,每个站位不同,造价分析的着重点也不同,得到的结果也不径相同。设计施工图时,设计与业主就图纸内容具体衔接时,若技术要求提高或者承包范围扩大或技术要求降低或者范围缩小,造价人员需要测算可能引起合同费用的增减情况。项目的建设标准和范围的统一直接影响后期的实际结算费用,前期的造价口径控制尤为重要。
2、采购阶段造价控制要点
在采购阶段,原始的承包模式中经常会出现平行部门于业主之间的矛盾与冲突,如施工方与采购方、设计方与采购方,因采购不及时、质量未达到设计要求等问题导致施工进度滞后等问题。EPC总承包模式下这些问题都可以迎刃而解,总承包单位都可以内部自行消化。当然这里些问题的解决造价管理部门起到承上启下的作用。造价前期介入设计阶段,后期介入施工安装结算,在采购设备前与设计部门和施工部门一起就设备的技术参数及规格型号、安装方式,备品备件、采购方式等内容进行无缝对接,制定一个相对明确的目标成本,目标成本的每一项内容必须细致清晰,每一个子目的费用组成内容明确并有理有据。例如:计算进口设备的造价组成,进口设备需要考虑的设备的原价、国际运输费、运输保险费,到我国港口后需要交纳的一系列附属费,包括银行财务费、外贸手续费、关税、消费税、增值税、车辆购置费等内容,国内运杂费等所有费用。国产设备的采购也是需要细致的编制费用明细,主要考虑国产设备是批量生产还是特殊定制的,这些细致的区别都与造价息息相关。本阶段控制造价的要点主要就是明确目标,精确造价。
3、专业分包的造价控制要点
总承包单位择优专业分包单位主要依据就是造价的控制。根据总承包合同口径、项目的特殊性选择有强大的融资和资金实力、深化设计的能力、成熟的采购渠道、有实力的合作单位,通过招标投标方式选择技术水平较高的专业分包商。总承包在招标阶段对分包专业的内容针对性的出具一个招标控制价,明确目标成本,在编制招标文件中,合同的条款必须严格把关,尤其涉及到造价的,如:合同的口径的确定,是单价合同还是总价合同等;合同的支付方式,具体支付的比例,按形象进度支付还是按月支付等;合同的结算口径,合同范围内的结算口径和合同变更内容的结算口径等;都必须在招标文件中明确,以规避后期结算时不必要的麻烦。
4、施工阶段造价控制要点
施工阶段造价控制的要点是实时更新,动态管理。如在施工过程中与设计图纸有出入的地方在不违背总包合同口径的前提下与设计部门现场配合实时优化图纸,造价管理部门核实成本,分析直接成本、措施成本的增减情况,总成本降低的可行,总成本增加说明图纸还需继续优化或者施工方案有待提高,通过分析造价得出是优化图纸还是变更施工方案。造价管理部门必须及时检查施工进度、投资进度,及时对进度拖延或投资超支问题进行纠偏,并实施动态管理,确保进度和投资紧跟施工计划。在项目实施过程中,如有法律法规和政策的变化、工程变更、价格变更和工程索赔等因素会影响项目施工建设期间的合同价款,例如去年的重大安全事件新冠疫情影响,导致很多工程的成本失控,虽然政府出台了疫情期间的人工补助政策,但是作为施工总承包商损失的工期及措施成本还是影响不小。因此,在成本这一块对不确定因数的风险分析我们必须充分考虑,重视现场变更和现场签证管理及记录工作,以及书面文件的签认。定期对变更费用进行分析并提出建议,实现对项目投资的动态控制。
5、结算阶段造价控制要点
在结算阶段,作为总承包单位最重要就是结算的编制及审核。结算是的审核尤为重要,结算审核既是成本控制的收尾一步,也是关键一环。工程造价部门要全面审核结算资料,包括招标文件及答疑文件、投标文件、设计变更、洽商记录、认质认价单、设备材料的出入库单、竣工结算书、施工图、竣工图等材料。结算中遇到争议问题要以合同协议条款、招标文件、工程量清单描述等为依据。除编制人员对结算进行初步审计之外,还要报项目负责人和技术负责人进行二级复核和三级复核,以保证审计结果的客观性、合理性、合规性。特别注意事项,结算资料宜要求分包单位提供“结算报告完整性承诺书”(防止过程一再补报)、“结算造价谈判人员授权书”(防止核对过的量价成果,分包商后期以结算谈判人员没有授权为由不认可)。在结算阶段无论是结算编制还是结算审核必须严谨、细致、全面,规避不必要的法律漏洞。
6、项目结算情况
EPC项目工程款结算主要包括以下几个环节:1.初步设计阶段,根据项目投资、初步设计方案和合同约定,确定工程款的预付款比例和支付条件。2.采购阶段,根据合同及采购计划,确定采购物资的采购价格和支付方式。采购结算一般采用合同价格和实际交付数量来计算。3. 施工阶段,工程进度和质量是决定施工款支付方式的关键因素。施工结算一般采用阶段性结算方式,具体包括应付款、预付款、进度款、质保金等。其中,进度款根据项目进度计划和合同约定逐步支付。4. 竣工验收阶段,项目竣工验收后支付最后一笔款项。竣工验收符合合同约定的,支付最后一笔工程款;如验收不合格或有争议,应在解决争议后,支付最后一笔工程款。本项目EPC合同总价15884.36万元,最终审定结算总价15776.34万元。
五、BIM技术应用情况
对于约4.5万㎡的建筑体量,BIM模型量比较大,我们在项目启动前就制定了合理的BIM策划方案。其中最主要的挑战和难点是如何把多个单体模型(包括单专业之间的模型和多专业之间的模型)进行合理的拆分。项目工程师采用Revit提供了一个模型拆分的协同平台,使不同专业的设计师可以在同一平台上分别构建自己的模型。在构建模型之初,BIM协调人员对项目进行了整体的把控与管理,比较重要的有以下三点。
(1)专业样板文件
在进行项目协同之前,先制定好包括项目基本元素在内的专业样板文件,如项目的定位、用地红线和建筑红线、建筑单体的定位,基本的族类别、模型的颜色方案等。确保不同的单体可以在项目场地中自动对齐到各自的位置以及不同模型在场地文件中显示相同的颜色。
(2)中心文件与链接模式交互使用
对于单体较大的建筑,我们会对单个建筑单体进行模型拆分,一般把模型拆分为土建中心文件与设备中心文件,设备中心文件连接土建中心文件。如果单个建筑单体不大,但是建筑单体非常多,我们就会对每个建筑单体建立一个中心文件,然后通过链接模型的模式在场地中把所有模型都链接成一个整体模型。拆分项目模型比较关键,而模型的拆分是否合理则直接影响着整个BIM项目的进程。
(3)协同平台需要满足项目各个阶段的不同需求
目前,设计院内部的协同、链接模型和工作集的交互使用基本已经不存在问题。如何在一个公共的管理平台上,使设计院建立好的BIM模型与业主、总承包方、各专业分包方等项目各参与方共享,是BIM技术协同平台需要解决的问题。而且正如设计院内部的设计权限一样,在BIM管理协同平台上,项目的各参与方也应具备各自的查看与修改权限。
1、辅助出图
在规划方案完成后,施工图阶段BIM技术开始介入设计,配合设计出图。在建筑平面图、立面图基本确定后,由BIM建筑师建立BIM模型,导出立面、剖面、墙身大样、楼梯大样、门窗大样等图纸。其中剖面、墙体大样、楼梯大样中没有结构梁,这就需要BIM设计师在剖切出来的剖面图中进行梁的基本布置,然后提交给建筑师进行确认;之后结构师对于建筑师提交的平面图、立面图、详图大样进行结构设计。设计完成之后,BIM建筑师创建项目的协同平台,BIM结构师在协同平台上创建BIM结构模型。BIM结构模型完成后,会在BIM建筑师原来剖切的的详图上,生成真实的梁截面,再由BIM建筑师进行核对,导出真实的墙身大样、楼梯大样等,提交给建筑师进行确认。这种方式建立的BIM土建模型,可以真正用在设计过程中,并能够生成一部分施工图图纸(图4,5)。
2、碰撞检查
碰撞检查是BIM技术中最常见和应用最广的,用三维模型检查管线之间的碰撞问题,弥补了二维管线综合设计的不足。碰撞检查可以分两种:一种是纯后BIM式的碰撞检查,BIM技术不参与设计;另外一种是参与设计的管线综合。我们采用的是第二种。
参与设计的管线综合一般流程:在协同平台上,可以随时看到土建专业的BIM模型,便于设备师布置管线走向。设备专业先处理好管线与土建专业的关系,协商好各自的管线走向,再在具体的设计过程中调整好每个细节,确保专业之间没有大的碰撞之后,可以在Revit中进行定位,标好管线的尺寸、标高。然后每个设备专业导出管线的平面图和剖面图(仅导出管线、尺寸标高、轴网)复制到CAD图纸当中,再按目前的出图标准对各自专业的管线进行标注的调整。这种方式,可以在设计过程中规避掉管线的碰撞,不用后期再翻模型进行碰撞检查。
3、施工进度模拟
以BIM模型为基础进行5D施工进度模拟,项目的工期与造价在BIM模型中相关联,在工地的例会上直接查看BIM模型,讨论施工方案,在虚拟建筑中预先解决目前需要在现场才能解决的问题。通过使用施工进度模拟技术,在整个项目建设过程中预先把所有分包商、供货商的工作顺序安排好,提高各方的工作效率,减少返工。对于施工细节问题进行提前预测与解决,对每一道工序及每一个机械设备进行系统的控制,清楚设备何时入场和退场,对设备机械进行跟踪管理及实现与其直接相关的工序无缝对接。
4、BIM应用感想
(1)EPC总承包可以借助BIM平台进行项目信息的综合管理,使图纸设计、成本造价、施工建造等环节紧密联系在一起;使施工建造过程透明化,有利于提高各分包商的专业化程度,减少项目管理成本。
(2)BIM模型在项目各阶段的传递,也是EPC总承包模式力求解决的问题,这就需要统一的标准来维持项目的整个生命周期。就像目前的CAD制图标准一样,需要使项目各个阶段的工程师都能认识与操作。
(3)对于施工过程中产生的变更,BIM技术有强大的管理优势。可视化设计本身具有精确设计的特点,同时减少了施工过程中的变更数量。项目设计、建造过程中会有不同的变更,在传统的设计模式中,设计院出具变更单,但是不会计算由变更产生的对造价、工程进度等环节的影响。而基于BIM技术产生的变更,数据中模型的变化会使造价与工程进度等环节联动改变。模型的变动会实时反馈给造价单,进行数据的无缝链接。
(4)正确利用BIM模型的数据库。BIM模型不应当跟以往的CAD图纸一样,而是应该存储在互联网云平台上,使项目的各参与方共享同一个模型。在本项目中采用EPC总承包的模式,需要各个参与方都要看懂并使用BIM模型,并在同一个BIM模型中讨论问题和解决问题。
(5)管理机电专业施工进度。现场安装工程师可以通过云平台登陆BIM模型,安装好的构件可以在BIM模型中确认是否安装,业主也可以通过云平台登陆BIM模型,查看其工程进度,并可对比计划进度与实际进度的差别。
(作者:施驰/编辑:王宏/责任人:余燕君)