从钢管施工实例浅谈工程质量和质量成本

从钢管施工实例浅谈工程质量和质量成本 周 林 1 马曦伟 1 韩小亮 1 常应宏 2 （ 1 中国水电三局有限公司制造安装分局 陕西安康 725011； 2 华东水利水电堪测设计院 浙江杭州 ） 摘要：本文以某水电站引水钢管制造安装工程为实例，浅谈工程质量与工程成本的关 系。对如何找到质量与效益的最佳平衡点，使建 设项目效益最大化 进行总结和探讨。 关键词：引水钢管 质量成本 平衡 沟通与协调 0.前言： 水电站引水钢管工程是一个系统的工 程，涉及到水电站建设的规划、设计和施 工等多个环节，其发展与现代冶金、机械 制造、交通运输以及水电建筑等基础工业 的发展密切相关。引水钢管在水电站建设 的投资比重虽不很大，但工程质量的好坏 也是决定工程能否安全运行的因素之一； 建设中的质量要求和管理是否适宜，对工 程成本有着显著的影响。下面主要以某水 电站引水钢管为实例进行总结。 某水电站采用坝后厂房，引水钢管一 管一机的布置方式。直径 11.2m，最大水 头 110m，倾角为 565834，每条引水 钢管轴线长 56.392m，分别由上弯段、斜直 段、下弯段和下平段组成，全部采用 24mm36mm 厚的 16MnR 钢板制成，钢管总 重量 3374 吨，在当时国内已建成的水电站 中，直径仅次于三峡水电站的引水钢管。 该工程的引水钢管 2005 年 12 月 25 日 开始制造，2006 年 12 月 31 日安装完毕， 历时 1 年零 6 天。经业主、设计、监理、 施工单位的通力合作，由于措施恰当，管 理有力，在钢管直径大，技术要求高，雨 季时间长，场地狭小，安装时段集中，安 装强度高，参建方多，外界干扰大的情况 下，仍比计划工期提前半年完成了全部工 作，经第三方检验验证，总体质量优良， 满足设计要求。 1.施工措施及质量 1.1.钢管制造： 该工程钢管的直径巨大，受运输条件 及运输成本的限制，按水利水电工程的常 规在工程所在地现场建厂。该工程处于热 带雨林地区，多雨，气候潮湿，如采用露 天生产，钢管的制造质量则无法保证，故 在距安装现场约 2.5km 处建了占地面积约 11000m2、建筑面积 1600m2的钢管加工厂。 主厂房采用钢结构，划线、卷板、拼装、 焊接、探伤等工序在主厂房内进行，防腐 则在采用移动工钢棚进行防护。在钢管的 制造过程中，由于工艺措施合理，管理措 施严格，钢管制造 230 单元，合格率 100%，优良率 96.9%。 1.2.钢管安装： 钢管制造在引水钢管工程中相对容易 一些，而钢管安装的各种外界条件远不如 钢管制造的外界条件好，但还必须相同的 质量标准，施工中的质量控制和管理则要 求更加突出。 安装顺序：根据该工程总体布置、 工程结构特点、工程总进度需要的实际情 况，为确保大坝混凝土浇筑工期，制定了 顺序为：下平段下弯段上弯段斜直 段凑合节灌浆孔封堵补漆伸缩缝 焊接验收的钢管安装方案。 为保证钢管安装的质量和进度，主 要采取了以下措施：以钢管内加“米”字 支撑方法，防止运输与吊装中变形；以轨 道支撑、精确测量、认真对装来保证管节 安装误差；以严格控制热输入量来保证焊 接接头的性能；以人员素质、严格管理、 合理工艺、过程监测等手段，保证焊接质 量；以过硬的工作作风及操作技术，保证 UT 探伤与 RT 探伤的准确；以认真的工作态 度、严格地检验保证灌浆孔封堵及补漆的 质量；以科学的态度、有效的投入、严格 的管理保障施工安全。 在实际施工中，严格按施工措施和施 工进度计划施工，钢管安装的施工质量、 进度、安全均取得了可喜的成绩。不但满 足了整体工期要求，在工程质量上，安装 误差全部符合要求，焊接质量优良。按按 规范检验并经第三方复查，5 台机组的压力 钢管安装工程共划分为 20 个验收单元，质 量评定结果全部合格，其中 19 个单元优良。 合格率 100%，优良率 95%。 以上数据明确表明，该水电站引水钢 管施工质量是优良的。 2.质量与成本： 在建设活动中,参与建设活动的各主体 中,建设单位始终处于强势和中心地位,他 们的行为在很大程度上影响着建设工程质 量、进度、成本。建设单位既是项目的投 资人，又是该投资行为的最大受益人。 工程成本是多方面的，在此仅就如何 找到质量与效益的最佳平衡点，使建设项 目效益最大化进行简单的总结和探讨 2.1.材料成本的提高： 市场经济条件下， “质量第一”成为很多 企业追求的目标，作为建设单位，也不例 外，无时无刻不在关注着建设工程质量。 但工程质量的提高，需要投入大量的资金， 如果这个投入是为了保证电站安全运行而 必不可少，不管这个投入量有多大，则必 须投入。否则，有些质量投入值得商榷。 获取经济利益最大化，才是建设单位的最 终目标，而并非是工程质量。特别是将一 些局部质量提高到不合理的程度，即使建 设单位利用自己在工程建设中的强势地位， 将质量成本转嫁给施工单位，照样有可能 与期望相悖。因此，在保证工程项目安全 的前提下，建设单位更应注重质量的经济 性，加强对质量成本的投入和控制，达到 质量与效益的平衡，提高质量成本的效能。 以上述引水钢管工程实例，16MnR 钢板正常 情况下为冷轧、热轧或控轧状态供货，而 本工程制造钢管用 16MnR 钢板却要求调质 供货，此种钢板的化学成份、板厚决定了 调质只对浅表层起一定作用，且作用非常 有限，对钢板深层起不到细化晶粒、提高 强度及韧性的目的。从经济上看，采用调 质供货，供货价格要提高 600800 元/吨， 对工程质量没有实质性改善，但较大的提 高了工程成本，笔者认为没此必要。又如， 制造钢管用钢板的到货批检验：“每批钢 板抽样数为 2，且不少于 2 张，。同一 牌号、同一炉罐号、同一板厚、同一热处 理制成的钢板可列为一批。 ”按此要求进行 排列组合，该电站引水钢管用钢板一批最 多 9 张钢板，一批最少 1 张钢板，一般每 批 25 张钢板。即需在大多数钢板上进行 取样。按 GB/T2975钢及钢产品力学性能 试验取样位置及试样制备标准，当板厚 =2436mm 时，拉伸试样需要的长度为 L=370450mm。弯管、锥管可在钢板的边 缘取样。对直管而言，在钢板订货时，必 须延钢板轧制方向加长 370450mm，否侧， 将无处取样。作为容器钢板，在出厂前， 轧钢厂已经按上述要求进行了化学成份、 力学性能、冲击韧性等方面的检验。 压力 钢管制造安装及验收规范 （DL5017- 1993）只要求对钢号不清的材料进行上述 检验。由国内知名钢铁企业中合格供货商 供货，钢板到货检验资料齐全，此项检验 仅仅是对出厂前检验的重复，没有新内容， 却增加了检验试验费用，浪费了不少的钢 材，提高了工程成本，影响了工程进度， 不但增加了材料成本，而更重要的是增加 了工期成本和施工成本。 2.2.工期成本损失： 工期成本控制的目标是正确处理工期 与成本的关系，使工期成本的总和达到最 低值。主要表现在三个方面，一是为了保 证工期而采取的各种措施费用，包括多投 入的人力、物力和财力等；二是因为工期 拖延而多耗费的资源；三是因为工期的延 误而造成产出品收益的减少，因此所引起 的工期费用的增加和产出品收益的减少， 称为工期损失。如果将工程质量无限度地 提高，特别是建设单位在现场临时提出合 同或规范没有的要求时，毫无疑问，不但 会引起人、财、物投入的增加，而且还会 引起停工、窝工、返工等造成工期损失。 对于水电工程建设项目，利用的是再生资 源，产出品的主要成本是前期的一次性投 入，工期损失造成的产出品收益减少的损 失尤其明显。笔者在 2007 年参加的一次咨 询会中了解到，某水电站装机 2400MW，有 6000 余吨引水钢管，由 16MnR 和 WDB620 两 种钢板制造，设计文件对焊缝探伤要求为： 所有一、二类焊缝 100UT。所有一类焊缝、 丁字接头、合拢环缝 100RT，二类焊缝 50RT。参加咨询的专家一致认为：RT 对 部分危害性大的缺陷如平行于钢板的裂纹、 未熔合等不敏感，检出率较低。再加之 RT 成本高，效率低，劳动保护困难。特别是 在每次 RT 作业时，周边其他施工人员均须 撤离现场，造成总工期关键线路的大坝混 凝土的暂停施工。经测算，不计固定成本 增加，仅 RT 作业本身的投入成本需 320 万 元；直线工期延误 3 个月增加贷款利息 1.72 亿元；3 个月将减少产出品收益： 240000041500.213/12 =522900000 元5.23 亿元。 *机组利用小时数按 4150小时/年、上网电价 按 0.21元/kwh 计算。 上述合计损失效益： 0.032+1.72+5.236.98 亿元 一方面，该要求是现行技术规范以外 的要求，对工程的安全运行不起决定性作 用。另一方面，又要增加巨大的成本投入 并损失巨大的经济收益。根据技术咨询会 的意见，该建设单位会同设计单位决定， 保留一、二类焊缝 UT 探伤要求，取消二类 焊缝的现场 RT 探伤。减少工期损失 3 个月， 可减少成本投入并增加产出品收益合计近 7 亿元，使质量成本的投入与产出达到了最 佳结合。 2.3. 质量成本： 质量成本效益最佳点，是指将质量成 本控制在最合理的范围内，使质量水平保 持在最适宜的状态，从而使项目在有限的 质量成本条件下，最大限度地获得最理想 的质量收益。可能有人会认为，建设单位 可以利用自己的强势地位，向施工等乙方 单位无限提出质量要求，并且不用付出多 少成本，还可以大大提高工程质量，这是 十分错误的。因为任何单位的资源都是有 限的，如果无限提高某方面或局部的质量 要求，使施工单位在质量、成本和效益之 间严重失去了平衡，必定会使工程进度、 其它方面的工程质量受到损害。建设单位 是项目的最大受益者，当工程进度、其它 方面的质量受到损害时，建设单位也是最 大的受害者。也就是说，使质量与成本的 关系处于适宜状态，以最恰当的质量成本 投入，争取最理想的质量经济效果，发挥 出最好的质量成本效能，不仅对施工单位 重要，对建设单位将更重要。 笔者参加的另一次钢岔管设计审查会， 电站装机 6250MW，一管三机，额定水头 259.000m。设计单位工作非常细致，主岔 管公切球直径从 6.0m8.5m 按每 0.5m 一个档次，进行了地质条件、材料采购、 施工难度、建设资金投入等各方面的经济 技术比较，没有选择运行质量最优的 8.5m 钢岔管，而是选择了质量成本效能 最优的 7.0m 钢岔管。 质量成本虽说具有不精确性，但质量 必须进行财务衡量。建立符合建设工程项 目实际状况的质量成本控制标准，有目的、 有计划、有标准地进行投入，确保质量成 本的投入科学合理，提高质量成本投入的 效能应成为工程建设项目参建各方为之努 力的目标。 3.结论： 上述水电站引水压力钢管的制造安装 工程 2006 年 12 月 31 日安装完成已经安全 运行近两年，工期比计划工期缩短 180 多 天，工程质量优良。证明钢管制造安装的 施工措施、施工计划得当，施工管理有力。 但在工程质量与工程成本的关系方面值得 总结、思考、探讨，为今后的工程建设项 目提供参考，真正找到质量与效益的最佳 平衡点，使建设项目效益最大化。 参考资料： 1.李耀挺， 论如何平衡项目工期和质量及成本的关系 ， 山西建筑 ，2007.07； 2.水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范DL/T5017-2007,水利电力出版社； 3.水电站压力钢管设计规范DL/T5141-2001，水利水电出版社； 4.郭继秋、唐慧哲， 工程项目成本管理/建设工程项目管理丛书，化学工业出版社， 2005.09； 5.全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会 建设工程项