高速公路施工组织设计研究_李俊.docx

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1、 髙速公路施工组织设计研究 Research on Expressway Construction Organization Design 学位申请人： 李後 _ 学 号： 311430140011 学 科 专 业 ： 项目昝理 _ 研 究 方 向 ： 公路工程施工詧理 指 导 老 师 ： 田海山 _ 定 稿 时 间 ： 2014 年 3 月 西南财经大学 学位论文原创性及知识产权声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他 个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，

2、均已在文中以明确方式标明，因本学位论文所引起的法律结果由 本人承担。 本人同意在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西南财经大学。 本人完全了解西南财经大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权西南财经大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存和汇编 本学位论文。 本学位论文属于 1、 保密，在 _ 年解密后适用本授权书。 2、 不保密 特此声明。 学位申请人： 年月曰 摘要 高速公路施工是一项极其复杂的系统工程。作为工程施工管理的核心， 施

3、工组织设计的任务就是针对高速公路的特性，通过科学的统筹安排、系统 的管理，编制出最合理的施工组织方法，使高速公路在整个施工过程中，按 照客观的技术经济规律，能做出科学合理的安排，最后取得相对最优的管理 效果。 本文首先揭示了研究的目的和意义，提出了主要的研究方法，阐述了高 速公路施工组织设计的概念和作用、施工组织设计编制的依据和原则，系统 梳理了高速公路施工组织设计编制的主要内容；着重分析了高速公路施工组 织设计优化问题，主要包括优化的概念、 优化的目的、以及优化的方法；将 施工组织设计的编制方法，指导并应用到山东省滨德高速公路某合同段施工 组织设计实际编制中。本文得到主要研究结论如下： 1、

4、 编制高速公路施工组织设计时要结合高速公路工程实际和施工单位人 员、机械设备、资金等要素，因地制宜，务求实效，不能千篇一律，流于形 式 2、 高速施工组织设计编制的目的在于充分利用统筹学原理，合理安排资 源投入，在确保工期、质量、安全和环保目标的实施的前提下，要以提高效 率、降低成本为目标。 3、 高速公路施工进度计划的编制，要采用多种方法，相互印证、相互补 充，但要以网络计划为主线。通过对网络计划的不断调整，确定关键线路， 不断优化前后工序和流水节拍，进而调整关键路线上工作的持续时间，最后 达到优化总工期的目的。 4、 随着计算机技术的发展和广泛应用，利用计算机技术绘制图形表达施 工进度与场

5、地布置；还可以利用成熟的计算机软件进行网络计划的计算、绘 制和优化；充分利用计算机网络技术，在项目部与各相关方之间建立施工项 目管理信息系统，以便及时对项目的进度及其他方面 进行调整。因此，在髙 速公路施工组织设计过程中，要大力推广和应用计算机技术，提高施工组织 设计的质量和效率。 关键词：高速公路工程，施工组织设计，方案编制，优化 Abstract Expressway construction is a very complicated system engineering. As the core of the enneering construction management, tii

6、e task of Hie construction organization design is to aiming at the charactoistics of the expressway, through scientific overall arrangement and systematic management, develop the most reasonable construction organization method, so as to make die expressway according to objective technical and econo

7、mic rule to gain a scientific and reasonable arrangement and finally obtain a relatively optimal management effect in the whole construction process. At first, this paper revels the purpose and significance of the research, puts forward the main research methods, expounds the concept and fimction of

8、 tiie expressway construction organization design working-out as well as the construction organization and design basis and principle, systematically summarizes the main content of expressway construction organization and design working-out, analyzes the expressway construction organization design o

9、ptimization problem whicli mainly includes the concept, purpose and method of optimization. The working-out method of construction organization design is practically applied to a contract section of the Binde expressway in Shandong province. In tihis papaythe-main research conchisions are as follows

10、: 1. The expressway construction organization design working-out should be combined with elements as expressway engineering practice ,construction personnel, mechanical equipment, capita, etc. when prepared. Adjust measures to local conditions so as to gain actual effect. Be not machine-made to beco

11、me a mere formality. 2. The expressway construction organization design woridng-out is aimed at making foil use of critical-path principle, and reasonable arrangement of resources. Improving efficiency and reducing cost should be as the objective under the precondition of ensuring time limit, qualit

12、y, safety and the carrying-out of environmental objectives. 3 .A variety of methods should be adopted to support each other and complement each other in the expressway construction progress plan carrying-out. However, network planning should be the main the concept. By constantly adjusting the netwo

13、rk plan, to determine the key circuits and constantly optimize fore-and-aft process and order beats, further to adjust the duration of the work on critical path, finally to achieve the purpose of optimizing the total duration. 4.With the development and extensive application of computer technology，

14、computer technology is used to draw graphics to express construction progress and site layout. Sophisticated computer software can be used in the calculation, drawing, and optimization of network plan. Making full use of the computer network technology, construction project management information sy

15、stem can be established between the project departments and the related sections so as to adjust project progress and other aspects in time. Therefore, in the process of expressway construction organization design, computer technology should be energetically promoted and applied to improve the quali

16、ty and efficiency of construction organization design. Keywords: expressway engineering, construction organization design, scheme working-out,optimization 目录 1绪论 . 1 1.1 研究的背景和意义 . 1 1.1.1 研究的背景 . 1 1.1.2 研究的意义 . 1 1.2 施工组织设计研究的现状 . 2 1.2.1 国夕卜研究的现状 . 2 1.2.2 国内研究的现状 . 3 1.3 论文的主要内容及研究方法 . 4 1.3.1 论

17、文的主要内容 . 4 1.3.2 论文主要的研究方法 . 4 2. . 高速公路施工组织设计编制的作用和内容 . 5 2.1 施工组织设计的概念及高速公路施工组织设计的特点 . 5 2.2 高速公路施工组织设计文件的作用 . 5 2.2.1 高速公路工程实施的指导性文件 . 5 2.2.2 施工单位进行工程费用控制的主要依据 . 6 2.2.3 施工单位进行索赔的重要依据 . 6 2.2.4 施工单位及监理单位进度控制的重要依据 . 6 2.2.5 施工单位和监理单位质量控制的重要依据 . 7 2.3 高速公路施工组织设计文件编制依据 . 7 2.4 高速公路施工组织设计文件编制原则 . 8

18、2.5 高速公路施工组织设计编制内容 . 8 2.5.1 工程概况 . 8 2.5.2 施工策划工作 . 9 2.5.3 施工准备与临时工程 . 10 2.5.4 施工现场的总平面布置 . 11 2.5.5 高速公路主要施工方案 . 11 2.5.6 施工进度计划的编制 . 12 2.5.7 质量、安全、环保、工期的保障措施 . 14 2.6 高速公路施工组织设计编制中存在的问题 . 14 3. 高速公路施工组织设计的优化 . 16 3.1 施工组织设计优化的原理 . 16 3.1.1 施工组织设计优化的概念 . 16 3.1.2 施工 组织设计优化的目的 . 16 3.1.3 施工组织设计优

19、化的方法 . 17 3.2 施工组织设计优化的要素 . 18 3.2.1 施工方案的优化 . 18 3.2.2 施工现场平面布置的优化 . 19 3.2.3 资源利用的优化 . 20 3.3 高速公路施工网络计划优化模型 . 20 3.3.1 网 络计划的基本原理 . . 20 3.3.2 关健线路的确定 . 21 3.3.3 网络计划图的调整和优化 . 21 3.3.4 工期成本优化 . 22 4. 山东滨德高速公路施工组织设计实例 . 23 4.1 工程概况与特点 . 23 4.2 施工策划工作 . 27 4.2.1 施工组织机构设置 . 27 4.2.2 施工任务分解与劳动部署 . 27

20、 4.2.3 主要机械（具）设备配备 . 28 4.2.4 材料供应保证计划 . 28 4.2.5 人员、设备、材料运到现场的方法 . 28 4.3 施工准备与临时工程 . 29 4.3.1 施工准备 . 29 4.3.2 临时工程 . 29 4.4 施工现场的总平面布置及优化 . 31 4.5 主要施工技术方案 . 34 4.5.1 路基工程施工技术方案 . 34 4.5.2 桥涵工程施工技术方 案 . 34 4.5.3 路面工程施工技术方案 . 36 4.5.4 冬、雨季和夏季施工安排 . 37 4.6 总体工程进度计划的编制 . 39 4.6.1 工期目标安排 . 39 4.6.2 总体

21、安排思路 . 39 4.6.3 工程施工顺序 . 39 4.6.4 工程总体进度计划 . 40 4.7 质量、安全、环保和工期保障措施 . 46 4.7.1 质量保证措施 . 46 4.7.2 安全保证措施 . 46 4.7.3 环境保护主要保证措施 . 47 4.7.4 确保工期的措施 . 49 5. . 结论与展望 51 5.1 结论 . 51 5.2 意见及建议 . 52 5.3 展望 . 52 参考文献 . 53 致 # . 56 1 绪论 1.1 研究的背景和意义 1.1.1 研究的背景 高速公路工程是大型的基础设施，施工涉及的内容很多，而且项目各工 序相耳交叉，涉及工程技术的合理性

22、，人力资源和工器具的有效配置，以及 工程质量要求、施工安全要求、工期要求、环保要求等多方面的内容。一个 高速公路项目在施工过程中，无论是空间上还是时间上，各种运输机械、施 工机械等需要进行交叉操作，施工现场错综复杂。同时也需要各种原材料、 半成品、构件等。只有不断改进完善施工组织计划和施工现场的监管工作才 能防止现场施工作业的断断续续，才能保证施工的流畅性，才能保证各道工 序之间合理连接。因此，这就要求施工单位必须依据施工现场的实际环境， 合理快速地进行施工组织。 根据以往的施工经验我们不难知道，通过编制符合工程实际的施工组织 设计文件，制定 一个合理有效的施工组织设计方案，在保证施工质量的同

23、时， 可以使施工进度灵活安排，确保在建项目能够顺利竣工，还可以预判施工过 程中的潜在风险，给劳动者提供安全保障，避免意外的出现。同时还可以节 约成本、减少污染、保护生态环境。因此，编制合理的高速公路施工组织文 件具有重要的社会意义和经济效益。 1.1.2 研究的意义 一个既科学又合理的施工组织设计，可以把施工过程中有的施工流程 串联起来，形成一个有机整体，使施工作业的各模块相互协调，保证连续施 工，使高速公路工程能够安全、优质、高效、环保地完成 U2。 通过本课题的 研究，可以寻求优质、安全、高效、环保的施工管理模式，并推广应用到其 它同类项目管理中。 1.2 施工组织设计研究的现状 现代大型

24、工程的建设推进了施工组织设计研究的发展。高速公路施工组 织设计研究涉及面很广，跨越了多个学科，综合性很强。本文在查阅了大量 的国内外相关文献的基础上，对高速公路施工组织设计的研究现状进行了深 入分析。 1.2.1 国外研究的现状 国外对工程施工组织设计的基本理论研究比国内要早，随着计算机技术 的不断发展，这种理论现在在国外己经比较成熟，在注重技术方面的要求的 同时，还兼顾考虑了经济性，从整体上对工程项目统筹计划，进行合理安排 3。 1928 年前苏联编制了世界上第一套完善的施工组织设计方案，并且应用 于聂伯尔大型水利水电站。后来前苏联又专门组建了的研究机构，进行工程 施工组织设计的基本理论研究

25、工作。 20 世纪 50 年代以后，计算机在硬件和软件上得到了前所未有的发展，这 就促使了施工组织设计理论的发展。 1950 年，新式管理技术关键线路法 (Critical Path Method， CPM)已经应用到 了建筑施工组织设计中； 20 世纪 50 年代后期，美国将规划评审法 （ PERT)成功运用到了其军事领域中，取得 了一定的效果。 1960年代以后，工程项目向技术复杂化和大型化发展，对技 术提出更高要求，由此也出现了工程项目管理咨询公司。 随着施工组织设计在一些工程项目中的广泛应用，工程项目管理理论己 经发展成了一门学科。据有关部门统计，运用此方法的工程项目可以减少工 期，降

26、低工程造价 4。 Vinod Singhal 是美国 Georgia 理工大学管理学院资深教授等，他的基本理 念是将工程造价控制贯穿于整个项目组织设计。如果施工单位能在整个施工 过程中，始终将这两个方面有机的结合在一起，将会为降低工程造价，提高 工程质量，降低能耗，提供了良好的 条件。 Fox等人叙述了施工组织设计的重要性，并介绍了在建工程施工组织规则 的成功应用 5。 Cheng通过计算机编程建立了一种多元化的决策系统来解决施 工现场复杂的管理过程 6: Chua为了解决施工工序之间的冲突对施工组织设 计的影响，建立了以工工艺和工程实体为两个主要因素的决策模型 7。 1.2.2 国内研究的现

27、状 张福全等 8指出，目前的公路施工组织设计方案中存在实施难度大、技术 性水平相对较偏低、缺乏侧重点等缺陷。应充分运用现代计算机技术，实现 施工过程的模块化，从而提高工作人员的工作效率。 山西水利水电勘察设计院的刘志芳 9分析了工程造价与施工组织方案之 间的关系，阐述了施工组织设计对合理确定造价的意义。 王敏、段志刚 1()等指出应将主要因素充分结合、统筹规划。要取得较好 的社会效益和经济效益，必须把施工技术与管理方法科学合理地结合起来， 各项计划进行具体实施。 曹政国，李远富 f113提出了应用模糊数来表示方案选择的影响因素，并建 立了模糊多属性决决策模型，进行了相关的研究分析。 何志红 1

28、2认为施工组织设计是的编制过程是工程技术与经济的有效融合 过程。项目管理理论的不断发展是促进施工组织设计完善的动力。 李新业等运用遗传算法编制了资源优化程序，但这种算法有局限性，必 须是固定的工期。 周新湘 13从工程施工组织设计对公路施工进程的影响角度出发，分析了 施工组织设计与施工进度和造价的问题，提出了要获得良好的经济和社会效 益，必须不断完善施工组织方案。 1.3 论文的主要内容及研究方法 1.3. 1 论文的主要内容 第一，分析了国内外现状，阐述了工程施工组织设计在高速公路施工过 程中的作用。 第二，基于对高速公路项目的特点，分析了工程质量、施工进度、施工 安全及造价等指标之间的内在

29、联系。基于以上四个指标，提出了高速公路施 工组织设计总体评价指标体系。 第三，对各种施工组织设计方法进行了综合分析，总结了各种方法的优 势和缺陷，基于此，结合山东省滨德高速公路工程项目的特点，提出了本文 所要推荐的施工组织设计及优化方法。 第四，结合山东省滨德高速公路工程某合同段施工的实例，对施工组织 设计的研究结论进行验证。 1.3.2 论文主要的研究方法 作者在本论文的研究工作主要是以下几方面展开： (1) 资料的准备，相关文献的检索 在撰写本文的过程中，作者阅读了大量有关高速公路施工的指南、规范 和标准。对国内外相关文献进行了详细检索，了解了国内外的研究现状和研 究方法，为本论文的撰写奠

30、定了理论基础。 (2) 采用多种方法相结合的施工组织设计编制方法 将对施工组织设计的研究结论运用到了山东省滨德高速公路工程某合同 段施工，进行验证。 (3) 调查研究法 本文运用了调查研究方法，与主要项目管理人员进行座谈交流，并通过 实地调查研究，对沿线主要材料供给地和价格、料场的位置、施工场地的地 形条件、供水供电、运输条件等等都进行了调查，掌握了第一手资料，为项 目的施工组织设计提供了有效的依据。 2.高 速公路施工组 织设计 编制的作用和 内容 2.1 施工组织设计的概念及高速公路施工组织设计的特点 在项目施工之前，需要根据工程施工现场的实际情况，依据相关部门对 建设项目的基本要求，编制

31、施工组设计，使项目施工的整个流程科学、合 理。总之，施工组织设计是对整个施工过程进行规划、管理的文件。它具有 全局性和控制性 高速公路和一般工程相比，主要具有以下特点：一是线状构筑物，施工 工作面狭长；二是分部和分项工程众多，涉及的专业内容多，相互干扰和影 响大；三是施工过程中资金、人力和机械设备投入大；四是施工工期长，一 般需要跨越 3 至 4 个年度；五是施工受到沿线地质、水文、气候，尤其是受 冬季和雨季的影响大；六是施工技术标准要求高；七是安全、环保等方面的 要求高。高速公路的这些特点，决定了在进行施工组织设计编制过程中，不 但要满足一般工程施工组织 设计的要求，更要结合高速公路的特点和

32、实际需 求，有针对性地进行施工组织设计的编制。 2.2 高速公路施工组织设计文件的作用 2. 2.1 高速公路工程实施的指导性文件 高速公路施工组织设计从工程实施的全局出发，以工程质量、工程费用、 工期安排为主线，整体考虑施五大工要素，从时间和空间上分析达成目标的 工艺需求和工、料、机的消耗，统筹合理地安排工程的资源投入、施工工艺 和施工进度，保证施工生产中的经济性、连续性和协调性，以最低的消耗创 造最大的经济效益。高速公路的施工组织设计具有两方面的作用：一是指导 施工前期准备工作，合理分配资源，控制施工进度整体布置施工活动安排， 另外保证了施工秩序的正常化，起到了协调和沟通各个环节的作用。

33、2.2.2 施工单位进行工程费用控制的主要依据 目前，高速公路建设市场竞争激烈，为了应对市场竞争，提高生产效率、 控制成本支出是最重要的措施之一，应对施工方案周密部署，对施工组织设 计不断优化，因为工程费用与施工方案选取有关，不同的施工方案所需的费 用差别也很大。比如在桥梁基础施工过程中，可采用人工挖孔和机械钻孔来 成孔，人工挖孔可采用爆破施工也可使用人工下挖，机械钻孔可采用旋转钻 机也可以采用冲击钻。这些施工方案的选择直接影响了工程造价，因此必须 结合现场的实际情况、施工机械、人工情况，在施工方案满足合理性、先进 性、安全性的同时，应该仔细考虑经济性。 2.2.3 施工单位进行索赔的重要依据

34、 项目中标后，投标文件中的施工组织设计是合同文件的重要组成部分， 在项目实施过程中，每一个单项工程、分项或分部工程的施工组织设计，也 是合同实施的重要支持性文件。在实际施工过程中，若业主在原方案的基础 上增加工程数量，未按照招标文件中的承诺提供基本施工条件 (比如三通一 平、取土场等 )，或是由于业主或监理工程师的原因出现变更造成工程延期的 情况，施工单位可依据投标文件中的施工组织设计文件和经监理工程师批准 后的单项工程、分项或分部工程的施工组织设计文件，进行合理的工期、费 用索赔。 2.2.4 施工单位及监理单位进度控制的重要依据 无论是投标文件中的施工组织设计文件，还是工程实施过程中的单项

35、工 程、分项或分部工程的施工组织设计文件，作为施工单位，在满足总体工程 进度和工 程质量的基础上，从经济有效投入角度出发，一般会提出了连续、 均衡的投入策略，经综合比选后提出了施工组织设计方案；从项目业主和监 理工程师的角度出发，主要考察和审批施工单位工料机的投入能否保证项目 在确定的工期之内保质保量完成，如果审核通过，将是三方共同遵守的基础 性文件，以此来控制工程的进度。 2. 2. 5 施工单位和监理单位质置控制的重要依据 投标文件中的施工组织设计文件，以及经监理工程师批准的工程实施过 程中的单项工程、分项或分部工程的施工组织设计文件，是施工单位进行质 量控制的重要依据。 2. 3 高速公

36、路施工组织设计文件编制依据 1、 国家、地区或行业等颁布的相关政策、条例等法律、法规、规章、要 求等文件，以及国际通行的规则等。 2、 针对该项目的招标文件的所有相关文件。包括招标文件、施工图设计 文件、补遗书，以及其它的补充资料和文件。 3、 现行的与高速公路施工相关的标准、规范、规程、指南等。如公路 工程概预算编制办法、公路桥涵施工技术规范等。 4、 建设条件的调查资料，包括自然条件和社会条件的调查资料。主要包 括项目沿线水文、地质、气候、砂石料、钢材、沥青、木材、取弃土条件、 供水、电力、电讯、道路、交通运输、历史古迹、军事设施、风俗习惯、人 文境观等。 5、 施工单位工、料、机的可能投

37、入能力、管理水平、类似工程施工经验 等。 6、 类似工程或相近工程的经验资料。 2. 4 高速公路施工组织设计文件编制原则 1、 均衡生产，突出重点的原则。在施工技术、劳动力和物资供给方面优 先满足重点工程，其他工程采取科学、均衡组织。 2、 确保工期的原则。在保证施工质量的前提下，合理安排劳动力、施工 机械设备、材料等，确保顺利实现工期目标。 3、 坚持以人为本的原则。必须高度重视施工人员的职业健康和安全，同 时还要兼顾沿线居民的健康和安全，切实做到以人为本。 4、 统筹兼顾、科学安排的原则。合理安排施工时间、施工顺序，尽最大 努力降低对群众生产生活和当地交通所造成的影响，科学文明施工，树立

38、良 好的施工单位形象。 5、 施工同时注重环保的原则。不能因为施工而造成生态破坏、水土流失， 必须坚持 “ 改造自然、保护自然、环保同行 ” 的原则。 6、 灵活机动、因地制宜的原则。根据工程实际情况，合理组织施工，尽 量少占用当地群众的耕地，努力降低征地费用。 7、 专业化施工原则。必须使用专业的施工队伍对路基、路面、桥涵中一 些关键部分进行施工，绝不能为降低工程造价而使用杂牌军，必须确保工程 质量。 2.5 高速公路施工组织设计编制内容 做为施工单位进行工程施工的指导性文件高速公路施工组织设计贯穿于 整个施工过程。同时，高速公路施工组织设计做为一个综合性文件一般应包 括工程概况、施工策划、施工现场的总体部署、主要施工方案、施工技术关 键、施工总进度计划、工程质量管理措施、工程安全管理措施等 16_191,下面 简要介绍一些内容。 2.5.1 工程概况 主要包括： （ 1)工程 概要介绍，主要设计标准和工程规模、工程内容等； (2) 工程所在地的水文、气象状况以及地形、地貌环境特征等； （ 3)工程特 点及重点、难点； （ 4)主要工程数量