摘要：由于超高层建筑项目的特殊性，使之在机电施工管理过程中将遇到许多一般建筑项目所没有遇到过的问题，如设备材料的运输、施工技术的采用、系统的调试、人员的调配及参建单位的协调等。以上海中心大厦的机电安装为例，着重对上海中心酒店区、精品办公区、塔冠区3个分区的机电安装管理进行分析，提出对超高层建筑中机电专业的管理要点，并拟定相应的解决建议及系统性方案，希冀为超高层建筑施工管理工作提供参考。
关键词：超高层建筑；机电安装；施工管理；系统性方案
国内超高层建筑的不断涌现，对建筑在施工过程中的管理，特别是建筑中的机电安装施工，提出了更多更高的要求。本文以上海中心大厦的机电安装工程为例，介绍在超高层建筑施工中的机电安装管理工作。
1超高层建筑的机电安装管理及其特点分析
超高层建筑的项目一般都位于市区中心，不仅项目的工程体量十分巨大，而且多集中在一个相对狭小的区域面积内，这样就会导致现场施工场地极度受限，对施工环境控制要求特别高。同时，由于建筑体的垂直高度很高，导致超高层建筑的室内平面布局及形态也十分复杂，每隔一定楼层，其建筑布局都会发生变化。上海中心大厦项目地处寸土寸金的陆家嘴中心区域，建筑高度达632m，项目更是以其特殊的外观形态，增加了整个建筑的施工管理难度。由于其超高层建筑的特点，在整个项目的施工管理过程中，机电安装管理的难点主要在于[1-2]：1）项目施工组织、协调难度大，工作协调量大，工序安排衔接要求高。超高层建筑项目分区较多，造成机电系统垂直叠加相互影响。同时许多安装关键步骤受工程总体结构施工过程的影响也十分巨大。2）材料及设备需求量大，整个项目建设周期长，机电安装材料及设备需要合理的采购、仓储及运输，统筹协调管理项目施工过程中的材料供应，以及项目机电材料设备在项目现场的运输工作。由于超高层建筑机电安装工程具有以上的特点和难点，针对超高层建筑机电安装的管理，主要应从组织与进度、设备与材料等多个方面入手，对整个项目进行系统而全面的管理，以满足项目的质量、进度等各方面的要求，达到一个让项目各方共赢的效果。
2超高层建筑机电安装组织管理
组织管理是项目施工管理的基础，也是一个项目能否顺利进行管理的必要条件，超高层建筑施工组织管理的关键是如何进行一个合理的施工分区分段和流水作业计划安排。上海中心大厦项目机电安装管理总体的施工组织管理思路是结合设计图纸和土建结构施工的流程以及超高层建筑机电安装的特点，按照“分区、分段施工、样板先行、流水交叉、分区调试、整体联调”的原则进行部署。上海中心大厦项目机电安装施工管理组织主要划分为4区（图1），分别是：A区（±0m以下的地下室部分）、B区（裙楼部分及Z1、Z2和Z3办公部分）、C区（塔楼上部Z4～Z6办公部分）、D区（塔楼Z7～Z9酒店部分及塔冠区）。上海中心大厦项目的塔楼地上部分共131层，为配合好土建结构的流水作业节拍，根据楼层的功能分区以及机电安装的施工特点，塔楼机电安装竖向管理再具体划分为Z1～Z9共9大区域塔冠区域。组织结构的稳定是整个项目管理的基础，根据超高层建筑项目的特性，对项目进行合理的施工区域划分可以使超高层建筑机电安装管理工作更有效率，有利于不同项目管理部的施工界面划分、进度计划的编制以及施工管理工作的开展。
3超高层建筑机电安装进度管理
超高层建筑机电安装进度计划编制必须要考虑各方对机电安装施工的影响，主要有：业主进度要求、土建施工进度计划、机电安装自身分区工作进度衔接、设备材料吊装进度等情况。上海中心大厦项目酒店区的施工进度计划编制分为3大部分，主要根据土建核心筒的施工进度编制核心筒筒内管井进度计划、各层的水平管毛坯施工以及高区设备层内包含设备就位、接头、调试等工作内容的施工。具体分解可以将筒内管井施工根据不同专业划分，在此基础上再根据不同的分区分别设立进度目标，如需再编制更详细的周计划或日计划时，可将筒内管井进行编号，对每个编号的管井每日施工进度编制进度目标，进行精细化管理。施工进度计划是编制劳动力配置和材料现场需求要料计划的基础，但由于超高层建筑项目周期过长，项目实际情况也是不断变化，这时进度计划就需要根据实际情况变化进行调整，不断持续改进。在管理中也要充分掌握其他相关专业施工进度与机电安装的施工进度，同时通过与深化设计和自身施工方案的不断改进，做到及时调整进度计划，并严格按新的进度计划实施。做到PDCA的循环模式，不断计划、执行、自查、纠偏，确保项目进度按照进度计划，没有产生新的延误问题。在项目管理过程中，可以考虑加入一定的激励和奖惩措施，设立KPI考核制度，在整个施工管理过程中分阶段、经常性的评价、考核、总结，根据不同部门负责的工作内容，设定可以量化的考核目标，如工程进度、深化设计出图质量、相互衔接顺畅度等。
4超高层建筑机电安装设备及材料管理
上海中心大厦项目现场可使用场地十分狭小，不能像一般建筑项目在现场搭设加工厂房或专门为机电安装划出一块加工场地。同时项目工期十分紧张，现场制作加工的材料也无法满足现场的安装进度要求。因此采用了工厂预制加工，完成后运至现场安装整个系统的模式。上海中心大厦项目中水管预制加工主要以塔冠区128层的冷却水管以及每层的喷淋主横管为主，制作中首先要根据设计的原图纸进行深化设计及BIM的模型碰撞确认，再由项目现场的施工员根据深化及确认过的图纸，将管段尺寸转化到单线图中。然后根据施工员出具的单线图或尺寸复核图，绘制管段加工图，加工图得到确认后，交付后方预制加工组。在水管的预制加工流程中，要注意对预制产品的预检，加强对工厂预制成品和半成品的质量检验工作，管材的壁厚、管径大小等在预制工作前要确认无误。管材焊缝质量也要在焊接工作完成以后，按规范要求进行检测，保证焊缝饱满，没有气孔、夹渣等质量问题后，通知监理单位验收。上海中心大厦项目铁皮风管基本实现了工厂加工生产的流水线生产模式。风管预制加工首先要根据设计的原图纸进行深化设计及BIM的模型碰撞确认，再由项目现场的施工员根据深化及确认过的图纸，绘制单线图并进行翻样和下料，送至加工工厂进行预制加工，最后工厂将预制完成的风管送至现场，由现场的安装人员进行检验合格后，完成拼装工作。风管的咬口、翻边以及角码、弹簧夹等附件的加工工作也使用了专用设备进行加工预制。在铁皮风管工厂预制生产的过程中，要注意如何合理减少卷材损耗和成品风管运输损耗。风管下料时要做到下料准确，合理进行卷材布局，减少损耗。同时为避免风管运输过程中可能会产生的变形及破损等情况，可以额外增加风管支撑、角撑及横筋等措施以增强风管强度。风管运输前要进行编号，这样可以方便项目现场的风管运送至正确的拼装位置，节约堆放时间及拼装时间，以满足进度施工要求，提高生产效率并提高产品质量。上海中心大厦项目中各类轻型管槽支吊架同样采用工厂化预制，所有制作流程全部在工厂完成，送至现场安装时就是美观大方的成品。避免了传统支吊架制作过程中的问题，现场组装也十分方便，只需要按照管线大小进行切割即可，无须动火，同时支架质量轻，可减少施工人员的工作量，提高工作效率。工厂预制加工在超高层建筑施工管理中的优点在于使管理前置化、场外化、统一化。预制加工减少了现场工作量，加快了施工进度，让现场工人和设施使用减少。同时便于流水作业和统一规范的科学管理，大大提高了工作效率，并且在损耗方面也有所减少，降低施工成本，有利于控制工程造价。而工厂化预制加工的成品虽然在运输、仓储以及工厂设备投入环节会增加一定费用，但是由于超高层建筑项目的特殊性，工厂化预制适合现场没有加工场地、施工工期紧张、施工难度大的项目，综合成本考虑下来，工厂化预制节约了现场施工时间及人工的工日消耗，总费用一般能节约15%～20%。据初步统计，整个工程采用预制加工技术总共能节约1100万人民币左右。最后在现场安装时减少了建筑垃圾的产生，也可节约后期处理垃圾所产生的费用，为上海中心大厦项目LEED的评审增加得分。
5超高层建筑机电安装设备材料运输管理
机电安装施工材料种类繁多，大小品类也各不相同。因此材料的备料要能充分满足进度要求，不能缺少其中任何的一部分。但超高层建筑施工中可以利用的垂直运输方式非常有限，只有大型塔吊吊装及垂直电梯运输2种方式，而结构施工到了后期时，大型塔吊需要拆除，运输方式更只剩垂直电梯运输1种模式。因此，如何保证设备材料能按照进度计划要求及时运至指定位置就位，保证有足够备料满足上层机电施工需要，是值得分析和探讨的。机电专业中不同材料有不同性质，在施工安装中也有不同用量，需要根据不同的施工进度，采用不同的运输方式来合理分配运能，协商垂直电梯的使用。上海中心大厦项目在垂直电梯运输系统中，机电安装中的设备材料被分为3类：水管、电线管、风机机组部件、各类电柜等Ⅰ类材料，风管及水管配件等Ⅱ类材料，保温材料等Ⅲ类材料。项目垂直电梯运输主要取决于安装进度、施工人员运送需要和其他参建单位材料运输时间安排。针对不同种类材料，要合理利用不同的电梯轿厢去运输，同时尽量减少中间接驳次数。Ⅰ类材料和设备需要安装时，由于尺寸大，要提前确认设备材料进场时间，然后协商优先安排大型货梯运输。Ⅱ类材料设备单件尺寸相对较小，但材料质量大，二次搬运困难，每层施工都需要采用，所以应尽可能采用每层都能到达的电梯运输。Ⅲ类材料现场需求量较大，但是质量轻，搬运方便，可以利用平时时间与施工人员运送时一同见缝插针地运输。上海中心项目材料设备运输的另外一个重要方式是大型塔吊吊运，大型塔吊的吊运优点是时间短，吊运速度快，吊运物件限制小，只需满足质量要求，即可以吊运各类设备及材料。但是塔吊吊装运输有时间限制，塔吊在建筑结构封顶后会陆续拆除，同时项目其他参建单位的材料设备等部件也多采用塔吊运输。因此必须要在塔吊拆除前将无法采用垂直电梯运输的设备全部吊运上去，需要提前做好设备排产计划和进场时间安排。上海中心大厦项目在塔冠区的冷却塔及水箱吊装过程中，首先确保塔吊最大起重载荷要大于吊装设备质量，如果不满足，可考虑将设备分拆吊装到位后再拼装。除了一般吊装需要计算载荷、吊臂长度、站车位置、性能曲线和编制吊装方案等步骤外，在吊装前要明确设备就位层的钢结构基础完成，具备了吊装一次就位的条件。现场地面吊装位置需提前与其他参建单位进行协商，留出吊装空间，确保有行车路线和回转空间。设备到达现场后，先检测设备完好，在设备吊运前可以先将减振基础组装完成，这样可以减少在高层上的作业工序，提高工作效率和安全性。管道吊装就位之前，必须将预制的管道按图纸进行编号，同时协调塔吊单位并告知每根管道的位置，合理安排好管道吊装顺序，避免因高层施工空间狭小，导致先吊装就位的管道堵住了后吊管道的运输路线。而管道吊装前必须同样将管道基础先行浇筑并做好防水处理。大型设备材料的运输和吊装是超高层建筑项目中一个非常重要的研究方向和关注重点，贯穿于整个项目的施工过程。因此要在施工管理中摸索出经验，针对项目实际情况，在进度计划和现场施工安排计划中一定要考虑周全，提前做好多方的沟通协调工作，保障设备和材料的及时到位，以满足现场施工要求。
参考文献
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