(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州，311122)

前言

楊房溝水電站位于涼山州木里縣境內(nèi)的雅礱江流域中游河段上，是雅礱江中游河段梯級(jí)開發(fā)的骨干電站之一，壩型為混凝土雙曲拱壩。作為大型水利水電工程，楊房溝水電站建設(shè)規(guī)模大、投資大、施工條件和地質(zhì)條件復(fù)雜，涉及影響因素眾多，這給施工質(zhì)量與進(jìn)度控制、工程建設(shè)管理帶來了相當(dāng)?shù)碾y度，用傳統(tǒng)管理手段進(jìn)行大型水電站建設(shè)的質(zhì)量管理已經(jīng)不能適應(yīng)和滿足工程的要求。

為實(shí)現(xiàn)楊房溝水電站工程科學(xué)、高效、精細(xì)化管理，亟需采取數(shù)字化技術(shù)，以工程大數(shù)據(jù)管控為切入口，利用數(shù)字化手段，借助BIM技術(shù)對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量信息進(jìn)行全面管控，改變傳統(tǒng)模式下質(zhì)量管理中容易出現(xiàn)的管理不到位、實(shí)體質(zhì)量差等問題，改善工程質(zhì)量，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

本文主要從質(zhì)量管理的角度，探討數(shù)字化技術(shù)在EPC模式下楊房溝水電站工程建設(shè)過程中的應(yīng)用。

1 工程質(zhì)量管理數(shù)字化的必要性

大型水利水電工程具有施工條件差、難度高、周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其質(zhì)量管理具有影響因素多、質(zhì)量波動(dòng)大、質(zhì)量差異大、質(zhì)量隱蔽性以及工程局限大等特點(diǎn)，因此具有極大的管理難度。盡管國(guó)家層面加大了對(duì)質(zhì)量監(jiān)督的宣傳力度和執(zhí)法力度[1]，專門成立了水電工程質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)，同時(shí)在行業(yè)內(nèi)的資質(zhì)管理中也加速構(gòu)建了企業(yè)質(zhì)量管理信用體系，但是仍然有一些施工、建設(shè)企業(yè)質(zhì)量意識(shí)淡薄、操作流程不規(guī)范，這也就導(dǎo)致了一直以來水電工程質(zhì)量問題普遍多發(fā)，甚至出現(xiàn)較大及以上的工程質(zhì)量事故。無論是原材料造價(jià)還是施工過程管理不善，都將造成水電工程本身的巨大損失。因此，加強(qiáng)工程建設(shè)施工質(zhì)量全過程管理，既是水電工程項(xiàng)目管理的重要部分，也是決定工程項(xiàng)目管理成敗的關(guān)鍵[2]。

隨著大數(shù)據(jù)、移動(dòng)端、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的迅速崛起，數(shù)字化管理已經(jīng)成為大型復(fù)雜工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)有效管理的必然工具。工程質(zhì)量管理作為水電工程建設(shè)項(xiàng)目管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用數(shù)字化手段，借助于先進(jìn)的BIM技術(shù)可以規(guī)范質(zhì)量驗(yàn)評(píng)流程，精確記錄施工過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)工程施工過程中質(zhì)量驗(yàn)收的“無紙化”，并且能夠通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從事前準(zhǔn)備、事中控制以及事后總結(jié)等完善流程的角度對(duì)工程實(shí)體質(zhì)量進(jìn)行把控，提高工程質(zhì)量精細(xì)化管控的水平和能力。

2 基于數(shù)字化技術(shù)的工程質(zhì)量管理模式

楊房溝水電站作為國(guó)內(nèi)首個(gè)采用設(shè)計(jì)施工總承包(EPC)模式的大型水電項(xiàng)目，被業(yè)內(nèi)譽(yù)為“第二次魯布革沖擊波”[3]，開創(chuàng)了全國(guó)大型水電站建設(shè)模式的時(shí)代先河，是我國(guó)新常態(tài)下水電開發(fā)理念與方式的重大創(chuàng)新。為滿足EPC模式下大型水電站的建設(shè)管理需求，楊房溝水電站項(xiàng)目組利用數(shù)字化技術(shù)以及“多維BIM”技術(shù)開發(fā)了設(shè)計(jì)施工BIM管理系統(tǒng)，并且首創(chuàng)了一套適用于EPC總承包模式的電子質(zhì)量驗(yàn)評(píng)模塊——質(zhì)量管理模塊。該模塊涵蓋了從表單電子化轉(zhuǎn)換、電子表單在線配置、移動(dòng)端表單下載、移動(dòng)端表單填寫及上傳、影像資料上傳及在線查閱、驗(yàn)評(píng)資料在線查閱、電子表單PDF格式輸出及打印歸檔、質(zhì)量問題追蹤處理等功能，極大地提高了各工區(qū)質(zhì)量驗(yàn)評(píng)的填報(bào)效率，規(guī)范了質(zhì)量驗(yàn)評(píng)的流程，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)評(píng)的“無紙化”。

楊房溝水電站設(shè)計(jì)施工BIM管理系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊總體架構(gòu)可概括為“一平臺(tái)+兩APP”，一平臺(tái)即Web端BIM系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊，兩APP是指質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP和質(zhì)量管理APP。其中，質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP功能側(cè)重于電子驗(yàn)評(píng)表單的填寫和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)評(píng)影像資料的采集、上傳，是質(zhì)量驗(yàn)評(píng)表單中主要數(shù)據(jù)的來源。質(zhì)量管理APP功能側(cè)重于現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問題在線處理和質(zhì)量制度文件、新聞的在線查閱，是質(zhì)量管理人員采用數(shù)字化手段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理的有力工具。質(zhì)量模塊涵蓋的功能如圖1所示。

圖1 質(zhì)量管理模塊功能解析

2.1 BIM系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊

BIM系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊下設(shè)五個(gè)子模塊，分別為質(zhì)量展示、單元填報(bào)、表單配置、質(zhì)量評(píng)定和制度標(biāo)準(zhǔn)，其中質(zhì)量評(píng)定子模塊與移動(dòng)端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP配套使用，制度標(biāo)準(zhǔn)模塊與移動(dòng)端質(zhì)量管理APP配套使用。

2.1.1 質(zhì)量展示

質(zhì)量展示模塊是BIM系統(tǒng)質(zhì)量驗(yàn)評(píng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的展示窗口，其數(shù)據(jù)來源是BIM系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)中心。

2.1.2 單元填報(bào)

對(duì)于水電工程這種建設(shè)周期較長(zhǎng)的大型工程，其施工包劃分是隨著工程推進(jìn)而逐漸細(xì)化的，因此，需要不斷的對(duì)BIM系統(tǒng)上的施工包數(shù)據(jù)，尤其是分項(xiàng)工程和單元工程數(shù)據(jù)進(jìn)行新增。單元填報(bào)模塊的用途就是對(duì)施工包目錄數(shù)進(jìn)行維護(hù)，即系統(tǒng)內(nèi)單元工程增加的入口。

2.1.3 表單配置

(1)驗(yàn)評(píng)表單的電子化

質(zhì)量驗(yàn)評(píng)表單的電子化是BIM系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊的基礎(chǔ)工作。楊房溝水電站工程將現(xiàn)場(chǎng)開挖工程、錨噴支護(hù)工程、預(yù)應(yīng)力錨索和混凝土工程共計(jì)70份紙質(zhì)驗(yàn)評(píng)表單進(jìn)行了電子化轉(zhuǎn)換。移動(dòng)端采用H5技術(shù)(HBuilder生成)將表單轉(zhuǎn)換為html格式，Web端采用ant.design技術(shù)將表單轉(zhuǎn)換為html格式。電子化轉(zhuǎn)換后的表單在外觀上與原始紙質(zhì)表單保持一致，不因電子化轉(zhuǎn)換而改變表單的原本形式或內(nèi)容。質(zhì)量驗(yàn)評(píng)表的電子化流程如圖2所示。

圖2 質(zhì)量驗(yàn)評(píng)表的電子化轉(zhuǎn)換

(2)驗(yàn)評(píng)表單在線配置

每張電子驗(yàn)評(píng)表都被賦予唯一的編碼，編碼按表單所適用的工程類別進(jìn)行區(qū)分，以便用戶選取相應(yīng)列表的表單進(jìn)行配置。表單配置是電子質(zhì)量驗(yàn)評(píng)流程的第一步工作。只有在BIM系統(tǒng)上對(duì)單元所需的驗(yàn)評(píng)表單進(jìn)行人工配置后，才能用移動(dòng)端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP進(jìn)行表單的下載和填寫。表單配置完成后，可以在移動(dòng)端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP進(jìn)行表單下載、填寫、上傳等操作。

2.1.4 質(zhì)量評(píng)定

Web端質(zhì)量評(píng)定模塊，是查看移動(dòng)端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP上傳的電子驗(yàn)評(píng)表單和影像資料的門戶，也是工區(qū)上傳測(cè)量、監(jiān)測(cè)資料等附件材料和發(fā)起填報(bào)單元質(zhì)量驗(yàn)評(píng)流程的地方。工區(qū)完成質(zhì)量驗(yàn)評(píng)表單、影像資料、驗(yàn)評(píng)輔助資料的上傳工作后，可發(fā)起該單元工程的評(píng)定流程，由監(jiān)理質(zhì)量處人員對(duì)該單元的驗(yàn)評(píng)資料進(jìn)行最終評(píng)定。

圖3 質(zhì)量驗(yàn)評(píng)表單詳情

圖4 質(zhì)量驗(yàn)評(píng)表單中的電子簽章信息

圖5 Web端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)小視頻查看

2.1.5 制度標(biāo)準(zhǔn)

Web端制度標(biāo)準(zhǔn)子模塊對(duì)質(zhì)量管理工作相關(guān)的制度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)、列表展示，方便用戶查看/下載。該子模塊與移動(dòng)端質(zhì)量管理APP質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化模塊的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，用戶可通過移動(dòng)終端隨時(shí)隨地查看質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量制度、工程質(zhì)量亮點(diǎn)、達(dá)標(biāo)投產(chǎn)與大壩創(chuàng)優(yōu)等文件。

2.2 移動(dòng)端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP

楊房溝水電站BIM系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊是國(guó)內(nèi)第一個(gè)將大壩工程從開挖支護(hù)到混凝土澆筑全過程做到電子質(zhì)量驗(yàn)評(píng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)將70張表單全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，通過移動(dòng)端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)主要部位的電子化驗(yàn)評(píng)，大大提高了質(zhì)量驗(yàn)評(píng)環(huán)節(jié)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，提升了質(zhì)量驗(yàn)評(píng)的效率。

移動(dòng)端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP是由一款專門用來進(jìn)行電子質(zhì)量驗(yàn)評(píng)的平板電腦應(yīng)用，其賬戶密碼與BIM系統(tǒng)Web端保持一致。該APP以江西金格科技iSignature電子簽章系統(tǒng)作為第三方電子簽章認(rèn)證軟件，基于HTML5技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電子簽章信息從移動(dòng)端至網(wǎng)頁(yè)端的過渡，保障了電子文檔的安全性和合法性。

質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP包括表單下載、表單填寫、表單上傳與影像資料四個(gè)子模塊。工區(qū)相關(guān)用戶通過BIM系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊完成表單配置工作后，需要在移動(dòng)端上通過質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP進(jìn)行表單的下載、填寫和上傳工作，同時(shí)通過質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP采集和上傳反映驗(yàn)評(píng)過程的影像資料。

圖6 質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP表單填寫界面

圖7 質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP簽字認(rèn)證界面

為減少現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員的工作量，軟件實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)獲取并填寫該單元工程基本信息(單位工程名稱、分部工程名稱、分項(xiàng)工程名稱、單元工程名稱及編碼)的功能。此外，需要進(jìn)行文本輸入的表格內(nèi)，自動(dòng)默認(rèn)填寫了模板文字，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)模板文字進(jìn)行再次編輯。對(duì)于需要電子簽名認(rèn)證的區(qū)域，通過輸入簽名者的賬戶及密碼的方式完成電子簽名操作。

工區(qū)在移動(dòng)端質(zhì)量驗(yàn)評(píng)APP上完成表單填寫并由各方簽字驗(yàn)證后，在連接內(nèi)部包局域網(wǎng)WIFI的條件下可將表單上傳至BIM系統(tǒng)質(zhì)量管理模塊。

2.3 移動(dòng)端質(zhì)量管理APP

楊房溝水電站在工程管理模式上大膽創(chuàng)新，積極采用數(shù)字化手段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理，基于BIM系統(tǒng)研發(fā)了質(zhì)量管理APP。作為現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問題的管理工具，質(zhì)量管理APP實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目參建單位人員在個(gè)人移動(dòng)終端即可全面了解工程質(zhì)量管理信息，方便查閱質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化文件，快速處理現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問題、落實(shí)質(zhì)量管理計(jì)劃的目的。

質(zhì)量問題追蹤處理模塊作為質(zhì)量管理APP中的核心模塊，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理起到了巨大的推進(jìn)作用。總承包質(zhì)量部和監(jiān)理質(zhì)量處人員可通過該模塊，在施工現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)發(fā)現(xiàn)并拍照上報(bào)質(zhì)量問題。問題上報(bào)后，流程將自動(dòng)推送至整改責(zé)任人的賬號(hào)，整改責(zé)任人需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成該問題的整改，并將整改后的現(xiàn)場(chǎng)照片上傳至移動(dòng)終端中。質(zhì)量問題追蹤處理流程及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例分別如圖8、圖9所示。

圖8 質(zhì)量問題追蹤處理流程

圖9 質(zhì)量管理APP現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例

通過質(zhì)量管理APP的運(yùn)用，極大地提高了質(zhì)量管理效率、增強(qiáng)了質(zhì)量管理透明度，營(yíng)造了“人人重視質(zhì)量、人人創(chuàng)造質(zhì)量”的氛圍，保證了楊房溝水電站的工程質(zhì)量水平。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展和日臻完善，將數(shù)字化技術(shù)作為一種輔助手段介入工程質(zhì)量管理已經(jīng)成為大型水電工程項(xiàng)目質(zhì)量管理的趨勢(shì)。楊房溝水電站工程建設(shè)質(zhì)量管理充分發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過工程數(shù)據(jù)中心對(duì)質(zhì)量管理的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，使得工程質(zhì)量管理的數(shù)據(jù)真正實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)、共享與增值，打破了傳統(tǒng)管理模式下的“數(shù)據(jù)孤島”，使得參建各方之間的溝通更加協(xié)同、有效，提高了大型水電工程的質(zhì)量管理水平，在EPC模式水電建設(shè)管理領(lǐng)域具有先鋒作用，在電力行業(yè)具有示范作用和推廣價(jià)值。