一、我國推行工法的歷程及工法的重要性
工法是來源於日本的專用名字,在日本《國語大辭典》中被稱為工藝方法或工程方法。英、美等西方國家也有和工法相近的名詞,例如施工方法(Construction Method)、施工體系(Construction System)、施工工藝(Construction Process)和施工技術(Construction Technology)。
1984,我國開始引進工法的概念,逐漸得到國家、施工企業的高度重視。當時,雲南魯布革水電站引水隧道的施工及主要機電設備實行國際招標,引進工程監理制和項目法人負責制等。日本大成建設株式會社(Taisei)以低於標底(14960萬元)43%的價格(8463萬元)中標,整個施工過程中採用精幹組織、科學管理、先進施工技術,達到了用工用料省、工程造價低的效果。大成建設株式會社在混凝土攪拌工藝中採用了「分次投料攪拌工法」、在輸水隧道施工中採用了「圓形全斷面一次開挖工法」都取得了良好的效果。國家科委等五部門聯合發文要求全國學習大成建設株式會社的先進工法管理經驗,並在全國施工企業實施工法管理。1989年,建設部下發《施工企業實行工法制度的試行管理辦法》,標誌著工程建設工法管理制度化的開始。我國工法制度不斷完善,《建築施工企業工法管理辦法》(1996年)、《工程建設工法管理辦法》(建質[2005]145號)、《工程建設工法管理辦法》(建質[2014]103號)。
工法的開發、編制、應用工作在我國施工行業已開展30餘年,它對於推動我國施工行業的技術進步起到了很好的作用。隨著科技的日新月異和企業市場競爭加劇,工法開發的難度越來越大,專業水平要求也愈來愈高,工法開發已成為企業技術創新的重要領域,成為增強企業核心競爭力的重要途徑,對施工企業而言具有重要而深遠意義。
工法是施工企業標準的重要組成部分
眾所周知,工程質量好壞不但與工程施工中所使用的材料有著密切關係,同時和施工人員的技術水平和採用的施工工法都有很大關係。尤其工法作為企業標準的重要組成部分,成為施工企業技術創新的重要內容。隨著業主需求的不斷變化,先進建築設計理念的不斷引進,結構新穎、工藝複雜、工法多變、施工難度大的建築產品不斷湧現,對施工承包商的規範化施工及技術創新提出了新的課題。在施工組織過程中,不僅有邊設計、邊拆遷、邊施工的施工組織管理及技術經濟矛盾,也有前期工程、交叉施工、維護社會穩定等方面的幹擾及影響,還有不明地質環境、不確定因素、安全風險高的不利因素等,這些問題都可藉助工法創新來解決。因此,施工工法在技術創新中扮演非常重要的角色,受到越來越多的關注。
工法成為決定競爭規則的關鍵性因素
對於施工企業而言,技術創新成果更多表現為工法。為了保證對建築產品質量的控制與提升,要求產品的建築方式,儘量走向工廠化、機械化、裝配化。但是,由於建築產品的特性,無論工業化程度如何提高,建築產品的形成過程必然還需要通過工程現場實施。這就要求在施工方法上通過嚴格的施工工藝、科學的管理技術及相應的措施來保證。隨著設計技術的快速發展,以發達國家為先導的新型建築材料(包括建築節能材料)、新設備等的生產和採用,要求必須適應當代設計技術的進步,廣泛採用新的不同於傳統的施工方法。當前,工法已不僅是對技術活動中需要協調的事物制定的技術準則,也不僅僅是對普遍性和重複性的技術問題的解決方案,其作用已遠遠超越工法問題本身。工法對企業、產業,乃至國家核心競爭力和創新能力都具有重要的影響,已成為決定競爭規則的關鍵性因素。
二、工法的概念與內涵
《工程建設工法管理辦法》(建質[2014]103號)中明確提出:工法是以工程為對象,以工藝為核心,運用系統工程原理,把先進技術和科學管理結合起來,經過一定工程實踐形成的綜合配套的施工方法。
工法具有以下特徵:
實踐性——
工法的主要服務對象是工程建設,來源於工程實踐,是工程實踐中總結出具有良好經濟效益和社會效益的先進施工技術、施工方法,並最終運用到新的工程實踐中去,為工程建設服務。
針對性——
在施工中用同樣的材料、設備和管理,如採用不同的施工技術,會得到不同效果。因此,工法是針對具體的問題而提出的。例如用「混凝土分次投料攪拌工法」拌制混凝土,可以獲得高質量的混合物,從而提高混凝土強度,在滿足原有強度要求的前提下,可以節約水泥用量。
系統性——
工法是技術與管理相結合,是採用系統原理總結的綜合配套施工技術。特別是一些大中型的工法,沒有科學的組織管理是無法保證工法的順利實現的,或者實施以後達不到預期的效果。《工程建設工法管理辦法》(建質[2014]103號)中也明確規定:編寫工法不僅有工藝特點(原理)、工藝程序,而且應有配套的材料機具、質量標準、勞動組織、安全要求與經濟技術指標等內容。因此,工法具有系統性的特徵,內部諸要素之間應保持著有機的聯繫。
廣泛性——
《辦法》明確規定,除科研成果的核心機密及專利內容外,工法均需要在前言及特點中說明科技成果的來源、鑑定日期、獎勵級別,並必須有推廣應用和工程實例證明。尤其是工法一旦形成,不是工法使命的結束,而是其使命的開始。也就是說,施工企業應將工法作為保持技術實力、行業領先的手段,廣泛應用與生產經營創造利潤。工法是企業標準的重要組成部分,是施工經驗的總結與提煉,是企業的寶貴技術財富。既為操作層使用,也為管理層服務,甚至可以作為企業的一大優勢為工程投標,參與市場競爭服務。因此,工法又具有較強的規範性與權威性。
保護性——
工法項目開發質量的高低、數量的多少是體現企業總體技術水平強弱的標誌之一。工法對內可作為組織施工和普及技術教育的工具,簡化施工組織的編制和施工方案的準備,對外有利於工程投標競爭及企業的開拓競爭。從產權角度看,工法能夠為其擁有者帶來法律認可的利益。根據《辦法》,由住房和城鄉建設部、地方各級主管部門確認公布的企業和個人研究開發的工法屬於企業或個人所有,實行有償轉讓,符合條件的可分別申請專利、發明獎和科技進步獎,因此工法制度對工法科研成果的核心機密及專利內容具有有效的保護作用。
三、工法的分類
以工法的應用領域為劃分標準,按照《工程建設工法管理辦法》(建質[2014]103號),工法分為房屋建築工程、土木工程、工業安裝工程三個類別。
房屋建築工程是指各類房屋建築及其附屬設施和與其配套的線路、管道、設備安裝工程及室內外裝修工程,與其相關的工法都歸入房屋建築工程類工法;土木工程是建造各類工程設施的總稱,既包括所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養維修等施工活動,也包括工程建設的對象,即建造在地上或地下、陸上或水中,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,與土木工程有關的工法稱為土木工程類工法;工業安裝工程包括工業設備、工業管道、電氣裝置、自動化儀表、防腐蝕、絕熱、工業爐砌築等,與之相關的工法被歸類為工業安裝工程工法。
以工法內容為劃分標準,工法分為軟技術主導工法和硬技術主導工法。
以工法來源為劃分標準,工法可以劃分為原創型工法、外嵌型工法和改進型工法。 其中原創型工法是指通過總結工程實踐經驗,形成有實用價值、帶有規律性的新的先進施工工藝技術,工藝技術水平達到省內先進、省內領先或國內先進、國內領先或國際先進水平,以此為基礎形成的工法;外嵌式工法是指通過應用新技術、新工藝、新材料、新設備而形成的新的施工方法;改進型工法是指對現有類似的工法再創新、再發展而形成的新的施工方法。《工程建設工法管理辦法》(建質[2014]103號),第二十三條 國家級工法有效期為8年。對有效期內的國家級工法,其完成單位應注意技術跟蹤,注重創新和發展,保持工法技術的先進性和適用性。超出有效期的國家級工法仍具有先進性的,工法完成單位可重新申報。也就是上面所說的改進型工法——
升級版。
以工法的認定單位級別為劃分標準,工法可以分為企業級工法、省(部)級工法和國家級工法。
《工程建設工法管理辦法》(建質[2014]103號),第十一條 申報國家級工法應滿足以下條件:(二)工法的關鍵技術達到國內領先及以上水平
以工法複雜程度為劃分標準,工法可分為簡單工法、複雜工法、系統工法。
四、工法編寫開發的實施步驟
工法開發組織與管理機構建立→技術資料收集→確定開發主題→工法主題查新→按照《國家級工法編寫與申報指南》要求編寫施工工法資料→工法申報→工法審定→工法應用→總結提高。
五、工法的選題、工法與QC的關係
工法的選題要立足企業的主營業務,緊跟政府的政策導向;要與技術攻關、科技成果相結合,促進科技成果轉化;要考慮工法所具有的先進性、科學性、可操作性、效能性、系統性。
先進性——
國家級工法的關鍵技術達到國內領先及以上水平;省(部)級工法的關鍵技術達到省(部)先進水平;企業級工法的關鍵技術是企業內部首次應用或處於領先水平的技術。
科學性——
其工藝原理要有科學依據。
實用性——
工藝流程及操作要點、材料與設備、質量、安全、環保等措施在一定的環境下能推廣應用,有普遍的應用價值。
效能性——
能保證工程質量和安全,提高效率、降低成本、節約資源、保護環境。
系統性——
工法有大小之分,可以是針對建築群或建設項目的大系統,也可以是針對分部或分項工程這樣的小系統,但無論大小,都必須是一個整體,具有系統性。
國家級工法文本範例:導洞施工防護隔離樁牆施工工法
創建施工工法與QC小組活動是相輔相成的,二者互為基礎、互為補充,都對促進企業的施工質量與技術進步,提高企業的經濟與社會效益起到相當大的作用。施工工法是經過工程實踐創建形成的綜合配套的施工方法,要求先進、科學、實用,其目的是保障工程質量,保證文明施工,提高施工效率,降低工程成本,縮短施工工期。而QC小組活動是運用科學質量管理的思想和方法開展質量管理活動,主要目的是為了發現新的施工方法,改善工程質量,從而達到經濟與工期方面的效益。
舉例說明:「蜂巢芯樓蓋(GBF)施工工法」。
下面是蜂巢芯樓蓋(GBF)施工質量問題影響因素分析圖:
通過這個圖能找出施工過程中出現混凝土澆築問題的主要原因:「操作工人」、「操作原因」、「材料原因」。引起這三個根本原因的因素包括工藝應用工程少,蜂巢芯盒安裝時錨固問題,混凝土流動性不達標等。
需要解決的核心問題是:GBF芯盒的如何準確固定,圍繞這個核心問題做創新研究。
中國國家智慧財產權相關專利檢索結果
六、工法編寫的具體內容
前言
工法特點
適用範圍
工藝原理
工藝流程及操作要點
材料與設備
質量控制
安全措施
環保措施
效益分析
應用實例
前言:
概況工法的形成原因和形成過程。其形成過程要求說明研發單位、關鍵技術查新與審定結果、鑑定時間、工法推廣應用及有關獲獎情況。
特點:
通過工程實踐詳細總結工法的各方面特點並以工藝、操作、科技創新為重點,突出工法在工程應用中的特點、難點、亮點和閃光點,描述要有條理、簡捷,不要與工程設計特點混淆。把握五個特性:先進性、科學性、實用性、系統性、高效性。
適用範圍:
說明工法在工程上能夠應用的部位及適合推廣應用的建設工程,有些還要規定最佳使用範圍或要求滿足的技術與環境條件,並應避免範圍過大,使用對象不準確。
工藝原理:
詳細說明工法在工程上的理論依據和技術原理,充分體現工法的科學性、實用性;尤其是工藝方面的創新性和可操作性關鍵技術的基本原理和基礎應用的理論基礎。
施工工藝流程及操作要點:
工藝流程和操作要點是工法的重要內容。應該按照工藝發生的順序或者事物發展的客觀規律來編制工藝流程,並在操作要點中分別加以描述。對於使用文字不容易表達清楚的內容,要附以必要的框圖和表格及操作圖。工藝流程要重點講清基本工藝過程,並講清工序間的銜接和相互之間的關係以及關鍵所在。工藝流程最好採用流程圖來描述,對於構件、材料或機具使用上的差異而引起的流程變化,應當有所交代。有些工藝操作要求較高的技藝和操作要領還要突出敘述。操作要點的描述應與工藝流程的內容相吻合、相對應,應有施工圖、大樣圖、工藝操作圖。操作要點應從工藝流程的主線順序編號進行編寫。一般在操作要點中還要說明工種、人員組織、工日使用數量等。
材料與設備:
說明工法所使用的主要材料名稱、規格、型號、主要技術指標;以及主要施工機具、儀器、儀表等的名稱、型號、性能、能耗及數量合理配置。對新型材料還應提相應的檢驗檢測方法。應以圖表、框圖表述,並要分清主次,不要羅列過多。
質量控制:說明工法必須遵照執行的國家、地方(行業)標準、規範名稱和檢驗方法,並指出工法在現行標準、規範中未規定的質量要求,並要列出關鍵部位、關鍵工序的質量要求和控制方法,以及達到工程質量目標所採取的技術措施和管理方法。
安全措施:說明工法實施過程中,根據國家、地方(行業)有關安全的法規,所採取的安全措施和安全預警事項。
環保措施:
指出工法在實施過程中,遵照執行的國家和地方(行業)有關環境保護法規中所要求的環保指標,以及必要的環保檢測、環保措施和在文明施工中應注意的事項。應重點寫好揚塵、汙水、噪聲及生活垃圾和建築垃圾與有害氣體的控制,確保人員及周邊居民健康不擾民的具體措施。
效益分析:
包括技術經濟效益和社會效益兩大方面內容從工程實際效果(消耗的物料、工時、造價等)以及文明施工中,綜合分析應用本工法所產生的經濟、環保、節能和社會效益對工程和社會的貢獻(可與國內外類似施工方法的主要技術指標進行分析對比),提供必要的參考數據。
應用實例:
介紹本工法曾經應用過的工程實況、典型工程應用實例。說明應用工法的工程項目名稱、地點、結構形式、開竣工日期、實物工作量、應用效果及存在的問題等,並能證明該工法的先進性和實用性。一項成熟的工法,一般經過2項及以上工程實踐應用。
七、工法編寫的依據
工法編寫依據:法律法規,技術規範、規程,建設合同,工程圖紙,施工組織設計,建築業十項新技術。
國家法規:
《中華人民共和國建築法》、《建設工程質量管理條例》、《建築工程安全生產管理條例》、《中華人民共和國環境保護法》等。
地方法規:
《內蒙古自治區建設工程質量管理條例》、《內蒙古自治區建築施工安全管理條例》等。
國家現行的主要施工技術規範:
《建設工程項目管理規範》、《建築工程施工質量驗收統一標準》、《建設工程監理規範》等。
行業現行的主要施工技術規程:
《高層建築混凝土結構技術規程》、《鋼筋焊接及驗收規程》、《建築施工安全檢查標準》等。
建設合同:
建築施工必須依據建設合同。工程工期已成為目前工程建設中的重要控制內容,因此在合同中應明確開(竣)工時間,特別是各施工節點的施工時限。
工程圖紙:
根據工程的需要工程圖紙包括建築施工圖紙、結構施工圖紙、電氣施工圖紙、給排水施工圖紙、人防施工圖紙等。施工人員根據施工圖紙來編制相關的安全文明施工措施,其中必須熟悉的是建築、結構與安裝設備等施工圖紙,以及標準圖集、做法詳圖、設計說明、產品說明等圖案、資料。
施工組織總設計:
為了編寫好施工工法則應熟悉工程施工組織總設計。
建築業10項新技術(2017版)
八、工法編寫的注意事項及創新開發建議
工法與技術總結、技術標準的區別。
技術總結是施工企業對施工技術和技術管理成功與失敗的經驗總結,它主要針對工程實例中某項技術設計、材料應用、工藝改進、質量整改等問題進行歸納,作為施工企業自身施工管理經驗的積累和交流,對外只具有一定的參考性和借鑑性。技術標準是指一種或一系列具有一定強制性要求或指導性功能,內容含有細節性技術要求和有關技術方案的文件。
工法與規範或規程的區別。
規範、規程都是標準的一種表現形式。其中,規範是指由行政主管部門制定或批准的某一行(專)業的行為或技術標準;規程通常是對規範的補充和延伸。按照《標準化和有關領域的通用術語》的規定,規範一般是針對設計、施工、製造、檢驗等技術事項所做的規定,如,《混凝土結構設計規範》、《混凝土結構工程施工質量驗收規範》、《混凝土結構工程施工規範》;規程是對作業、安裝、鑑定、安全、管理等技術要求和實施程序所做的統一規定。規範或規程並不提出採用何種方法或手段才能達到規定的標準,實際操作尚有一定的困難。
工法是科研成果及新技術的開發應用,不同於包括全部傳統項目的國家統一頒布的規程、規範等技術法規,也不同於詳細說明操作方法的施工工藝,經過批准的工法是規範、規程的補充與延伸,如《高拋免振搗混凝土施工工法》。也就是說, 工法的內容更加廣泛,與施工生產結合更緊密,對生產和經營的指導和實用性更強。工法必須按照國家有關技術規範的格式編寫,具體可參考《國家級工法編寫與申報指南》。
工法的選題要立足企業的主營業務,緊跟政府的政策導向;要與技術攻關、科技成果相結合,促進科技成果轉化;要考慮工法所具有的先進性、科學性、可操作性、效能性、系統性。 國家級工法申報應該把建築節能與新能源開發利用技術、節水與水資源開發利用技術、節材與材料資源管理利用技術以及建築能耗分析、建築能效測評與標識技術等放在優先地位。《工程建設工法管理辦法》(建質[2014]103號),第十一條 (四)工法遵循國家工程建設的方針、政策和工程建設強制性標準,符合國家建築技術發展方向和節約資源、保護環境等要求。
工法的開發編寫要瞄準高、大、難、精、尖工程與高新含量的關鍵技術。
工法的研究與創新是一個涉及施工技術、工程管理、經濟學、社會學等多學科的交叉學科研究問題,是一個比較複雜的系統工程,建議構建模塊化可移植創新開發思路。
知識管理是建築企業工法開發能力形成的基礎和來源,組織學習是工法開發能力持續發展的根本保障,建議加強企業科技知識庫的管理。
企業科技知識庫包含:施工組織設計、施工方案、科技成果、示範工程、施工圖 片、標準規範、工法、專利、論文等。
應加大產、學、研協同創新開發思路,加強設計與施工的有機結合。