施工總平面設(shè)計(jì)，就是對(duì)工程施工中所有占據(jù)一定空間的要素進(jìn)行的整體統(tǒng)籌規(guī)劃和安排，是施工組織設(shè)計(jì)中各個(gè)主要環(huán)節(jié)經(jīng)綜合規(guī)劃后反映在平面聯(lián)系上的成果。其主要目的是，在施工過程中，對(duì)人員、材料、機(jī)械設(shè)施和各種為施工服務(wù)的設(shè)施所需的空間，做出最合理的分配和安排，并使它們相互間能夠有效地組合和安全的運(yùn)行，從而獲得較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效果。根據(jù)工程施工總平面的特點(diǎn)，可以把其看作一個(gè)由有規(guī)則、相互作用、相互依賴的諸要素形成的系統(tǒng)，并應(yīng)用系統(tǒng)工程理論和價(jià)值工程原理，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大型建設(shè)工程施工總平面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究。

 

　　1.1理論基礎(chǔ)

　　（1）系統(tǒng)工程方法論中霍爾三維結(jié)構(gòu)理論?；魻柸S結(jié)構(gòu)是美國系統(tǒng)工程專家霍爾（A.D.Hall）于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論，適用于解決大型復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)劃、組織、管理問題，是目前為止影響最大、應(yīng)用最廣的系統(tǒng)工程方法之一。本文主要運(yùn)用霍爾三維結(jié)構(gòu)方法中的邏輯維，進(jìn)行大型建設(shè)工程施工總平面設(shè)計(jì)，分為七個(gè)步驟：一是明確問題；二是系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)。選擇具體的評(píng)價(jià)系統(tǒng)功能的指標(biāo)；三是系統(tǒng)綜合。形成一組可供選擇的系統(tǒng)方案；四是系統(tǒng)分析。分析系統(tǒng)方案的性能、特點(diǎn)、對(duì)預(yù)定任務(wù)能實(shí)現(xiàn)的程度以及在評(píng)價(jià)目標(biāo)體系上的優(yōu)劣次序；五是優(yōu)化評(píng)價(jià)。對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)優(yōu)化后的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)；六是系統(tǒng)決策。在分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)化的基礎(chǔ)上作出裁決并選定方案；七是系統(tǒng)實(shí)施。根據(jù)最后選定的方案，將系統(tǒng)付諸實(shí)施。

　?。?）價(jià)值工程原理概述。價(jià)值工程（ValueEngineering）最早于20世紀(jì)40年代由美國通用電氣公司工程師麥爾斯提出。價(jià)值工程的核心是以最低的壽命周期成本，可靠地實(shí)現(xiàn)必要功能，為提高產(chǎn)品或作業(yè)的價(jià)值而進(jìn)行功能研究的有組織的創(chuàng)造性活動(dòng)。就建筑業(yè)而言，價(jià)值工程可表述為：對(duì)某個(gè)建筑產(chǎn)品或過程系統(tǒng)地進(jìn)行功能分析以及方案創(chuàng)造、評(píng)價(jià)、實(shí)施，用最低的壽命周期費(fèi)用可靠地實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品或過程的功能要求，從而提高研究對(duì)象價(jià)值的技術(shù)方法。根據(jù)價(jià)值工程原理，系統(tǒng)或產(chǎn)品的優(yōu)劣評(píng)價(jià)可用價(jià)值公式來表示，如下式所示：

　　V=F/C

　　式中，V為系統(tǒng)或產(chǎn)品的價(jià)值，F(xiàn)為系統(tǒng)或產(chǎn)品的功能，C為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品的壽命周期成本，C=C生產(chǎn)+C使用。1.2大型建設(shè)工程施工總平面系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法分析（1）明確問題。假設(shè)大型工程施工總平面系統(tǒng)中包含n個(gè)要素，如果用x1，x2，…，xn等n個(gè)變量分別表示該n個(gè)要素，則施工總平面系統(tǒng)方程可以用下式表示

　　式中，y為施工總平面系統(tǒng)；f（x1，x2，…，xn）為描述系統(tǒng)中要素之間相互關(guān)系的函數(shù)；Ω1，Ω2，…，Ωn為要素x1，x2，…，xn的取值域，可以看作各個(gè)要素的強(qiáng)制性約束條件，包括要素功能必須滿足的使用要求和強(qiáng)制性規(guī)定等。根據(jù)價(jià)值工程原理，大型建設(shè)工程施工總平面設(shè)計(jì)的問題轉(zhuǎn)化為建立并求解施工總平面系統(tǒng)價(jià)值方程，并根據(jù)結(jié)果選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的問題，如下式所示：

　　V（y）=F（y）/C（y）

　　為便于分析，本文假設(shè)施工總平面系統(tǒng)的壽命周期為工程建設(shè)施工期，即C（y）代表施工總平面系統(tǒng)y在工程建設(shè)施工期間的所有施工與使用成本。廠區(qū)永久建構(gòu)筑物施工與使用成本不在此成本范圍之內(nèi)。（2）系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)。

　　①系統(tǒng)要素的評(píng)價(jià)指標(biāo)。以系統(tǒng)要素x1為例說明：一是需明確x1的強(qiáng)制性約束條件并判斷其是否滿足要求，如出現(xiàn)即不滿足約束條件的情況，則否決該總平面系統(tǒng)。二是在x1滿足強(qiáng)制性約束條件的情況下，確定其功能系數(shù)。要素的功能系數(shù)F（x1）定量化計(jì)算較困難，為便于功能評(píng)價(jià)，可將要素功能評(píng)價(jià)分為A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)可根據(jù)實(shí)際情況研究確定，然后采用“專家評(píng)分法”對(duì)要素功能進(jìn)行評(píng)級(jí)和打分，最后進(jìn)行加權(quán)平均，計(jì)算出要素的功能系數(shù)，評(píng)級(jí)打分表如表1所示。根據(jù)要素“功能評(píng)級(jí)打分表”和“專家評(píng)分法”，要素x1的功能系數(shù)F（x1）可用下式計(jì)算：

　　式中，m為專家人數(shù)，一般不少于5人；Si為第i位專家給出的功能評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。三是根據(jù)規(guī)范或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定x1的成本控制標(biāo)準(zhǔn)，并由下式計(jì)算其成本系數(shù)C（x1）：

　　C（x1）=K1/K

　　式中，K為x1的成本控制標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)；K1為預(yù)算成本系數(shù)，K1與K的計(jì)量單位相同。

　　表1要素功能評(píng)級(jí)打分表

　?、谙到y(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。一是假設(shè)施工總平面系統(tǒng)的功能系數(shù)可以用各系統(tǒng)要素的功能系數(shù)加權(quán)平均計(jì)算，如下式所示：

　　式中，a1為系統(tǒng)要素x1的功能系數(shù)在整個(gè)系統(tǒng)中的權(quán)重，即系統(tǒng)要素功能在系統(tǒng)功能中發(fā)揮作用大小的度量，依此類推。各要素功能權(quán)重一般可根據(jù)其重要性，同時(shí)參考規(guī)范要求和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行賦值，n為系統(tǒng)要素總數(shù)。二是再假設(shè)施工總平面系統(tǒng)的成本系數(shù)可以用各系統(tǒng)要素的成本系數(shù)分別乘以其權(quán)重后再相加求和進(jìn)行計(jì)算，如下式所示：

　　式中，n為系統(tǒng)要素總數(shù)；b1為系統(tǒng)要素x1的成本系數(shù)在整個(gè)系統(tǒng)中的權(quán)重，即系統(tǒng)要素成本在系統(tǒng)成本中所占份額的大小，依此類推。各要素成本權(quán)重一般可用其預(yù)算成本除以系統(tǒng)預(yù)算成本進(jìn)行計(jì)算，則系統(tǒng)要素xi的成本權(quán)重bi可由下式進(jìn)行計(jì)算：

　　式中，Bi為系統(tǒng)要素xi的預(yù)算成本。

　?、鄹鶕?jù)上述分析，施工總平面系統(tǒng)方案評(píng)價(jià)的價(jià)值系數(shù)V（y）可用下式計(jì)算：

　?、芨鶕?jù)價(jià)值工程原理，判斷一個(gè)施工總平面系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可接受的準(zhǔn)則為：V（y）>0.8，表示方案功能基本滿足要求，可接受，反之不可接受。C（y）V（y2）>…>V（yn）

　　則y1原則上為最優(yōu)方案，依次排序，yn為最劣方案?，F(xiàn)場在選擇方案時(shí)，可根據(jù)工程實(shí)際比選方案，在V（y）值比較接近（差距在±0.01之內(nèi)）的情況下，應(yīng)選擇成本相對(duì)較低的方案。

　?。?）系統(tǒng)綜合與分析。大型建設(shè)工程施工總平面系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成果可用施工總平面圖及相應(yīng)評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行表示。根據(jù)理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。大型建設(shè)工程施工總平面設(shè)計(jì)步驟如下：

　　建立圖面基本元素→繪制基本地形及鐵路、公路最小限距→繪制場地內(nèi)原有、待建永久建構(gòu)筑物位置→確定、繪制征、購、借地總體邊界→確定施工階段臨時(shí)圍墻位置→規(guī)劃場內(nèi)外連接段道路、橋梁位置，將場外交通引入場內(nèi)→規(guī)劃施工期永臨結(jié)合道路→布置主要施工機(jī)械、設(shè)備→規(guī)劃主要水平、垂直施工運(yùn)輸通道→規(guī)劃施工場地、堆場、生產(chǎn)加工場地→規(guī)劃生活、辦公場地→規(guī)劃施工期臨時(shí)公共設(shè)施、測量控制點(diǎn)→規(guī)劃整個(gè)場地的豎向布置→規(guī)劃力能管線走向、標(biāo)高→規(guī)劃施工臨時(shí)排污、雨水管溝→系統(tǒng)評(píng)價(jià)參數(shù)分析，若不滿足要求，返回到第4步→形成一個(gè)可行方案。

　?。?）工程概況。鳳臺(tái)電廠一期工程擬建2×600MW國產(chǎn)超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組并配套建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施。工程總投資約51.5億元，工程總用地面積（包括施工場地）約88公頃。（2）鳳臺(tái)電廠一期工程施工總平面設(shè)計(jì)方案。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及相關(guān)