工程质量管理中全过程控制技术与应用研究
高飞
武汉东研智慧设计研究院有限公司 湖北武汉 430056
当前我国工程建设行业正处于高质量发展的关键阶段,工程质量已成为衡量项目成败与否的重要标准。面对日益复杂的建设环境和日趋严格的行业规范,工程质量管理的方式正在经历深刻变革。从传统的单一阶段控制逐步过渡到全过程、全周期管理,是适应时代需求的必然选择。全过程质量管理强调从项目策划、设计、施工到竣工验收与运维管理的全链条质量控制,通过系统化、信息化、制度化的手段,提高质量控制的科学性和实效性。在这一过程中,技术手段的不断进步与管理理念的持续更新,共同推动了全过程质量管理模式的深化发展,也为工程建设提供了更为坚实的质量保障。
一、工程质量管理全过程控制的理论基础
(一)全过程质量管理的概念与特点
全过程质量管理是指从项目立项、规划设计、招标采购、施工建设、竣工验收到运营维护等各阶段,对质量进行系统化、闭环式控制的一种管理模式。与传统阶段性控制不同,其核心在于提前介入、过程管控和结果评价并重,强调全过程中各参与方的协同管理与责任落实。全过程质量管理具有系统性(覆盖工程全生命周期)、动态性(随工程进展进行质量调整与优化)与协同性(多方参与、信息共享、过程联动)的显著特点,是实现工程质量可控、可追溯、可持续的关键路径。
(二)全过程控制在工程管理中的核心作用
在现代工程项目中,质量控制已不再是单一的施工环节任务,而是涉及规划、设计、施工、监理、运营等多个主体的协同活动[1]。全过程控制可显著降低质量风险,通过前期设计阶段对结构选型与构造细节的优化,能有效避免后期施工中的质量通病;施工阶段强化关键工序质量检验,可确保结构安全与使用功能;竣工阶段实施标准化验收流程,有助于提升交付质量。此外,通过全过程质量数据的持续采集与反馈,项目管理方可实现预警控制与精准决策,对项目进度、成本控制、风险管控均具有正向推动作用。
(三)全过程控制的实施阶段划分
全过程控制通常可划分为设计阶段、施工阶段与竣工及运营阶段,各阶段在质量控制体系中具有不同的侧重点。设计阶段主要着眼于方案的合理性与结构的可实施性,需综合考虑结构布置、荷载传递路径与节点连接的科学性,通过建模分析对关键受力部位进行技术验证,从源头上消除潜在质量风险。施工阶段则是质量控制的重点环节,涵盖材料进场验收、施工工艺流程、工序安排与现场技术管理等内容,关键在于严格控制各主要结构工序的施工精度与工艺执行,确保设计意图准确实现。竣工及运营阶段则侧重于建筑物整体性能的评估与使用期间的持续管理,通过建立系统的质量档案和运行维护记录机制,实现对工程质量的持续监控和问题责任的有效追溯,从而保障工程长期运行的安全性与可靠性。
二、工程质量全过程控制的关键技术体系
(一)设计阶段的质量控制技术
设计作为工程建设的起点,是影响工程质量的根本环节。在全过程质量控制中,设计阶段的管理尤为关键,必须从源头上确保各项技术与方案的科学合理 [2]。首先,应建立健全的设计审查与评估机制,组织结构、给排水、电气、暖通等多专业协同评审,避免各专业之间存在逻辑冲突或布局重叠。对于高层建筑、综合体、大跨度结构等复杂项目,应重点关注荷载传递路径是否连续、结构刚度是否均衡、构件间节点是否具备良好的连接性能,尤其是抗震区工程更需明确各构件在地震作用下的受力状态。其次,广泛推行建筑信息模型(BIM)技术已成为趋势,它可在设计阶段直观模拟构造细节与机电管线综合布置,减少后期碰撞、返工和图纸修改,提高施工阶段的可实施性和工作效率。此外,采用基于性能的设计方法(Performance-Based Design, PBD)可在设计初期明确结构抗震能力、刚度变形控制、使用年限等性能指标,实现从功能需求向技术表达的量化转换,使设计成果更加精确可靠。
(二)施工阶段的过程质量控制技术
施工阶段是工程项目质量控制的核心环节,是设计意图转化为实体成果的关键阶段。在材料与设备方面,必须强化进场前的质量把控,对钢筋、混凝土、水泥、防水材料等重要建筑材料进行批次抽检,确保其物理性能、化学成分及出厂工艺均达到工程要求[3]。其中,普通混凝土的强度等级不应低于 C30,水灰比控制在 0.4~0.45 之间,可有效提升结构的密实度与耐久性。施工工艺控制方面,针对如大体积混凝土浇筑等易发生质量问题的工序,应采用分层分段施工方式,结合埋设温度传感器、水冷管进行温度控制,以预防温差应力导致的裂缝问题。钢结构工程中的焊接作业应采用全熔透焊接方式,焊缝必须进行 100% 无损检测,确保结构整体性。监理单位需执行关键节点的旁站监督,尤其是在地下防水、防沉降垫层、结构加固、幕墙连接等隐蔽工程中,全过程影像记录是质量可追溯管理的基础。与此同时,施工单位应设立独立质量检查小组,利用 PDCA 循环方法对施工质量进行动态分析与持续优化,真正实现从“事后检验”向“过程控制”的转变。
(三)竣工验收与运行阶段的质量控制技术
工程竣工阶段是对整体施工质量的集中检验,其质量控制直接关系到项目能否顺利交付及投入使用 [4]。在此阶段,应组织全面的项目验收工作,涵盖主体结构、安装工程、装饰装修、消防系统、电气设备等所有子系统,确保各分项工程技术指标与设计文件、施工图纸相符。同时,所有施工记录、检测数据、变更签证及隐蔽工程图像资料应归入工程档案,并进行数字化分类存档,便于后期质量回溯与管理。设备调试也是验收阶段的重要环节,空调通风、供配电系统、消防喷淋、安防联动系统等必须进行连续试运行,通过模拟负荷测试确认其系统稳定性与响应时效。在运营阶段,应建立以周期为单位的常规巡检制度和应急检修机制,对建筑主体结构、外墙防水层、电梯系统等关键部位进行定期检测与维护。尤其对于高层建筑的幕墙系统,应每两年开展一次风压性能与结构胶老化检测,以防止玻璃脱落、漏水等事故。针对运行中出现的质量缺陷,原施工单位应承担修复责任,并建立维修复验制度,确保修复工作满足工程质量使用标准。
(四)信息化与智能化质量控制手段
近年来,伴随工程建设领域的信息化发展,智能化技术已逐步渗透至质量管理的各个环节,成为全过程质量控制的重要支撑手段。在项目前期,建设单位普遍采用质量管理信息系统(QMS),实现施工过程质量问题的数据化记录与跟踪处理,从问题发现、责任划分到整改完成形成闭环管理,显著提升了问题响应效率与管控能力。材料与构件的溯源可通过RFID 射频识别系统实现,对混凝土浇筑批次、钢筋厂商与型号等信息进行编码登记,确保每一环节均可追踪、可查证。在施工过程中,安装物联网传感器(IoT)成为提高现场感知能力的重要方式,可实时监测结构变形、沉降、混凝土养护温度等参数,并通过预设阈值触发预警,辅助决策。在高处或复杂空间作业中,无人机巡检技术可实现自动航拍与图像采集,配合 AI 图像识别技术可对裂缝、锈蚀、脱落等缺陷进行快速识别与分类。此外,部分超高层与大型基础设施项目已开始应用数字孪生(Digital Twin)技术,将现场施工进度、质量数据与 BIM 模型实时联动,实现虚实同步管理,有效提高现场控制的实时性与精度,为推动智能建造和高质量发展奠定了坚实基础[5]。
三、全过程质量控制在工程项目中的应用与优化路径
(一)典型案例分析:全过程控制成功实践
以某市轨道交通三号线工程为例,该项目全长约 28 公里,涵盖多个车站、区间隧道及盾构段,结构复杂、施工环境要求高,是典型的大型城市基础设施工程。项目自设计阶段起便引入 BIM 技术进行全专业三维建模与协调设计,涵盖土建、结构、机电、给排水等多个专业,有效识别并解决管线碰撞、设备布置冲突等潜在问题,施工过程中图纸变更事件减少70% 以上,大幅提升设计图纸的准确性与可实施性。
在施工阶段,针对盾构施工区域地质条件复杂、邻近建构筑物密集等风险因素,项目设定沉降控制精度为 ±2mm ,并部署自动化沉降监测系统,通过埋设测斜管、沉降板等传感装置实现 24 小时数据采集与在线预警。系统接入地质参数数据库与掘进控制终端,实时根据土体扰动、支护结构反力等反馈数据,动态调整盾构推进力、注浆量与刀盘转速,最大限度控制地表沉降和围岩变形,确保施工安全。
竣工阶段,项目组织具有资质的第三方机构对主体结构安全性开展全流程鉴定检测,涵盖混凝土强度、钢筋保护层厚度、结构裂缝等指标评估。同步建设智能化维保系统,将运行过程中的结构健康监测数据接入城市轨道交通运维平台,形成包含结构信息、维保记录、检修计划等内容的数字化地铁资产数据库,实现对运营期结构状态的精细化、可视化管理,显著提升设施管理效率与安全水平。
(二)全过程控制在不同工程类型中的适应性探讨
全过程质量控制在不同工程类型中具有不同的适应重点。房建工程应注重结构防渗、节能保温及室内环境质量控制,关键部位如外墙、地下室要加强节点处理,同时推行成品保护制度和装修工序预排,减少交叉作业带来的返工风险。市政工程方面,需强化路基压实度检测与管网闭水试验,确保雨污分流设计在前期规划与施工验收中有效衔接。交通工程中,桥梁项目需特别关注索力控制与预应力张拉精度,采用智能张拉系统提高施工精度与数据可控性。基础设施类工程如水利项目,应重点把控坝体材料的分层碾压质量,结合渗流监测与启闭设备调试,确保结构稳定与运行安全。
(三)全过程质量控制面临的挑战与改进建议
在实际操作中,全过程质量控制仍面临诸多障碍。首先是管理制度落实不到位,部分项目存在质量管理责任边界模糊的问题;其次是专业人才不足,尤其在 BIM、物联网等新技术应用方面缺乏复合型技术管理人员;此外,不同参与方信息化程度参差不齐,导致协同效率低。应从制度建设、能力提升与信息集成三方面入手优化:完善质量责任体系,明晰设计、施工、监理各方职责;建立全过程质量培训体系,提升一线管理人员的数字技术能力;建设统一的信息平台,实现设计、施工与运营数据共享。
(四)推动全过程质量控制的政策与行业标准建设
目前,全过程质量控制在工程实践中已逐步推广,但在标准化和系统化方面仍存在不足。不同地区、不同类型项目在实施过程中常因缺乏统一的技术标准与流程规范,导致质量控制水平参差不齐。为提升全过程控制的有效性与可操作性,应加快制定覆盖设计、施工、验收、运维等阶段的全过程质量管理技术指南,明确各环节的控制目标、实施方法与评价指标。同时,推动地方政府建设工程质量监管数字平台,借助信息化手段实现质量数据的实时采集、共享与监管,提高管理效率和透明度。此外,应引导具备资质的第三方机构深度参与质量评估与过程审核,强化技术支撑与专业监督,构建政府监督、企业自控、第三方评价三位一体的协同管理机制,提升行业整体质量管控水平与风险防控能力。
总结:工程质量管理的全过程控制是提升项目建设水平和确保结构安全的核心手段。通过对设计、施工、竣工及运行各阶段的系统性控制,能够有效规避质量隐患,实现从源头到末端的全面质量保障。实践证明,信息化、智能化技术的引入显著提升了质量管理的精度与效率,不同类型工程在控制重点上虽有差异,但全过程控制均具备广泛适用性。当前行业在标准化建设、管理协同与专业监督方面仍存在不足,需持续优化管理机制,完善技术体系,推动质量控制向精细化、规范化方向发展,为实现工程高质量建设目标提供有力支撑。
参考文献:
1] 史鑫 . 建筑全过程工程质量管理与控制要点浅析 [J]. 四川建筑 ,2023,43(04):314-315.
[2] 金中民 , 崔暘 . 全面质量管理在工程质量管理中的应用 [J]. 房地产世界 ,2021,(10):94-96.
[3] 方小六 . 建筑工程质量管理:全过程造价控制及合同管理创新策略 [J]. 房地产世界 ,2024,(07):100-102.
[4] 公佳文 . 土木工程管理施工过程质量控制策略 [C]// 中国智慧工程研究会 .2024 工程技术应用与施工管理交流会论文集(下). 成都成铁工程项目管理有限公司;,2024:340-342.
[5] 杨树林 .BIM 技术在工程施工全过程质量控制中的应用 [J]. 大众科技 ,2024,26(05):46-49.