鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)總承包項(xiàng)目的設(shè)計(jì)管理

劉冰營(yíng) 溫貴明 左文濤

1 工程概況

鄂北水資源配置工程是在不影響南水北調(diào)中線工程調(diào)水規(guī)模和過(guò)程的前提下，通過(guò)工程措施將南水北調(diào)中線工程規(guī)劃中分配給湖北省的水量引調(diào)到唐西、唐東區(qū)，隨州府澴河北區(qū)和大悟縣，解決鄂北地區(qū)水資源短缺問(wèn)題，滿足鄂北受水區(qū)生活、生產(chǎn)以及生態(tài)用水需求，促進(jìn)鄂北地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)工程。鄂北水資源配置工程是以丹江口水庫(kù)為水源，利用已建的湖北省引丹灌區(qū)清泉溝隧洞進(jìn)水閘為取水口，向鄂北地區(qū)供水。線路總長(zhǎng)度269.67km，輸水干渠設(shè)計(jì)流量38.0～1.8m3/s，全線自流。

2016年11標(biāo)段是鄂北水資源配置工程中的一段關(guān)鍵性工程，位于湖北省廣水市。本標(biāo)段干渠起點(diǎn)為張家橋明渠（起點(diǎn)樁號(hào)217+150），設(shè)計(jì)水位106.84m；干渠終點(diǎn)為河口灣明渠（終點(diǎn)樁號(hào)233+855），設(shè)計(jì)水位104.81m；標(biāo)段干渠線路長(zhǎng)16.705km，建筑物總長(zhǎng)19.075km，其中明渠0.705km、隧洞16.30km（含分水支洞2.37km）、暗涵0.99km、渡槽0.73km、倒虹吸0.35km。設(shè)計(jì)輸水流量7.4m3/s。

2 設(shè)計(jì)管理特點(diǎn)

鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)段是以設(shè)計(jì)單位為牽頭的EPC總承包管理項(xiàng)目，主要包括設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工管理。設(shè)計(jì)是整個(gè)EPC總承包項(xiàng)目的龍頭，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度、成本控制有著重大的影響，設(shè)計(jì)管理是EPC項(xiàng)目管理的關(guān)鍵，高水平的設(shè)計(jì)管理是EPC總承包項(xiàng)目成功的基本保證。本標(biāo)段的初步設(shè)計(jì)工作及工程全部地質(zhì)勘察工作由湖北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院完成，總承包設(shè)計(jì)單位是在初步設(shè)計(jì)、招標(biāo)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上開展施工圖設(shè)計(jì)工作。本標(biāo)段招標(biāo)設(shè)計(jì)文件要求工程投資不得超過(guò)限額，因此，設(shè)計(jì)應(yīng)按限額設(shè)計(jì)考慮。本標(biāo)段建筑物種類繁多，隧洞工程總長(zhǎng)度占整個(gè)輸水線路總長(zhǎng)85%以上，單洞長(zhǎng)度達(dá)10.15km，所以隧洞設(shè)計(jì)是投資控制的重點(diǎn)。施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)初步設(shè)計(jì)中的錯(cuò)、漏、缺等不盡合理處進(jìn)行調(diào)整、修改、完善，使各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)處于更佳。設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)綜合考慮方案可行性、工程耐久性、使用合理性、造價(jià)可控性、新工藝合理利用、施工方便程度等因素。通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，使EPC工程項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、投資等各項(xiàng)指標(biāo)地順利實(shí)現(xiàn)更有保障，讓工程更實(shí)用、更安全、更經(jīng)濟(jì)。

3 設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則

（1）遵守法律法規(guī)、設(shè)計(jì)規(guī)范及符合初步設(shè)計(jì)、招標(biāo)設(shè)計(jì)文件要求。優(yōu)化設(shè)計(jì)要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家法律法規(guī)要求以及國(guó)家現(xiàn)行的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文、相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)范和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等，符合初步設(shè)計(jì)、招標(biāo)設(shè)計(jì)文件的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。

（2）滿足建筑物使用功能、運(yùn)行安全、質(zhì)量可靠原則。設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)滿足建筑物使用功能、運(yùn)行安全、質(zhì)量可靠為最基本要求，設(shè)計(jì)人員在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上仔細(xì)研究建筑物功能及相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、富余度等，結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算、有限元計(jì)算復(fù)核成果進(jìn)一步在相關(guān)參數(shù)上進(jìn)行調(diào)整、完善，從而實(shí)現(xiàn)工程的合理設(shè)計(jì)。

（3）工程造價(jià)可控、經(jīng)濟(jì)適用原則。通常來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)性、效益性是設(shè)計(jì)優(yōu)化最直觀的體現(xiàn)，但并非一味進(jìn)行省減或降低，在滿足規(guī)程規(guī)范、初步設(shè)計(jì)文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行限額設(shè)計(jì)，以成本控制為主導(dǎo)，使經(jīng)濟(jì)效益和工程質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。

（4）方便施工、加快施工進(jìn)度原則。EPC總承包項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工應(yīng)緊密配合，在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行“換位思考”，設(shè)計(jì)向施工、采購(gòu)適當(dāng)延伸，深層次交叉，多考慮施工的可操作性和便利性，從而推動(dòng)工程加快進(jìn)度，保質(zhì)保量完成建設(shè)任務(wù)。

4 EPC總承包項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理措施

4.1 推行限額設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)成本控制

限額設(shè)計(jì)是按照批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)總概算或者按照招標(biāo)文件的限額設(shè)計(jì)要求控制施工圖設(shè)計(jì)，同時(shí)各專業(yè)在保證建筑物達(dá)到使用功能的前提下，按照分配的投資限額進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)變更，保證總投資額不被突破，從而達(dá)到控制工程投資的目的。

根據(jù)鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)投資限額的控制要求，確保工程總體利益，項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)理組織設(shè)計(jì)人員認(rèn)真熟悉招標(biāo)文件及投標(biāo)時(shí)的澄清和承諾，把投標(biāo)時(shí)批復(fù)的各建筑物工程量、投資額度作為施工圖設(shè)計(jì)的最高限額，把投標(biāo)報(bào)價(jià)時(shí)的工程量分解到各專業(yè)，明確限額目標(biāo)，使限額設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)施工圖設(shè)計(jì)工作中，從設(shè)計(jì)源頭控制工程量和投資費(fèi)用，保證施工圖工程量與投標(biāo)時(shí)編制的工程量不會(huì)出現(xiàn)較大差異。同時(shí)要求設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑物的功能分區(qū)，嚴(yán)格遵守強(qiáng)條及規(guī)范，結(jié)合結(jié)構(gòu)、有限元等計(jì)算成果優(yōu)化各建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，節(jié)省工程量，從而達(dá)到控制工程投資、實(shí)現(xiàn)成本控制目的。

為鼓勵(lì)設(shè)計(jì)人員優(yōu)化設(shè)計(jì)的積極性，鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)EPC總承包設(shè)計(jì)、施工雙方簽訂了工作合同協(xié)議，明確設(shè)計(jì)進(jìn)度、計(jì)劃節(jié)點(diǎn)目標(biāo)，明確了因設(shè)計(jì)優(yōu)化帶來(lái)的效益分配方式，形成雙方利益共享，風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的機(jī)制。調(diào)動(dòng)各專業(yè)設(shè)計(jì)人員降低工程費(fèi)用積極性，設(shè)計(jì)、施工緊密配合，施工單位調(diào)動(dòng)力量，展現(xiàn)自己施工技術(shù)實(shí)力，復(fù)核主要建筑物地質(zhì)條件，從根本上減少工程量變化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 強(qiáng)化信息溝通，加快工程建設(shè)進(jìn)度

鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)EPC總承包項(xiàng)目部發(fā)揮EPC項(xiàng)目整體協(xié)調(diào)優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)、施工應(yīng)緊密配合，深層次交融，多次召開設(shè)計(jì)施工協(xié)調(diào)會(huì)，設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工做好銜接，確保工程進(jìn)度要求。設(shè)計(jì)方根據(jù)進(jìn)度節(jié)點(diǎn)要求，積極與業(yè)主協(xié)調(diào)，了解業(yè)主負(fù)責(zé)的采購(gòu)項(xiàng)目、招標(biāo)要求，及時(shí)提供采購(gòu)技術(shù)要求，積極主動(dòng)參加設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，加強(qiáng)與采購(gòu)方聯(lián)系，保證采購(gòu)信息的暢通，積極提交設(shè)備、材料采購(gòu)要求，優(yōu)化選材，降低工程費(fèi)用。

4.3 注重施工圖設(shè)計(jì)審查工作

鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)EPC總承包項(xiàng)目施工圖由中南院負(fù)責(zé)審查，為更好地協(xié)助審查單位做好施工圖審查工作，設(shè)計(jì)部?jī)?nèi)部加強(qiáng)校審，設(shè)計(jì)經(jīng)理做好施工圖審查批次計(jì)劃，并與審查單位落實(shí)審查時(shí)間節(jié)點(diǎn)，圖紙編制要求，避免返工，確保施工圖按時(shí)發(fā)送到監(jiān)理工程師,保證審查工作順利實(shí)施，保證審查工作順利實(shí)施。

5 施工圖設(shè)計(jì)優(yōu)化要點(diǎn)簡(jiǎn)析

施工圖階段根據(jù)初步設(shè)計(jì)、招標(biāo)文件要求，在滿足建筑物功能、運(yùn)行安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件下，對(duì)建筑物布置、結(jié)構(gòu)斷面厚度、隧洞一次支護(hù)參數(shù)、臨時(shí)工程等進(jìn)行了限額設(shè)計(jì)或優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果滿足規(guī)范要求，節(jié)省了工程投資。

5.1 建筑物水頭分配

鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)項(xiàng)目干渠距離較長(zhǎng)，建筑物種類多樣，且本標(biāo)段與前后標(biāo)段銜接水位分別為106.84m和104.81m，水頭分配有限，水頭分配主要考慮總干渠沿線地面高程，建筑物型式、長(zhǎng)度、坡度及規(guī)模對(duì)水頭增減的敏感度，盡量將水頭合理分配到單位長(zhǎng)度投資較大的建筑物上，使建筑物斷面更經(jīng)濟(jì)，從而減少工程投資。

5.2 隧洞建筑物設(shè)計(jì)優(yōu)化

本標(biāo)段隧洞工程占總長(zhǎng)度的近85%，也是整體項(xiàng)目進(jìn)展的關(guān)鍵。其中鳳凰寨隧洞單洞長(zhǎng)度10.15km，布置3條施工支洞，是本標(biāo)段的關(guān)鍵線路。

鳳凰寨隧洞2#施工支洞是臨時(shí)工程，但卻是鳳凰寨隧洞施工關(guān)鍵線路中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)鳳凰寨隧洞近1/3的工作量，為進(jìn)一步加快進(jìn)度，聯(lián)合體進(jìn)場(chǎng)后仔細(xì)研究合同文件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并對(duì)地形重新進(jìn)行了復(fù)測(cè)。在此基礎(chǔ)上經(jīng)慎重考量、研判，提出對(duì)2#施工支洞進(jìn)洞口位置優(yōu)化調(diào)整意見，節(jié)省隧洞開挖近300m，工期節(jié)省近2個(gè)月，實(shí)現(xiàn)了較好的工期效益。

在保證工程安全的前提下，通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，對(duì)隧洞進(jìn)出口洞臉支護(hù)方式、洞身一次支護(hù)、二次襯砌等進(jìn)行復(fù)核，根據(jù)不同圍巖類型和巖石條件對(duì)一次支護(hù)的噴混、錨桿、鋼拱架等的具體參數(shù)以及相應(yīng)的二次襯砌的襯砌厚度、配筋等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。以更加貼合情況的支護(hù)方式實(shí)現(xiàn)支護(hù)的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)可靠。同時(shí)招標(biāo)文件中缺少回填灌漿、固結(jié)灌漿等灌漿工程的相關(guān)設(shè)計(jì)，施工圖階段補(bǔ)充完善了相關(guān)的內(nèi)容，保證工程的長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行。

5.3 暗涵設(shè)計(jì)優(yōu)化

暗涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地面高程在招標(biāo)階段統(tǒng)一采用最大渠線地面高程，施工圖設(shè)計(jì)中結(jié)合實(shí)際地形，通過(guò)進(jìn)一步的分段復(fù)核，采用結(jié)構(gòu)計(jì)算及有限元計(jì)算方法比選多種襯砌斷面，經(jīng)綜合分析確定了較為經(jīng)濟(jì)的襯砌斷面，節(jié)省了工程投資，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)和工期效益。

5.4 倒虹吸進(jìn)口布置優(yōu)化

余店河倒虹吸長(zhǎng)度370m。初步設(shè)計(jì)階段余店河倒虹吸進(jìn)口位于曲線段，施工圖設(shè)計(jì)階段對(duì)倒虹吸進(jìn)口段布置進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，避開圓弧段，加快了施工進(jìn)度。

6 結(jié)語(yǔ)

鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)是以設(shè)計(jì)單位為牽頭單位的EPC總承包項(xiàng)目，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：

（1）有利于設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，降低工程成本，設(shè)計(jì)管理是EPC項(xiàng)目管理的最為關(guān)鍵的一環(huán)，設(shè)計(jì)方可以根據(jù)投標(biāo)文件分解建筑物工程量和投資，提出滿足目標(biāo)成本要求的優(yōu)化的技術(shù)方案。

（2）有力于實(shí)現(xiàn)總承包商與業(yè)主雙贏，確定一個(gè)雙贏的合同價(jià)格，對(duì)工程實(shí)施非常重要，可規(guī)避項(xiàng)目因投資不足引起的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。

（3）有利于節(jié)省工程工期，EPC總承包項(xiàng)目設(shè)計(jì)方可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)邊界條件的變化，隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，確保工期如期完成。