劉冰營 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)模和過程的前提下，通過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，促進鄂北地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(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為水源，利用已建的湖北省引丹灌區(qū)清泉溝隧洞進水閘為取水口，向鄂北地區(qū)供水。線路總長度269.67km，輸水干渠設(shè)計流量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)段干渠起點為張家橋明渠（起點樁號217+150），設(shè)計水位106.84m；干渠終點為河口灣明渠（終點樁號233+855），設(shè)計水位104.81m；標(biāo)段干渠線路長16.705km，建筑物總長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)計輸水流量7.4m3/s。

2 設(shè)計管理特點

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

3 設(shè)計優(yōu)化的原則

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

（2）滿足建筑物使用功能、運行安全、質(zhì)量可靠原則。設(shè)計優(yōu)化應(yīng)滿足建筑物使用功能、運行安全、質(zhì)量可靠為最基本要求，設(shè)計人員在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上仔細(xì)研究建筑物功能及相關(guān)設(shè)計參數(shù)、富余度等，結(jié)合結(jié)構(gòu)計算、有限元計算復(fù)核成果進一步在相關(guān)參數(shù)上進行調(diào)整、完善，從而實現(xiàn)工程的合理設(shè)計。

（3）工程造價可控、經(jīng)濟適用原則。通常來說，經(jīng)濟性、效益性是設(shè)計優(yōu)化最直觀的體現(xiàn)，但并非一味進行省減或降低，在滿足規(guī)程規(guī)范、初步設(shè)計文件的基礎(chǔ)上進行限額設(shè)計，以成本控制為主導(dǎo)，使經(jīng)濟效益和工程質(zhì)量達到最優(yōu)。

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

4 EPC總承包項目設(shè)計管理措施

4.1 推行限額設(shè)計方法，實現(xiàn)成本控制

限額設(shè)計是按照批準(zhǔn)的初步設(shè)計總概算或者按照招標(biāo)文件的限額設(shè)計要求控制施工圖設(shè)計，同時各專業(yè)在保證建筑物達到使用功能的前提下，按照分配的投資限額進行施工圖設(shè)計，嚴(yán)格控制設(shè)計變更，保證總投資額不被突破，從而達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，項目設(shè)計經(jīng)理組織設(shè)計人員認(rèn)真熟悉招標(biāo)文件及投標(biāo)時的澄清和承諾，把投標(biāo)時批復(fù)的各建筑物工程量、投資額度作為施工圖設(shè)計的最高限額，把投標(biāo)報價時的工程量分解到各專業(yè)，明確限額目標(biāo)，使限額設(shè)計貫穿整個施工圖設(shè)計工作中，從設(shè)計源頭控制工程量和投資費用，保證施工圖工程量與投標(biāo)時編制的工程量不會出現(xiàn)較大差異。同時要求設(shè)計人員根據(jù)建筑物的功能分區(qū)，嚴(yán)格遵守強條及規(guī)范，結(jié)合結(jié)構(gòu)、有限元等計算成果優(yōu)化各建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計，節(jié)省工程量，從而達到控制工程投資、實現(xiàn)成本控制目的。

為鼓勵設(shè)計人員優(yōu)化設(shè)計的積極性，鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)EPC總承包設(shè)計、施工雙方簽訂了工作合同協(xié)議，明確設(shè)計進度、計劃節(jié)點目標(biāo)，明確了因設(shè)計優(yōu)化帶來的效益分配方式，形成雙方利益共享，風(fēng)險共擔(dān)的機制。調(diào)動各專業(yè)設(shè)計人員降低工程費用積極性，設(shè)計、施工緊密配合，施工單位調(diào)動力量，展現(xiàn)自己施工技術(shù)實力，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的風(fēng)險。

4.2 強化信息溝通，加快工程建設(shè)進度

鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)EPC總承包項目部發(fā)揮EPC項目整體協(xié)調(diào)優(yōu)勢，設(shè)計、施工應(yīng)緊密配合，深層次交融，多次召開設(shè)計施工協(xié)調(diào)會，設(shè)計、采購、施工做好銜接，確保工程進度要求。設(shè)計方根據(jù)進度節(jié)點要求，積極與業(yè)主協(xié)調(diào)，了解業(yè)主負(fù)責(zé)的采購項目、招標(biāo)要求，及時提供采購技術(shù)要求，積極主動參加設(shè)計聯(lián)絡(luò)會，加強與采購方聯(lián)系，保證采購信息的暢通，積極提交設(shè)備、材料采購要求，優(yōu)化選材，降低工程費用。

4.3 注重施工圖設(shè)計審查工作

鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)EPC總承包項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)計部內(nèi)部加強校審，設(shè)計經(jīng)理做好施工圖審查批次計劃，并與審查單位落實審查時間節(jié)點，圖紙編制要求，避免返工，確保施工圖按時發(fā)送到監(jiān)理工程師,保證審查工作順利實施，保證審查工作順利實施。

5 施工圖設(shè)計優(yōu)化要點簡析

施工圖階段根據(jù)初步設(shè)計、招標(biāo)文件要求，在滿足建筑物功能、運行安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件下，對建筑物布置、結(jié)構(gòu)斷面厚度、隧洞一次支護參數(shù)、臨時工程等進行了限額設(shè)計或優(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)項目干渠距離較長，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、長度、坡度及規(guī)模對水頭增減的敏感度，盡量將水頭合理分配到單位長度投資較大的建筑物上，使建筑物斷面更經(jīng)濟，從而減少工程投資。

5.2 隧洞建筑物設(shè)計優(yōu)化

本標(biāo)段隧洞工程占總長度的近85%，也是整體項目進展的關(guān)鍵。其中鳳凰寨隧洞單洞長度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，承擔(dān)鳳凰寨隧洞近1/3的工作量，為進一步加快進度，聯(lián)合體進場后仔細(xì)研究合同文件及現(xiàn)場實際情況，并對地形重新進行了復(fù)測。在此基礎(chǔ)上經(jīng)慎重考量、研判，提出對2#施工支洞進洞口位置優(yōu)化調(diào)整意見，節(jié)省隧洞開挖近300m，工期節(jié)省近2個月，實現(xiàn)了較好的工期效益。

在保證工程安全的前提下，通過結(jié)構(gòu)分析，對隧洞進出口洞臉支護方式、洞身一次支護、二次襯砌等進行復(fù)核，根據(jù)不同圍巖類型和巖石條件對一次支護的噴混、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)進行優(yōu)化調(diào)整。以更加貼合情況的支護方式實現(xiàn)支護的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟可靠。同時招標(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，施工圖階段補充完善了相關(guān)的內(nèi)容，保證工程的長久穩(wěn)定運行。

5.3 暗涵設(shè)計優(yōu)化

暗涵結(jié)構(gòu)設(shè)計地面高程在招標(biāo)階段統(tǒng)一采用最大渠線地面高程，施工圖設(shè)計中結(jié)合實際地形，通過進一步的分段復(fù)核，采用結(jié)構(gòu)計算及有限元計算方法比選多種襯砌斷面，經(jīng)綜合分析確定了較為經(jīng)濟的襯砌斷面，節(jié)省了工程投資，獲得了顯著的經(jīng)濟和工期效益。

5.4 倒虹吸進口布置優(yōu)化

余店河倒虹吸長度370m。初步設(shè)計階段余店河倒虹吸進口位于曲線段，施工圖設(shè)計階段對倒虹吸進口段布置進行了優(yōu)化調(diào)整，避開圓弧段，加快了施工進度。

6 結(jié)語

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

（1）有利于設(shè)計方案優(yōu)化，降低工程成本，設(shè)計管理是EPC項目管理的最為關(guān)鍵的一環(huán)，設(shè)計方可以根據(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）有力于實現(xiàn)總承包商與業(yè)主雙贏，確定一個雙贏的合同價格，對工程實施非常重要，可規(guī)避項目因投資不足引起的風(fēng)險發(fā)生。

（3）有利于節(jié)省工程工期，EPC總承包項目設(shè)計方可以根據(jù)現(xiàn)場邊界條件的變化，隨時調(diào)整設(shè)計方案，確保工期如期完成。