全壽命周期理論在水利工程建設中的應用分析

◎ 陸承璇 合肥工業大學宣城校區建筑工程系

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全壽命周期理論在水利工程建設中的應用分析

◎ 陸承璇 合肥工業大學宣城校區建筑工程系

全壽命周期理論對于充分發揮水利工程效益、節約建設資金具有重大意義，本文以安徽省長豐縣陶老壩水庫除險加固工程為實例，介紹了全壽命周期理論的概念和在工程各階段具體的成本控制措施，顯著提高了加固工程的綜合效益。為以后類似的工作提供了一定的技術參考。

全壽命周期 水利工程 陶老壩水庫 成本控制

據相關部門報道：在“十二五”期間，我國水利建設完成總投資超過2萬億元，受惠民眾超過1億人。在“十三五”期間，我國的重大水利工程和民生水利工程的建設速度還會加快，其投資額不會低于前期。由此可見水利工程建設在我國的廣闊市場。全壽命周期理論貫穿于水利建設項目的全過程，在控制投資成本、保證工程質量中起著越發重要的作用，也是目前項目管理者經常應用的管理方法之一。

1.全壽命周期理論介紹

由于各個市場競爭的日益激烈，很多企業管理者認識到充分利用有效資源的重要性，在不增加投入的情況下獲得最大收益，此時全壽命周期理論應運而生。全壽命周期理論是指早在設計階段就考慮到工程（產品）從施工到報廢所經歷的每一個環節，之后將相關因素在設計階段進行綜合規劃和優化。其最終目標是在保證質量的前提下縮短設計時間并實現工程（產品）全壽命周期最優。

全壽命周期設計面向的核心點是資源（包括制造資源和使用環境等），盡可能使工程（產品）能在使用環境下達到最優，無需返工。全壽命周期理論已逐步從簡單發展到復雜、從小領域發展到大領域，是企業現代化和競爭力的集中體現，也是目前控制成本的重要方法手段（見下圖1）。

圖1　全壽命周期費用

2.工程概況

陶老壩水庫位于安徽省長豐縣下塘鎮境內，屬于淮河流域瓦埠湖支流莊墓河上游。水庫的東庫、西庫通過一條長約500m的人工渠道連通而成，樞紐工程是由上壩、下壩、上壩泄洪閘、下壩泄洪閘、瓦東干渠4座放水涵及非常溢洪道等建筑物組成。陶老壩水庫是一座中型反調節水庫，整個水庫集水面積44.2萬m2，總庫容1335 萬m3，設計洪水位46.28m，多年平均用水量410萬m3。

陶老壩水庫始建于1975年，經過40年的運行水庫大壩的壩坡被損壞，壩基出現滲漏。此外，溢洪道和消能池的設計也不合理。為充分發揮工程的綜合效益，安徽省政府決定對其進行除險加固處理，工程總投資3085.68萬元。

3.全壽命周期理論的具體應用

3.1陶老壩水庫除險加固工程全壽命周期成本計算

對于水利建設項目來說，全壽命周期的最大作用在于成本控制。由于水利工程建設的時間跨度較長，必須對各階段進行合理劃分。在此將陶老壩水庫除險加固工程的全壽命周期可分為決策、設計、施工、運行和維護、拆除或更新等階段，如下圖2。

目前計算全壽命周期成本模型有兩種：①按照水利工程的運行、維護和剩余殘值等計算；②按照水利工程年度及非年度周期成本和剩余殘值計算。陶老壩水庫除險加固工程為國家投資的大型項目，適合于第一種計算模型，具體公式見（3-1）所示。式中：

CO——形成成本；

0——運營成本；

M——維護成本；

PVsum——現值和；

S——殘值；

T——生命周期；

t——時間變量；

PV——折現系數。

3.2全壽命周期理論在陶老壩水庫除險加固工程各階段的應用

本項目應用全壽命核心思想是從水利工程的長期經濟效益出發，全面考慮水工建筑物的規劃、設計、制造、購置、安裝、運行、維修、改造、更新，直至報廢的全過程，使得壽命周期費用最小。

3.2.1在決策階段的成本控制分析

對水利工程來說其在決策和設計階段是全壽命周期的重點，當該階段完成之后，其他階段的造價影響僅僅占到全壽命周期的15％-20％左右，由此可見項目決策階段對成本控制的重要意義。在該階段需要考慮的造價控制及管理重點如下：

（1）積極做好準備工作，搜集詳細的工程資料，包括運行情況、主要建筑設備參數等，提前將需要解決的問題羅列出來；

（2）做好項目的可行性報告，根據實際需求合理確定項目的規模及標準。編制詳細的投資估算，盡可能考慮到各種對項目造價造成影響的不利因素，在投資基本符合實際的基礎上留有一定的富裕系數。

3.2.2在設計階段的成本控制分析

設計費用占到陶老壩水庫除險加固工程總投資的4％左右，雖然比例不高，但是直接影響后續的施工及運行情況。此外，設計質量的好壞直接影響到工程的總工期、總體質量及后期維護成本。在陶老壩水庫除險加固工程的設計階段，主要采取了以下的成本控制措施。

（1）選擇實力較強的設計單位。本項目采用了設計招標方法，邀請了多家設計單位競爭，之后組織了相關專家綜合評審，最終選擇了一家具有甲級資質的某設計單位，該單位具有豐富的實踐經驗，也成功完成了一些類似項目，有力地保證了項目整體布局的優化；

（2）開展限額設計。本項目開展限額設計，健全了設計經濟責任制，要求設計人員除了有專業的設計技術外，還需具備必要的預算技術，能夠在設計時兼顧到控制投資。

（3）積極依靠合同措施控制造價。當前很多設計人員經濟觀念不足，設計變更頻繁導致成本上升。在本項目和設計單位的合同中明確規定了當設計變更費超過某一數值時，則扣罰一定的設計費用，這就提高了設計單位的責任感。

3.2.3在施工和竣工驗收階段的成本控制分析

陶老壩水庫除險加固工程超過70％的投資都用于施工階段，在該階段主要采取以下措施來控制成本：①減少不合理不必要的工程索賠；②建立高效的監理制度；③在施工中積極采取了成熟且先進的新技術和新方法，提高了施工效率，降低了人工成本；④通過工程招標選擇了施工經驗豐富、市場反饋較好的施工隊伍，有力的保證了工期和質量。在該項目竣工驗收時，聘請了專業素質較高的技術人員對其進行竣工結算。

3.2.4在運行維護階段的成本控制分析

在陶老壩水庫運行過程中，制訂了合理有效的運行及維護方案，積極采用了現代化的經營手段及維修技術，而且對管理人員進行了專門的技術培訓，顯著提高了管理隊伍的綜合素質水平。

4.結束語

在陶老壩水庫建設之初還沒有“全壽命周期”這一概念，而在現代的除險加固工程中，管理及施工人員通過利用“全壽命周期”理論重新審視了當初工程的缺陷，在出險加固中充分考慮了既經濟又盡可能延長水庫的壽命的各種措施，取得了較好的社會經濟效益。“全壽命周期”理論順應了社會發展潮流，核心思想是“多、快、好、省”，為行業的可持續發展提供了重要的途徑。

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