EPC模式下輸變電工程設(shè)計(jì)施工優(yōu)化研究與實(shí)踐

祝亞峰，吳 俊，裴春明，秦金壘，董一夫

（1.南瑞集團(tuán)（國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院）有限公司，江蘇 南京 211000；2.國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430074）

1 目的和意義

EPC模式是將設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工一體化的工程總承包模式[1]。EPC模式下的設(shè)計(jì)不僅包含一般意義下的具體設(shè)計(jì)工作，還包括整個(gè)合同承包范圍內(nèi)工作內(nèi)容的總體策劃和協(xié)調(diào)[1]，比如對(duì)可行性研究報(bào)告的二次優(yōu)化。可行性研究報(bào)告是項(xiàng)目立項(xiàng)的重要依據(jù)，輸變電新建工程的可行性研究報(bào)告一般包括電力系統(tǒng)、變電工程、線路部分、通信工程、投資估算5個(gè)部分，它是工程設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)文件，一份較全面的可行性研究報(bào)告需要設(shè)計(jì)咨詢(xún)團(tuán)隊(duì)把控所有設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，現(xiàn)實(shí)中往往比較困難。再者，設(shè)計(jì)單位可能因?yàn)槿狈?duì)施工細(xì)節(jié)的把握導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案并非最優(yōu)選擇。

EPC模式下，總承包單位由于有較豐富的工程管理經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，能夠統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各類(lèi)資源，并對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行有效干預(yù)，從而避免損失。

2 對(duì)設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)的研究

設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)是項(xiàng)目建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，EPC模式為設(shè)計(jì)及施工單位的協(xié)同配合提供了平臺(tái)。雖然工程設(shè)計(jì)費(fèi)用占比不高，但由于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)工程造價(jià)有重大影響，因此總包方都會(huì)組織施工單位在設(shè)計(jì)前期參與進(jìn)來(lái)，促進(jìn)設(shè)計(jì)和施工深度交融，以降低工程造價(jià)并提高設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)可行性研究報(bào)告的研讀是設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)的重要切入點(diǎn)。項(xiàng)目立項(xiàng)前期業(yè)主聘請(qǐng)的設(shè)計(jì)咨詢(xún)單位可能因?qū)Φ胤秸吡私獠煌笍囟鴮?dǎo)致其編制的可研方案難以實(shí)施。及時(shí)聽(tīng)取總承包單位的施工優(yōu)化建議，并與設(shè)計(jì)單位形成良好正反饋是設(shè)計(jì)施工優(yōu)化的又一有力舉措。以某變電站變壓器施工為例，變壓器室區(qū)域內(nèi)需要大開(kāi)挖，由于該區(qū)域地質(zhì)原因影響，主變基礎(chǔ)底部存在超挖，按照施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，需要回填1m，夯實(shí)到合格的密實(shí)度后方可進(jìn)行主變基礎(chǔ)施工。如采用普通土壤回填，夯實(shí)周期較長(zhǎng)，并且存在后期基礎(chǔ)沉降的風(fēng)險(xiǎn)。總包單位發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題后，充分聽(tīng)取了施工單位的建議，與設(shè)計(jì)單位、業(yè)主單位協(xié)商后，采用毛石混凝土回填，施工周期大幅減少，而且后期變壓器沉降的風(fēng)險(xiǎn)大大降低。

3 設(shè)計(jì)施工優(yōu)化應(yīng)用實(shí)例

實(shí)踐證明，EPC總承包模式能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化，并能確保項(xiàng)目成本、質(zhì)量、進(jìn)度相匹配。下面以?xún)蓚€(gè)110kV輸變電新建工程的建設(shè)為例進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1 某110kV戶(hù)內(nèi)變電站工程土石方優(yōu)化

在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，施工場(chǎng)地的三通一平及主體工程的土石方開(kāi)挖應(yīng)進(jìn)行合理可行的土石方平衡。某110kV變電站項(xiàng)目可研階段選址在一座山頂上，占地16畝，整體規(guī)劃3臺(tái)63MVA主變，其中變電站土石方需開(kāi)挖12萬(wàn)m3（其中石方開(kāi)挖約108170m3）。可研方案雖然已經(jīng)進(jìn)行了總體規(guī)劃，但其對(duì)土石方數(shù)量的計(jì)算較為粗略，對(duì)取料、棄渣數(shù)量?jī)H做了初步計(jì)算，土石方平衡也缺乏統(tǒng)籌性。土方開(kāi)挖采用機(jī)械化施工，石方采用液壓巖石破碎錘鑿除，自卸汽車(chē)運(yùn)土，人工修整，放坡坡度以1：0.4邊坡開(kāi)挖，單從施工周期計(jì)算就需要4個(gè)月。EPC模式下，總包單位在初步設(shè)計(jì)階段介入，組織設(shè)計(jì)、施工單位現(xiàn)場(chǎng)勘查，優(yōu)化方案，在保障變電站原使用功能的情況下將變電站設(shè)計(jì)標(biāo)高提高5m（在原設(shè)計(jì)標(biāo)高基礎(chǔ)上抬高變電站的±0標(biāo)高）（如表1所示）。石方挖方量從108170m3下降到77921.6m3（其中石方開(kāi)挖約70129.44m3），在一定范圍內(nèi)達(dá)到了土石方平衡（如圖1所示），優(yōu)化方案的挖方量縮減了約30000m3。場(chǎng)坪工期壓縮了30%，節(jié)約投資約280萬(wàn)。

圖1 土石方平衡圖

表1 變電站土石方優(yōu)化后統(tǒng)計(jì)

3.2 某110kV輸變電工程輸電線路路徑優(yōu)化

110kV輸電線路的路徑選擇至關(guān)重要。合理的線路路徑能避開(kāi)規(guī)劃途徑的林地、高速公路、建筑，最大限度降低工程造價(jià)、施工風(fēng)險(xiǎn)并縮短施工時(shí)長(zhǎng)，還能有效降低線路在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障的概率。

以某110kV輸電線路工程為例，該變電站需同時(shí)新建2回110kV輸電線路，線路長(zhǎng)約40km，20%山地，80%高山，喀斯特地貌，導(dǎo)線型號(hào)為JL/G1A-400/35，終期110kV出線共4回，本工程出線2回，從變電站110kV出線構(gòu)架右起2.3個(gè)間隔為上級(jí)Ⅰ、Ⅱ間隔，通過(guò)110kV同塔雙回線路接入上級(jí)220kV變電站。在前期項(xiàng)目立項(xiàng)可研階段，規(guī)劃線路走廊經(jīng)過(guò)位于素有“西南屏障”和“滇黔鎖鑰”之稱(chēng)的黔西南布依族苗族自治州的國(guó)有林場(chǎng)，涉及本線路（JA14~JA19）段線經(jīng)過(guò)林區(qū)，按照可研階段的路徑評(píng)估，需要砍伐林木約50畝，砍伐規(guī)模較大，但可研文件中并無(wú)相關(guān)政策解讀及備選方案。后經(jīng)總包單位了解，當(dāng)?shù)卣咭?guī)定，國(guó)有林場(chǎng)林木砍伐要通過(guò)市林業(yè)局，省林業(yè)廳層層審批。砍伐林木還涉及林評(píng)、樹(shù)木砍伐、植被恢復(fù)等，辦理相關(guān)手續(xù)就需要半年時(shí)間，相關(guān)手續(xù)費(fèi)用約460萬(wàn)。由于該項(xiàng)目采用了EPC模式，總承包單位直接召集了設(shè)計(jì)和施工單位共同探討，經(jīng)過(guò)數(shù)次實(shí)地勘察，優(yōu)化了設(shè)計(jì)路徑，初設(shè)方案有效避開(kāi)了林區(qū)，為業(yè)主單位節(jié)省了約300萬(wàn)的工程投資，并大幅壓縮了辦理手續(xù)所需的時(shí)間，整體工期較可研方案提前了4個(gè)月，路徑對(duì)比分析如表2所示，優(yōu)化路徑與原方案對(duì)比圖如圖2所示。

圖2 路徑優(yōu)化對(duì)比圖

表2 路徑優(yōu)化對(duì)比分析

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，EPC模式的成功是建立在總包方對(duì)各類(lèi)要素的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)及合理調(diào)配下的，其對(duì)設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化為工程實(shí)施提供更為有效的指導(dǎo)。本文結(jié)合國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司多個(gè)EPC輸變電工程（含變電站和輸電線路）的建設(shè)實(shí)例，凸顯了EPC模式下總承包單位資源整合的優(yōu)勢(shì)以及給項(xiàng)目建設(shè)帶來(lái)的增值。最后，本文還總結(jié)了輸變電新建工程中設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)及施工環(huán)節(jié)成本節(jié)約的過(guò)程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)輸變電工程的建設(shè)具有一定參考意義。