EPC模式下輸變電工程設計施工優化研究與實踐

祝亞峰，吳 俊，裴春明，秦金壘，董一夫

（1.南瑞集團（國網電力科學研究院）有限公司，江蘇 南京 211000；2.國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司，湖北 武漢 430074）

1 目的和意義

EPC模式是將設計、采購、施工一體化的工程總承包模式[1]。EPC模式下的設計不僅包含一般意義下的具體設計工作，還包括整個合同承包范圍內工作內容的總體策劃和協調[1]，比如對可行性研究報告的二次優化。可行性研究報告是項目立項的重要依據，輸變電新建工程的可行性研究報告一般包括電力系統、變電工程、線路部分、通信工程、投資估算5個部分，它是工程設計的重要指導文件，一份較全面的可行性研究報告需要設計咨詢團隊把控所有設計細節，現實中往往比較困難。再者，設計單位可能因為缺乏對施工細節的把握導致設計方案并非最優選擇。

EPC模式下，總承包單位由于有較豐富的工程管理經驗及專家知識庫，能夠統籌協調各類資源，并對可能出現的問題進行有效干預，從而避免損失。

2 對設計及施工環節的研究

設計及施工環節是項目建設的重要環節，EPC模式為設計及施工單位的協同配合提供了平臺。雖然工程設計費用占比不高，但由于設計環節對工程造價有重大影響，因此總包方都會組織施工單位在設計前期參與進來，促進設計和施工深度交融，以降低工程造價并提高設計方案的質量。加強對可行性研究報告的研讀是設計施工環節的重要切入點。項目立項前期業主聘請的設計咨詢單位可能因對地方政策了解不透徹而導致其編制的可研方案難以實施。及時聽取總承包單位的施工優化建議，并與設計單位形成良好正反饋是設計施工優化的又一有力舉措。以某變電站變壓器施工為例，變壓器室區域內需要大開挖，由于該區域地質原因影響，主變基礎底部存在超挖，按照施工圖紙設計，需要回填1m，夯實到合格的密實度后方可進行主變基礎施工。如采用普通土壤回填，夯實周期較長，并且存在后期基礎沉降的風險。總包單位發現該問題后，充分聽取了施工單位的建議，與設計單位、業主單位協商后，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險大大降低。

3 設計施工優化應用實例

實踐證明，EPC總承包模式能夠實現設計施工環節的優化，并能確保項目成本、質量、進度相匹配。下面以兩個110kV輸變電新建工程的建設為例進行詳細分析。

3.1 某110kV戶內變電站工程土石方優化

在項目建設過程中，施工場地的三通一平及主體工程的土石方開挖應進行合理可行的土石方平衡。某110kV變電站項目可研階段選址在一座山頂上，占地16畝，整體規劃3臺63MVA主變，其中變電站土石方需開挖12萬m3（其中石方開挖約108170m3）。可研方案雖然已經進行了總體規劃，但其對土石方數量的計算較為粗略，對取料、棄渣數量僅做了初步計算，土石方平衡也缺乏統籌性。土方開挖采用機械化施工，石方采用液壓巖石破碎錘鑿除，自卸汽車運土，人工修整，放坡坡度以1：0.4邊坡開挖，單從施工周期計算就需要4個月。EPC模式下，總包單位在初步設計階段介入，組織設計、施工單位現場勘查，優化方案，在保障變電站原使用功能的情況下將變電站設計標高提高5m（在原設計標高基礎上抬高變電站的±0標高）（如表1所示）。石方挖方量從108170m3下降到77921.6m3（其中石方開挖約70129.44m3），在一定范圍內達到了土石方平衡（如圖1所示），優化方案的挖方量縮減了約30000m3。場坪工期壓縮了30%，節約投資約280萬。

圖1 土石方平衡圖

表1 變電站土石方優化后統計

3.2 某110kV輸變電工程輸電線路路徑優化

110kV輸電線路的路徑選擇至關重要。合理的線路路徑能避開規劃途徑的林地、高速公路、建筑，最大限度降低工程造價、施工風險并縮短施工時長，還能有效降低線路在運行過程中發生故障的概率。

以某110kV輸電線路工程為例，該變電站需同時新建2回110kV輸電線路，線路長約40km，20%山地，80%高山，喀斯特地貌，導線型號為JL/G1A-400/35，終期110kV出線共4回，本工程出線2回，從變電站110kV出線構架右起2.3個間隔為上級Ⅰ、Ⅱ間隔，通過110kV同塔雙回線路接入上級220kV變電站。在前期項目立項可研階段，規劃線路走廊經過位于素有“西南屏障”和“滇黔鎖鑰”之稱的黔西南布依族苗族自治州的國有林場，涉及本線路（JA14~JA19）段線經過林區，按照可研階段的路徑評估，需要砍伐林木約50畝，砍伐規模較大，但可研文件中并無相關政策解讀及備選方案。后經總包單位了解，當地政策規定，國有林場林木砍伐要通過市林業局，省林業廳層層審批。砍伐林木還涉及林評、樹木砍伐、植被恢復等，辦理相關手續就需要半年時間，相關手續費用約460萬。由于該項目采用了EPC模式，總承包單位直接召集了設計和施工單位共同探討，經過數次實地勘察，優化了設計路徑，初設方案有效避開了林區，為業主單位節省了約300萬的工程投資，并大幅壓縮了辦理手續所需的時間，整體工期較可研方案提前了4個月，路徑對比分析如表2所示，優化路徑與原方案對比圖如圖2所示。

圖2 路徑優化對比圖

表2 路徑優化對比分析

4 結束語

綜上所述，EPC模式的成功是建立在總包方對各類要素的統籌協調及合理調配下的，其對設計及施工環節的優化為工程實施提供更為有效的指導。本文結合國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司多個EPC輸變電工程（含變電站和輸電線路）的建設實例，凸顯了EPC模式下總承包單位資源整合的優勢以及給項目建設帶來的增值。最后，本文還總結了輸變電新建工程中設計環節及施工環節成本節約的過程經驗，對輸變電工程的建設具有一定參考意義。