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    工程總承包模式下施工圖設(shè)計方案優(yōu)化

    2021-04-23 08:02:58
    水利技術(shù)監(jiān)督 2021年4期
    關(guān)鍵詞:外江翼墻閘室

    伏 瑞

    (中國電建集團市政規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司,云南 昆明 650051)

    1 工程總承包項目施工圖設(shè)計優(yōu)化背景

    為落實《中共中央 國務(wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2016年印發(fā)《關(guān)于進一步推進工程總承包發(fā)展的若干意見》(以下簡稱《若干意見》),圍繞進一步推進工程總承包發(fā)展,從4個方面提出了20條政策和制度措施。其中建設(shè)單位可以在可行性研究、方案設(shè)計或者初步設(shè)計完成后,進行工程總承包項目發(fā)包,依法采用招標(biāo)或者直接發(fā)包的方式選擇工程總承包企業(yè),而設(shè)計采購施工總承包(EPC:即Engineering(設(shè)計)、Procurement(采購)、Construction(施工)的組合)是工程總承包模式的一種。

    建設(shè)單位在初步設(shè)計完成后進行工程總承包項目發(fā)包,當(dāng)具有與工程規(guī)模相適應(yīng)的設(shè)計資質(zhì)的工程總承包企業(yè)中標(biāo)承接項目后可能存在因初設(shè)批復(fù)有待進一步研究解決的主要問題、施工圖設(shè)計與初步設(shè)計分別由兩個不同單位承接,在完成初步設(shè)計交底及資料交接后,施工圖設(shè)計需進行優(yōu)化設(shè)計的情況[1- 3]。

    施工圖設(shè)計階段是初步設(shè)計設(shè)計階段的深入和細化,需要吸收消化前面設(shè)計院的意圖和內(nèi)容,比如征地拆遷等前期工作限制導(dǎo)致初步設(shè)計有瑕疵,既然不承擔(dān)施工圖設(shè)計,責(zé)任將會轉(zhuǎn)嫁給施工圖設(shè)計單位。本文結(jié)合工程實際,對工程總承包模式下施工圖設(shè)計方案優(yōu)化進行比較分析,突出設(shè)計、施工及試運行全過程管控,分析過程對類似工程具有一定的參考作用。

    2 初步設(shè)計方案概況

    2.1 初步設(shè)計方案概述

    某拆除重建水閘納入水環(huán)境綜合治理EPC工程,水閘位于內(nèi)涌口,與外江相通,起到排洪擋洪作用,單向過流。根據(jù)GB 50201—2014《防洪標(biāo)準》和SL 265—2016《水閘設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定,位于堤防上的穿堤建筑物,其防洪(潮)標(biāo)準不低于相應(yīng)堤防工程的防洪潮標(biāo)準,由此確定水閘工程等別為Ⅱ等,主要建筑物級別為2級,次要建筑物級別為3級,臨時性建筑物級別為4級。水閘排洪標(biāo)準為50年一遇、抵御外江洪水標(biāo)準為50年一遇。設(shè)計過閘流量:Q=812m3/s,為維持水閘的原有工程任務(wù),水閘在原址進行重建,仍布置于內(nèi)涌下游端出口處,為避免水閘施工影響緊鄰閘址上游的水閘管理處,重建水閘閘室右側(cè)邊線定于舊閘右側(cè)邊線下游10m處。重建水閘中心線垂直堤線布置,閘頂公路橋與堤頂?shù)缆穼R布置。水閘重建后閘寬擴大,位于閘址處的原放空涵需要拆除,根據(jù)內(nèi)涌的運行管理需要,為保留放空涵的使用功能,考慮在新建閘室左側(cè)按原規(guī)模復(fù)建放空涵,放空涵布置于閘室左側(cè)邊墩。

    內(nèi)外翼墻均采用C25鋼筋混凝土混凝土混凝土懸臂式擋土墻,根據(jù)閘址處地質(zhì)鉆孔資料,以及閘室應(yīng)力計算,采用φ600mm水泥攪拌樁格柵型布置,格柵間距3.6m×3.6m,前后趾最大應(yīng)力區(qū)格柵間距3.6m×2.4m,共3292根,平均樁長為15m。格柵型水泥攪拌樁兼做基礎(chǔ)防滲。

    重建水閘采用一次攔斷河床,在一個枯水期施工,導(dǎo)流時段為10月—翌年3月。第1年8—9月,填筑內(nèi)涌枯水圍堰和外江枯水圍堰,在第1年10月前水閘在外江枯水圍堰和內(nèi)河涌枯水圍堰的保護下具備干地施工條件,第1年10月—第2年3月期間施工水閘內(nèi)側(cè)的上游混凝土護坦、閘室及下游海漫和消力池段施工,并在汛前將水閘兩側(cè)堤防回填至設(shè)計高程及七孔平板鋼閘門具備下閘擋水條件,在第2年4月底前拆除外江二期枯水圍堰。

    圖1為初步設(shè)計階段重建水閘總體布置圖,圖2為初步設(shè)計階段內(nèi)涌圍堰斷面圖,圖3為初步設(shè)計階段外江圍堰斷面圖。

    圖1 初步設(shè)計階段重建水閘總體布置圖(單位:m)

    圖2 初步設(shè)計階段內(nèi)涌圍堰斷面圖(單位:m)

    圖3 初步設(shè)計階段外江圍堰斷面圖(單位:m)

    2.2 初步設(shè)計方案存在問題

    為了順利完成承包任務(wù),發(fā)揮設(shè)計及施工單位的優(yōu)勢,將設(shè)計理念與施工經(jīng)驗較好地融合,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。在合同總價約定的條件下,為實現(xiàn)自身利潤的最大化,經(jīng)EPC項目部勘察設(shè)計及施工人員核對、探討初步設(shè)計成果及現(xiàn)場實際調(diào)研后,確保各方熟悉場地資料、設(shè)計意圖、設(shè)計方案等內(nèi)容[4- 6],其初步設(shè)計主要存在問題如下:

    (1)未充分考慮周邊環(huán)境、邊界條件、征地拆遷等前期工作制約施工場地范圍的因素。

    (2)未充分考慮一個枯水期內(nèi)施工,閘門安裝完并于汛前下閘擋水,汛前恢復(fù)堤防至設(shè)計高程,水閘現(xiàn)狀基礎(chǔ)淤泥層較厚,地基承載力低,閘室及泄槽段地基處理原設(shè)計的水泥攪拌樁復(fù)合地基樁檢測數(shù)量多,施工進度慢,施工工期長,導(dǎo)致工期緊、任務(wù)重、工作面狹窄的制約因素[7- 9]。

    (3)未充分考慮水閘穿越堤防,需將堤破堤施工,施工期間社會車輛通行的需求。

    (4)未充分考慮水閘平面布置及河道水流方向,因水閘布置方向與天然河道存在夾角,水閘水流并非正向進水,進口段翼墻的設(shè)計方案將會對水流的動態(tài)產(chǎn)生一定的影響。

    ①左岸:左岸翼墻對水流沒有順暢的導(dǎo)向作用,在翼墻與護坡的三角區(qū)域?qū)a(chǎn)生水流的回旋,其翼墻基礎(chǔ)開挖及地基處理工程量大。

    ②右岸:翼墻與護岸的三角區(qū)域容易形成死水區(qū),護坡的開口點阻礙河道水流進入水閘,并處于被水流沖擊的位置,對護岸不利。

    (5)未充分考慮管理過程信息化,重建輕管,信息化管理及配電變壓器的容量考慮不足,未全面落實水利工程補短板、水利行業(yè)強監(jiān)管。

    3 施工圖設(shè)計方案概況

    3.1 調(diào)整方案可行性分析

    針對重建水閘原設(shè)計方案存在的問題,采取以下調(diào)整思路:

    (1)綜合考慮開挖量及占地面積對重建水閘進水口翼墻軸線、墻底高程進行了適當(dāng)調(diào)整,根據(jù)水流及水閘方向,本階段翼墻的布置以把河道水流平順地導(dǎo)進水閘,并在閘前水域范圍不形成死水區(qū)或水流回旋區(qū)同時施工用地有限的前提下為原則,對內(nèi)涌進水口翼墻提出修改設(shè)計方案:

    ①左岸:翼墻與閘室段銜接處以12°角擴散,以半徑150m、角度19.423°的圓弧銜接后以直線段接堤岸。

    ②右岸:翼墻與閘室段銜接處以12°角擴散,以半徑48m、角度17.04°的圓弧銜接后以直線段接堤岸。

    ③通過調(diào)整內(nèi)涌進水口翼墻走向,抬升進水口翼墻底高程來減少基礎(chǔ)開挖及地基處理工程量。

    (2)由于重建水閘必須在一個枯水期完成,初設(shè)格柵水泥攪拌樁工作面狹窄,地基處理占用較長工期,為使工期更有保證,需進行地基處理設(shè)計優(yōu)化。

    (3)從社會影響角度,綜合考慮社會車輛交通出行的因素,內(nèi)江圍堰加寬6m作為社會車輛通行道路,同時基于造價控制將外江圍堰移動至海漫區(qū)可結(jié)合拋石壓腳,減少占地面積及工程量,圍堰型式調(diào)整為鋼板樁圍堰。

    (4)為保障堤防及水閘工程安全和正常運行,考慮運行管理要求,補充堤防、水閘管理設(shè)計:

    ①為便于放空涵閘門、啟閉設(shè)備的運行、維修,將放空涵閘門啟閉機揚程增加,檢修平臺高程調(diào)整至閘頂。

    ②增設(shè)布置管理單位生產(chǎn)及生活區(qū),分開布置中控樓及管理樓,便于集中控制和管理。

    ③為便于防汛管理人員集中統(tǒng)一管理,增設(shè)布置防汛倉庫及防汛站。

    通過以上調(diào)整,表1為初步設(shè)計與施工圖設(shè)計方案調(diào)整對比表,圖4為施工圖設(shè)計階段重建水閘總體布置圖,圖5為施工圖設(shè)計階段內(nèi)涌圍堰斷面圖,圖6為施工圖設(shè)計階段外江圍堰斷面圖。

    表1 初步設(shè)計與施工圖設(shè)計方案調(diào)整對比表

    圖4 施工圖階段重建水閘總體布置圖(單位:m)

    圖5 施工圖階段內(nèi)涌圍堰斷面圖(單位:m)

    圖6 施工圖階段外江圍堰斷面圖(單位:m)

    3.2 重大設(shè)計變更方案工期及造價分析

    根據(jù)《水利工程設(shè)計變更管理暫行辦法》的相關(guān)規(guī)定,閘室及泄槽段地基處理由原設(shè)計的水泥攪拌樁復(fù)合地基修改為CFG樁+高壓旋噴樁防滲墻結(jié)合的型式屬于主要水工建筑物基礎(chǔ)處理方案發(fā)生變化即重大設(shè)計變更,組織勘察設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位及有關(guān)專家對變更設(shè)計建議進行技術(shù)、經(jīng)濟論證。重大設(shè)計變更文件,由項目法人按原報審程序報原初步設(shè)計審批部門審批。表2為重大設(shè)計變更前后方案對比表。

    4 工程總承包項目施工圖設(shè)計優(yōu)化思考

    初步設(shè)計方案易出現(xiàn)設(shè)計與施工出現(xiàn)脫節(jié)與對立的局面,使得建設(shè)項目在實施階段困難重重,無法實現(xiàn)工程建設(shè)目標(biāo),難以獲得較大的效益,甚至出現(xiàn)虧損。EPC模式的特點就是設(shè)計與施工都由同一承包商承擔(dān),這樣可使設(shè)計與施工能夠辯證統(tǒng)一,服務(wù)于整個建設(shè)項目。EPC項目的設(shè)計管理需從設(shè)計階段延伸到項目建設(shè)的全過程,更加關(guān)注設(shè)計與采購、施工的合理銜接,并通過設(shè)計優(yōu)化達到降低成本的目的[10- 11]。與傳統(tǒng)設(shè)計模式相比,EPC模式下的設(shè)計任務(wù)和設(shè)計管理工作發(fā)生了根本性的變化,對設(shè)計人員提出了更高的要求,需從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度去審視整個項目,站在更全面的立場上考慮問題。主要體現(xiàn)在以下幾點:

    表2 重大設(shè)計變更前后閘室段及泄槽地基處理方案對比表

    (1)由于前期設(shè)計者為加快設(shè)計進度,可能存在縮短時間以及減少經(jīng)濟的投入,其安全性基本滿足要求,但工程布置及建筑物的功能性及經(jīng)濟性未全面具體考慮影響因素,忽視對必須資料的深入了解和掌握,出現(xiàn)設(shè)計中的資料不詳細,存在不足和不準確的情況,導(dǎo)致設(shè)計出現(xiàn)明顯偏差。

    (2)由于拆遷工作尚未完成落實等客觀因素,無法為施工的順利開展提供便利條件,可能存在設(shè)計方案的實施難以最終落實,工程設(shè)計對于投資成本控制有著決定性作用,同時初設(shè)工程量可能存在漏項或偏差過大的情形,因工程竣工結(jié)算不能突破原招標(biāo)設(shè)計限額額度,工程總承包單位需具有一定的履約抗風(fēng)險能力[12- 15]。

    (3)設(shè)計單位要在滿足建設(shè)單位的要求和工程使用功能的條件下充分考慮施工的便利性,而施工單位也要在施工圖設(shè)計前仔細踏勘工程現(xiàn)場,將設(shè)計需求反饋給設(shè)計單位,這樣才有利于總承包單位更好的管理和組織好項目,合理控制造價而獲得利益[16- 17]。

    (4)工程總承包模式下的施工圖設(shè)計更應(yīng)該加強化設(shè)計變更管理,建設(shè)過程中應(yīng)嚴格履行設(shè)計變更程序,提交相關(guān)變更資料,包括設(shè)計說明、圖紙、計算書、工程量、投資變化對照清單和分項概算文件等,規(guī)范設(shè)計優(yōu)化、設(shè)計深化、設(shè)計變更等業(yè)務(wù)行為。

    5 結(jié)語

    EPC模式下施工圖設(shè)計方案優(yōu)化更為凸顯協(xié)調(diào)的作用,設(shè)計方案、施工方案、后期維護管理等相關(guān)工作內(nèi)容及事項都將體現(xiàn),在合同總價約定的條件下,為實現(xiàn)自身利潤的最大化,總承包商收益與風(fēng)險并存,設(shè)計、采購、施工各方各階段工作的銜接和協(xié)調(diào)需加強保障,突出設(shè)計、施工及試運行全過程管控。

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