刘冰营 温贵明 左文涛

1 工程概况

鄂北水资源配置工程是在不影响南水北调中线工程调水规模和过程的前提下，通过工程措施将南水北调中线工程规划中分配给湖北省的水量引调到唐西、唐东区，随州府澴河北区和大悟县，解决鄂北地区水资源短缺问题，满足鄂北受水区生活、生产以及生态用水需求，促进鄂北地区经济社会可持续发展的战略性基础工程。鄂北水资源配置工程是以丹江口水库为水源，利用已建的湖北省引丹灌区清泉沟隧洞进水闸为取水口，向鄂北地区供水。线路总长度269.67km，输水干渠设计流量38.0～1.8m3/s，全线自流。

2016年11标段是鄂北水资源配置工程中的一段关键性工程，位于湖北省广水市。本标段干渠起点为张家桥明渠（起点桩号217+150），设计水位106.84m；干渠终点为河口湾明渠（终点桩号233+855），设计水位104.81m；标段干渠线路长16.705km，建筑物总长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。设计输水流量7.4m3/s。

2 设计管理特点

鄂北水资源配置工程2016年11标段是以设计单位为牵头的EPC总承包管理项目，主要包括设计、采购、施工管理。设计是整个EPC总承包项目的龙头，对整个项目的质量、进度、成本控制有着重大的影响，设计管理是EPC项目管理的关键，高水平的设计管理是EPC总承包项目成功的基本保证。本标段的初步设计工作及工程全部地质勘察工作由湖北省水利水电勘测设计院完成，总承包设计单位是在初步设计、招标设计的基础上开展施工图设计工作。本标段招标设计文件要求工程投资不得超过限额，因此，设计应按限额设计考虑。本标段建筑物种类繁多，隧洞工程总长度占整个输水线路总长85%以上，单洞长度达10.15km，所以隧洞设计是投资控制的重点。施工图设计应对初步设计中的错、漏、缺等不尽合理处进行调整、修改、完善，使各项参数指标处于更佳。设计优化应综合考虑方案可行性、工程耐久性、使用合理性、造价可控性、新工艺合理利用、施工方便程度等因素。通过设计优化，使EPC工程项目的质量、进度、安全、投资等各项指标地顺利实现更有保障，让工程更实用、更安全、更经济。

3 设计优化的原则

（1）遵守法律法规、设计规范及符合初步设计、招标设计文件要求。优化设计要严格执行国家法律法规要求以及国家现行的工程建设标准强制性条文、相关设计规程规范和建设标准等，符合初步设计、招标设计文件的相关设计参数、技术标准等。

（2）满足建筑物使用功能、运行安全、质量可靠原则。设计优化应满足建筑物使用功能、运行安全、质量可靠为最基本要求，设计人员在初步设计的基础上仔细研究建筑物功能及相关设计参数、富余度等，结合结构计算、有限元计算复核成果进一步在相关参数上进行调整、完善，从而实现工程的合理设计。

（3）工程造价可控、经济适用原则。通常来说，经济性、效益性是设计优化最直观的体现，但并非一味进行省减或降低，在满足规程规范、初步设计文件的基础上进行限额设计，以成本控制为主导，使经济效益和工程质量达到最优。

（4）方便施工、加快施工进度原则。EPC总承包项目设计、施工应紧密配合，在设计过程中进行“换位思考”，设计向施工、采购适当延伸，深层次交叉，多考虑施工的可操作性和便利性，从而推动工程加快进度，保质保量完成建设任务。

4 EPC总承包项目设计管理措施

4.1 推行限额设计方法，实现成本控制

限额设计是按照批准的初步设计总概算或者按照招标文件的限额设计要求控制施工图设计，同时各专业在保证建筑物达到使用功能的前提下，按照分配的投资限额进行施工图设计，严格控制设计变更，保证总投资额不被突破，从而达到控制工程投资的目的。

根据鄂北水资源配置工程2016年11标投资限额的控制要求，确保工程总体利益，项目设计经理组织设计人员认真熟悉招标文件及投标时的澄清和承诺，把投标时批复的各建筑物工程量、投资额度作为施工图设计的最高限额，把投标报价时的工程量分解到各专业，明确限额目标，使限额设计贯穿整个施工图设计工作中，从设计源头控制工程量和投资费用，保证施工图工程量与投标时编制的工程量不会出现较大差异。同时要求设计人员根据建筑物的功能分区，严格遵守强条及规范，结合结构、有限元等计算成果优化各建筑物结构设计，节省工程量，从而达到控制工程投资、实现成本控制目的。

为鼓励设计人员优化设计的积极性，鄂北水资源配置工程2016年11标EPC总承包设计、施工双方签订了工作合同协议，明确设计进度、计划节点目标，明确了因设计优化带来的效益分配方式，形成双方利益共享，风险共担的机制。调动各专业设计人员降低工程费用积极性，设计、施工紧密配合，施工单位调动力量，展现自己施工技术实力，复核主要建筑物地质条件，从根本上减少工程量变化带来的风险。

4.2 强化信息沟通，加快工程建设进度

鄂北水资源配置工程2016年11标EPC总承包项目部发挥EPC项目整体协调优势，设计、施工应紧密配合，深层次交融，多次召开设计施工协调会，设计、采购、施工做好衔接，确保工程进度要求。设计方根据进度节点要求，积极与业主协调，了解业主负责的采购项目、招标要求，及时提供采购技术要求，积极主动参加设计联络会，加强与采购方联系，保证采购信息的畅通，积极提交设备、材料采购要求，优化选材，降低工程费用。

4.3 注重施工图设计审查工作

鄂北水资源配置工程2016年11标EPC总承包项目施工图由中南院负责审查，为更好地协助审查单位做好施工图审查工作，设计部内部加强校审，设计经理做好施工图审查批次计划，并与审查单位落实审查时间节点，图纸编制要求，避免返工，确保施工图按时发送到监理工程师,保证审查工作顺利实施，保证审查工作顺利实施。

5 施工图设计优化要点简析

施工图阶段根据初步设计、招标文件要求，在满足建筑物功能、运行安全、结构稳定的条件下，对建筑物布置、结构断面厚度、隧洞一次支护参数、临时工程等进行了限额设计或优化，优化结果满足规范要求，节省了工程投资。

5.1 建筑物水头分配

鄂北水资源配置工程2016年11标项目干渠距离较长，建筑物种类多样，且本标段与前后标段衔接水位分别为106.84m和104.81m，水头分配有限，水头分配主要考虑总干渠沿线地面高程，建筑物型式、长度、坡度及规模对水头增减的敏感度，尽量将水头合理分配到单位长度投资较大的建筑物上，使建筑物断面更经济，从而减少工程投资。

5.2 隧洞建筑物设计优化

本标段隧洞工程占总长度的近85%，也是整体项目进展的关键。其中凤凰寨隧洞单洞长度10.15km，布置3条施工支洞，是本标段的关键线路。

凤凰寨隧洞2#施工支洞是临时工程，但却是凤凰寨隧洞施工关键线路中的关键节点，承担凤凰寨隧洞近1/3的工作量，为进一步加快进度，联合体进场后仔细研究合同文件及现场实际情况，并对地形重新进行了复测。在此基础上经慎重考量、研判，提出对2#施工支洞进洞口位置优化调整意见，节省隧洞开挖近300m，工期节省近2个月，实现了较好的工期效益。

在保证工程安全的前提下，通过结构分析，对隧洞进出口洞脸支护方式、洞身一次支护、二次衬砌等进行复核，根据不同围岩类型和岩石条件对一次支护的喷混、锚杆、钢拱架等的具体参数以及相应的二次衬砌的衬砌厚度、配筋等参数进行优化调整。以更加贴合情况的支护方式实现支护的安全稳定、经济可靠。同时招标文件中缺少回填灌浆、固结灌浆等灌浆工程的相关设计，施工图阶段补充完善了相关的内容，保证工程的长久稳定运行。

5.3 暗涵设计优化

暗涵结构设计地面高程在招标阶段统一采用最大渠线地面高程，施工图设计中结合实际地形，通过进一步的分段复核，采用结构计算及有限元计算方法比选多种衬砌断面，经综合分析确定了较为经济的衬砌断面，节省了工程投资，获得了显著的经济和工期效益。

5.4 倒虹吸进口布置优化

余店河倒虹吸长度370m。初步设计阶段余店河倒虹吸进口位于曲线段，施工图设计阶段对倒虹吸进口段布置进行了优化调整，避开圆弧段，加快了施工进度。

6 结语

鄂北水资源配置工程2016年11标是以设计单位为牵头单位的EPC总承包项目，其优越性主要体现在：

（1）有利于设计方案优化，降低工程成本，设计管理是EPC项目管理的最为关键的一环，设计方可以根据投标文件分解建筑物工程量和投资，提出满足目标成本要求的优化的技术方案。

（2）有力于实现总承包商与业主双赢，确定一个双赢的合同价格，对工程实施非常重要，可规避项目因投资不足引起的风险发生。

（3）有利于节省工程工期，EPC总承包项目设计方可以根据现场边界条件的变化，随时调整设计方案，确保工期如期完成。