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水利工程建设EPC总承包模式下设计与施工融合途径探索

2024-09-18 253 上传者：管理员

摘要：探讨了水利工程建设领域EPC总承包模式下设计与施工融合的有效途径，分析了跨专业协调、信息共享和风险管理等关键问题，并强调了设计与施工融合在提升效率、成本控制、质量保证和责任明确方面的重要性。通过滁州市清流河蓄水控制工程的案例，展示了EPC模式下设计与施工融合的实际应用和优势，对未来相关研究方向和实践具有一定参考价值。

关键词：
EPC总承包
交钥匙工程总承包模式
水利工程建设
水利行业EPC
融合途径
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1、EPC概述

EPC总承包模式，即“设计—采购—施工”模式，又称交钥匙工程总承包模式，是指项目法人通过招标方式确定一家工程公司作为总承包单位。项目法人与工程总承包商签订工程总承包合同，把设计、采购、施工和调试服务工作全部委托总承包商负责组织实施，项目法人只负责整体的、原则的、目标的管理和控制。设计、采购和施工的组织实施采用统一策划、统一组织、统一指挥、统一协调和全过程控制。

目前水利行业EPC总承包模式分为两种类型，一种是EPC总包模式，即项目法人将工程任务授予单一总承包商，后者通过招标选择分包商和供应商；另一种模式为EPC联合体模式，即项目法人业主招标选择多家单位组成联合体，由牵头单位负责协调和管理。

两种类型的EPC模式各有优缺点，选择哪一种模式取决于业主的具体需求、项目的复杂性以及面临的具体挑战。业主应根据工程的实际情况，选择最适合的EPC模式，以确保项目的成功实施。

2、EPC总承包管理中的重难点

2.1 跨专业协调

EPC总承包涉及到设计、采购和施工三个团队，三者的高效协调是总承包工作得以顺利实施的重要保障。首先，工程总承包单位应当建立与其相适应的组织机构和管理制度，形成项目设计、采购、施工、试运行管理及质量、安全、工期、造价、节约能源和生态环境保护管理等工程总承包综合管理能力；其次，加强设计、采购与施工的协调，在满足项目目标的前提下完善和优化设计，改进施工方案，实现对工程总承包项目的有效管理控制；最后，在项目初期和设计时就考虑到采购和施工的影响，避免设计和采购、施工的矛盾，减少由于设计错误、疏忽引起的变更，可以显著减少项目成本，缩短工期。

2.2 信息共享

在EPC总承包模式中，尤其在EPC联合体总承包模式中，信息共享至关重要。在投标阶段，通过各单位收集到的不同信息汇集到共同组织的投标项目组中，分析获取有用的信息，帮助投标决策；在实施阶段，设计、施工、采购单位通过内部沟通与协调，可快速有效处理施工过程遇到的难题；在工程验收阶段，共同编制完成验收工作报告和工程完工决算等，实现工程收尾的目标。

近年来，在工程总承包中逐渐发展并应用BIM(BuildingInformationModeling）技术，可融合不同建设阶段信息，能实现项目在全生命周期的信息传递。在项目实施过程中，设计、施工、采购协同合作，建立符合工程项目实际需求的可视化的BIM模型。利用BIM技术提供多专业的集成协同平台，各专业人员充分交流并利用平台进行整合建模，并运用BIM碰撞技术模拟施工的过程，将图纸中隐藏的空间问题充分暴露出来。同时，利用BIM模型可以直观展示建筑的立体效果，便于掌握项目设计进度实施情况，实现EPC项目各参与方之间数据访问与精准传输，增强工程项目管理的协同性，以避免业务冲突和数据错误以及重复性工作，提升设计工作及后续施工工作的效率。

2.3 风险管理

EPC模式中承包商必须承担设计、采购、施工各阶段、全过程的风险责任，而且EPC模式所产生的风险要比单项承包风险复杂得多，往往建造的各阶段所发生的风险具有高度关联性，因而其风险具有多样性和复杂性。EPC模式由于项目投资大、价值高、营造周期长、环节关联度强，总承包商面临着以下五种风险：资金风险、组织协调风险、合同风险、决策风险、安全质量风险。每一种风险一旦应对失策，就有可能对工程建设或者参建单位造成不可挽回的损失。因此，风险的识别与过程管理是总承包项目管理最重要的工作内容。

3、EPC模式下设计与施工融合的必要性

设计与施工的融合在EPC模式中尤为关键，二者的融合是非常必要的，且在以下方面具有显著的优势。

3.1 提升效率

工程总承包模式通过整合设计、施工和设备材料采购流程，优化了传统的分离式建设模式。在这种模式下，施工准备和设备选型采购可以在设计阶段提前开始，从而让设计单位在质量控制中发挥主导作用，实现工程方案的优化，有效缩短工程周期并提升工程效率。此外，由于早期介入，减少了因设计变更等因素影响项目工期的风险。

3.2 成本控制

总承包合同严格规定了合同价格调整方法，无论是采用总价模式还是采用定额下浮模式或其他适用的组合模式，项目法人可将部分投资风险直接转移给EPC承包商。承包商承担设计、采购和施工工作全过程，减少中间环节，项目受单方管理，有助于把握项目全局。优化设计和施工的有效衔接，可以减少施工中出现设计变更的情况，从而有效控制成本。

3.3 质量保证

承包商在早期充分介入工程设计，在建设过程中优化设计发挥主要作用，有利于设计和施工等管理工作的无缝对接和有效衔接，实现工程项目管理方案的进一步优化，有效地解决设计、采购、施工等阶段普遍存在的脱节和矛盾等情况的发生，从而实现工程项目进度、成本和质量控制的预期目标。此外，通过建立长期合作的关系，承包商与各参建方能够培养默契、增进信任，有利于承包商协调工作开展，从而提高项目管理效率，保证工程项目质量。

3.4 责任明确

在EPC模式下，合同明确了发包方与承包方的权责分配。EPC承包商负责整个项目的设计、采购和施工过程，并承担相应的全部责任。责任的明确划分，有效减少了因理解差异导致的争执和纠纷，同时，也有利于顺利解决项目实施过程中出现的问题。

4、实例

4.1 EPC总承包工程情况概述

滁州市蓄水控制工程建在滁河一级支流清流河上，位于滁州市南谯区红山村唐坝郢处，任务为蓄水，改善清流河水景观。设计防洪标准20年一遇，Ⅲ等中型水闸，流量为1420m3/s，校核防洪标准100年一遇。设计蓄水位为10.00m，对应蓄水库容为1850万m3。

蓄水闸为8孔，由闸室、岸墙、上下游翼墙、工作桥、上下游引河、消能防冲设施、左右岸堤防及管理区等建筑物组成；8扇15m宽弧形工作闸门，配套16台型号为QHSY-2×1600/2×100-8.0m双吊点液压启闭机；2套液压泵站，每套液压泵站配有3台45kW低压电机，均为2用1备。

批复该工程总投资25511万元。工程分两期实施，一期利用原河道导流，实施右岸4孔闸室及岸墙、上下游翼墙、护坦、消力池等工程，二期利用已建成的右岸闸孔进行导流，实施剩余左岸4孔闸室及岸墙、上下游翼墙、护坦、消力池等工程，总工期为24个月。

该工程为滁州市第一个采取EPC总承包联合体发包模式建设的水利工程，由安徽省水利水电勘测设计研究总院股份有限公司和安徽水安建设集团股份有限公司组成联合体中标该总承包项目。

4.2 项目法人的诉求

该工程为市重点项目，资金筹措和拨付由市城投集团负责。由于建设资金的使用有严格规定和控制，出现超支将进行责任追究。因此，项目法人对该总承包工程的要求是：1）工程最终结算额不超过投标总价；2）由于政府审查新增闸基围渗处理、生态放水涵结构变大、闸门重量增加、液压系统管路扩容等项目，增加投资约220万元必须通过优化设计与施工方案来解决；3）招标清单中液压启闭机设备最高限价差错引起约600万元损失由EPC总承包双方承担；4）质量符合规范要求，不能发生安全事故；5)EPC总承包必须承担更多的移民征迁工作。

4.3 设计与施工融合

4.3.1 优化施工组织，两期并一期实施

工程初步设计批复要求项目必须在两个非汛期内完成建设。为了节约成本，EPC总承包商曾提出将两期工程合并为一期实施的方案。具体计划为：首先在右岸开挖导流明渠，通过明渠进行导流，优先建设8孔闸孔中的6孔，之后再建造包含导流明渠的剩余2孔闸室。然而，由于该方案的导流成本过高，未被采纳。

工程原计划因征地指标获取和初步设计批复等原因推迟，直到2022年1月才具备开工条件。根据长江流域的常规安排，5月1日起便进入主汛期，此时水利工程通常会暂停施工，直至10月。因此预计在第二年的4月30日前只能完成右岸一期工程，而左岸二期工程则计划在同年10月后开工。考虑到年度气象预测显示为干旱年份，EPC总承包商判断，从2022年1月开始施工，一期右岸工程有望在同年12月完成，而二期工程则计划从12月中旬开始，至2023年4月30日之前结束，这一计划是切实可行的。

EPC总承包项目部经过共同研讨，优化了设计和施工方案，明确了各阶段的人员和机械设备需求。通过精心组织和严格管理，最终主体工程建设在2023年4月30日顺利完成，比原计划提前了6个月。

4.3.2 一期纵向袋装土围堰变更为钢板桩围堰

一期工程中，原计划采用袋装土筑成纵向围堰，该围堰设计在5#闸室中部，从右岸河滩地延伸至河道内约20m，几乎占据了老河道的一半宽度，对河道的正常水流已造成影响，尤其在汛期高水位时，极可能导致洪水泛滥。

为此设计方案进行了调整，将袋装土围堰优化为双排钢板桩围堰。由于施工方已有钢板桩材料，此次变更相比袋装土围堰节约了大量费用。同时，钢板桩围堰在施工和维护上更为便捷高效，增强了围堰的安全性和可靠性，实现了经济效益和工程安全的双赢。

4.3.3 后浇带变更为加强带与闸底板同时浇筑

闸墩最大宽度为4.2m、最小宽度为1.0m、高度14.0m，在距中墩两侧3m处闸底板设1m宽后浇带，待闸墩浇筑完成后再对后浇带进行回填浇筑。这种设计首先在施工上相当繁琐，不但增加模板，而且底板钢筋不能在此断开，钢筋穿透模板也是一项很庞大的工作；再者汛期一旦洪水进入基坑，长时间基坑水不能排除，将造成后浇带处钢筋锈蚀，模板损坏等一系列无法预知的风险；另外闸墩完成后再施工后浇带也不能保证后浇带浇筑与与闸底板紧密结合。为了减少不必要的风险，使施工工序更紧凑合理，将后浇带调整为距中墩两侧5m处闸底板设2m宽C30加强带，加强带与底板同期浇筑，既满足了设计对工程质量的要求，也方便了工程施工，避免了汛期基坑一旦进水后带来一系列风险。

4.3.4 PRC管桩检测指标调整

右岸闸室、翼墙及岸墙地基采用PRC预应力砼管桩加固，桩径为0.6m，桩底进入持力层一定深度。单桩承载力有6种指标，分别为490、530、568、578、602kN，相应的复合地基承载力为194、174、193、186、192kN。若按上述指标进行检测，每一种指标均须进行现场单桩承载力和复合地基实验，会严重影响工程进度。因此，设计方邀请相关地质勘测专家，通过综合研判PRC管桩打入软基相关参数及施工质量后，现场单桩承载力维持不变，但将单桩承载力530、568kN对应的复合地基承载力修正为130kN，其他修正为185kN。该指标的优化大大减少了检测时间，提前25天开始闸室底板浇筑，消除了基坑被淹造成重大损失的风险。

4.3.5 设计优化化解征迁难题

该项目在上游4.6亩的切滩区域缺乏用地指标，同时右岸堤防延伸处有3户居民因政府资金不足而无法搬迁。面对土地指标短缺和征迁资金不足的双重困境，项目业主唯有依靠设计创新来寻求突破。

最终，设计团队通过调整上游进水渠的边坡坡比，有效减少了永久性征地的需求。同时，降低闸上交通桥及两岸堤防的高程，使得当地居民不需要搬迁。这些设计优化不仅减轻了土地征用和房屋拆迁的压力，还为地方政府节约了大量征迁开支，有效缓解了征迁过程中的矛盾和冲突。

4.3.6 EPC联合体设计方的质量管控

根据合同协议，EPC联合体中的设计方担负总承包管理职责，旨在强化项目法人在现场管理的不足。设计方的管理职责包括：初审施工方案后提交监理审核。在本工程中，设计方审核了30余项施工专项方案，对基坑开挖降排水、钢板桩围堰、承重脚手架、大型弧形闸门吊装安装、度汛方案及超标准防洪预案等关键环节，提出了众多宝贵意见与建议，为工程提供了坚实的技术支持。

针对液压启闭机在投标阶段因招标限价失误导致的约600万元亏损，设计方坚持施工方必须采购品质有保证的产品，以确保设备质量。通过设计方的预先沟通协调，在招标文件中明确了设备参数，通过公开招标选择了信誉度高的液压启闭机生产厂家，确保了产品质量满足设计规范要求。

5、结语

在水利行业的EPC总承包模式中，设计与施工的紧密融合对提高项目管理水平至关重要。项目法人根据项目需求，面对管理难题，通过实施有效的协调机制、建立信息共享平台和采取风险管理措施，能够有效应对工程建设的挑战。实例分析证实，设计与施工的深度融合显著提升了工程的效率与质量。未来，研究和实践应继续深化对这种融合策略的探讨，拓展其应用范围，以达成更加卓越的水利建设项目管理成效。

文章来源:王南江.水利工程建设EPC总承包模式下设计与施工融合途径探索[J].治淮,2024,(09):56-58.