試論水電前期設計監理論文

時間：2021-07-04 09:10:32 論文我要投稿

試論水電前期設計監理論文

　　工程項目業主責任制的實施，必然要求對項目的設計加強監督和管理。工程施工階段對設計（施工詳圖）的管理由聘請的監理工程師承擔，這已為國內外所通行。目前國內也開始在一些工程中實行對水電前期設計（預可行性研究、可行性研究和招標設計）的監督和管理，但形式多樣，職責也不確定，有待進一步總結、深化和規范。筆者從水電前期設計的特點出發，根據近些年來為業主服務參與多項工程評估咨詢的實踐，特別是清江水布埡水電站前期設計監督的實踐，就水電前期設計監督的形式、水電前期設計監理的職責、深化前期設計監理的條件3個方面，作一初步的剖析。

試論水電前期設計監理論文

　　1 前期設計監理是對設計監督形式的深化和發展

　　1. 1前期設計監理是完善項目業主責任制的一項有效制度

　　設計是工程建設的靈魂，對其加強監督和管理，與工程施工執行監理制一樣，是完善項目業主責任制的一項有效制度。實踐證明，不論對工程采用何種形式的設計監督，都能起到不同程度的成效。例如，河南寶泉抽水蓄能電站采用了全過程咨詢形式，在設計與咨詢的共同努力下，解決了一些復雜的技術難題（如上庫的防滲形式、下庫綜合利用的擴建和加固）。湖北水布埡水電站初步推行前期設計監理，在業主、監理、設計三方大力協同下，完成了預可研和可研兩個階段的設計報告，如此復雜地質條件下裝機容量1 600 MW的大型水電工程，兩個設計階段只用了5年多的時間，使得234 m高的混凝土面板堆石壩技術方案成立，可行性報告較預可研報告發電工期提前一年，樞紐工程靜態投資節省約20%。

　　1.2 水電前期設計必須遵循水電工程及其設計的特點

　　水電工程受自然條件（氣候、水文、地形、地質等）和社會條件（地區經濟、綜合利用、跨區開發、水庫淹沒等）的嚴格制約，各個工程千差萬別，每個工程都必須充分揭示其客觀條件，而勘測設計本身就是不斷深入認識客觀實際的過程。因此，在完成階段設計報告過程中，不可預見因素和勘測設計工作的變動是不可避免的。一個正確的設計不可能產生于勘測設計工作之初，只能完成于提出階段設計報告之時，憑借工程類比經驗可以優化勘設工作，但不可能跨越認識深化的過程，這是水電前期設計的特點和規律。工程施工階段也會有變化，但與前期設計不同，其變化不涉及大的方案，僅是局部的。

　　設計是知識產業，其工作完成的數量和質量都難以物化，更難按時分段物化；知識產物的質量也往往是相對的，相比較而存在的，并有很大的彈性。這與可以完全在數量上物化、在質量上界定的施工工作，也有很大的區別。

　　設計單位作為獨立法人有其獨立性和設計自主權，并對設計成果承擔直接責任。設計監理作為中介機構，協助業主介入設計管理，只對完成設計合同承擔保證或督促作用。當代水電工程建設技術雖有飛速發展，但仍帶有一定的經驗性；技術上見仁見智，因經驗而不同，難求一致；在技術經濟可行的前提下，不同方案往往各有利弊，方案綜合效益上的差異有時難以絕對化，方案的可塑性很大；監理與設計同步，都有一個認識深化的過程；監理不能代替設計，凡此種種，決定了前期設計監理的保證和督促作用需通過把握原則、方向、方案、程序等來實現，這與施工監理要求承包商按圖施工也有性質上的區別。

　　從以上3個方面的分析可見，對水電前期設計監理職責的要求，不能套用施工期監理的做法和要求，必須遵循水電工程的特點及其設計的內在規律，加以探索并逐步規范。

　　1.3 前期設計監理是對設計監督形式的深化和發展

　　對水電前期設計的監督可概括為3種形式，也是前期設計監督逐步深化的3個發展階段。第一種形式是只對設計階段成果進行評審。這種形式雖然由來已久，但由于其只問結果不問過程，加之評審者臨時參與，短時間內難以確切把握工程實際，特別當工程實際問題超越評審人的經驗時，往往起不到對設計的監督作用。早在60年代計劃經濟時期，主管全國水利水電建設全過程（從河流規劃到工程施工）的原水利水電建設總局，總結經驗，深感這種評審存在著弊端，曾提出“設計審查要做到設計過程中”的要求。近些年來，在市場經濟條件下，不少工程由業主聘請咨詢單位對水電項目前期設計進行全過程咨詢，即發展為第二種形式。咨詢單位從研討勘測設計工作大綱開始介入，中間分專題或按步驟進行咨詢，直至完成設計階段報告。水布埡電站前期設計監理是第三種形式的起步，是對第二種形式深化和發展的探索。全過程咨詢與設計監理的主要區別在于，前者僅介入設計成果，后者介入設計管理；前者只提出咨詢建議，后者承擔協助業主監督和促進完成設計合同的責任。

　　水布埡電站的前期設計監理已完成預可行性報告和可行性報告階段的監理工作，正在進行招標設計階段的工作，這是一項開拓性的工作，有待更多工程實踐的總結和規范。

　　2 水電前期設計監理職責的初步界定

　　2.1 設計質量控制

　　質量控制是設計監理工作的中心，根據水電設計的特點，主要通過以下幾點進行總體控制。

　　2.1.1 把握各階段設計的深度

　　按照各階段設計報告編制規程和現行政策的要求，促使設計達到適度的覆蓋面和應有的深度，是把握設計質量的首要環節。這一點通常以勘測設計工作大綱來實現，并在設計過程中及時調整。如水布埡電站有兩個壩址可供比選，各有利弊，且都比較復雜，各有需要科技攻關和綜合調研的難題。根據設計階段的深度要求，預可研階段可經初步工作，選一個技術經濟條件和社會環境總體可行的.壩址作為代表編制報告；可行性報告階段必須首先選定壩址，選壩時雖要求兩壩址做到同等深度，對各自關鍵的技術經濟問題要有基本結論和可行對策，但可借用類似工程經驗，各選一個現實可行的樞紐布置方案作為代表進行綜合比選。在選定壩址之后要進一步優化和落實關鍵技術，以完成可行性報告。水布埡電站的設計就是按照這種分層次的深度要求進行的，從而加快了設計進程。

　　2.1.2 把握各設計階段關鍵技術的論證方向

　　應根據各階段設計的目的和作用，把握方案論證的技術方向，使每一步工作都現實可行并有理有據。在選壩以前，水布埡壩址原擬以混凝土面板堆石壩作為代表，但考慮到當時對高達234 m的高壩國內外都尚無經驗，天生橋一級大壩又剛開始施工，而預可研和選壩階段不可能進行大量的科技攻關，因此建議借用國際經驗，改用土心墻堆石壩作為代表，使方案立足于技術上現實可行；而在選定水布埡壩址之后，鑒于混凝土面板堆石壩在經濟上的優越性，建議對其進行科技攻關，促使這一壩型的成立。又如，水布埡工程的半峽壩址原擬采用兩壩（兩座高達200 m以上的拱壩）、兩庫的方案，鑒于該方案工程量大，建議改用一壩一庫并封閉庫區巖溶滲漏（對此國內已有經驗）的樞紐方案參與壩址比選。

　　2.1.3 把握關鍵技術的落實

　　把握關鍵技術按階段要求落實，是保證設計質量的基礎。水布埡土心墻堆石壩的技術關鍵，是落實當地的礫質土和風化土能否滿足防滲要求和可用儲量。經設計監理反復督促，勘測、設計、科研單位共同努力，進行了土心墻壩技術可行的有據論證，促使預可研報告審查通過。在選壩之后，經對高混凝土面板堆石壩的關鍵技術問題（堆石料、混凝土面板和接縫止水）組織全國性科技攻關，作出了結論性的論證并提出了可行性方案。

　　2.1.4 積極參與優化設計

　　不斷優化設計，加大科技含量，是設計成果高質量的標志。設計過程中，設計監理不但協助業主開展高混凝土面板壩等科技攻關，還積極參與設計優化，提出優化建議。如水布埡地下廠房底部圍巖較軟，簡化地下洞室群布置將有利于圍巖穩定和簡化處理，為此，在研究不設上、下游調壓井之后，建議采用將主變室搬至地面的方案，從而大大簡化了地下洞室群。

　　2.2 設計進度控制

　　水電工程勘測設計環節多（社會協作、綜合利用、地勘季節影響等）、專業交叉（勘測、設計、機電、施工），影響和變更設計進程的因素復雜，加強設計的網絡管理可以起到調整控制的作用，但要促其實現還需要加強技術上的調節和協作。

　　2.2.1 分清層次、明確重點

　　應按照設計階段的要求，根據工程的情況把各項論證比較工作分成幾個層次，明確各層次的重點，以期有效地從面到點，不斷緊縮設計工作范圍，并步步為營。鑒于水布埡壩址只能選用堆石壩且壩線變動不大，及左岸為凹岸，略高于壩處有平臺地形，布置岸邊溢洪道水流歸槽好，地形地質條件有利，因此建議將樞紐布置總體格局比選作為首要層次。總體格局選定后，各具體建筑物的比較方案減少，也壓縮了勘測試驗工作量，促使設計加快進度并可及時深化。

　　2.2.2 加強對各專業間的及時協調

　　應及時協調各專業交叉的關鍵技術問題，以相互促進。水布埡工程的導流方式（壩體是否過水）、導流和泄洪建筑物布置、泄洪沖刷區的防護方案，以及施工安排等互為條件。首先作為專題確定了壩體過水和水下施工泄洪防沖護岸工程，使導流和樞紐布置加快了進程。

　　2.2.3 力促比較方案范圍適度

　　各設計階段都規定該階段需論證的主要問題應有方案比較才能選定，力促比較方案范圍適度，既無重大遺漏又不繁瑣，以避免反復，從而加快進度。如鑒于水布埡右岸溢洪道地質條件不利，長而高陡邊坡穩定問題突出，雖可避開大巖淌滑坡，但仍有沖刷兩岸的問題，建議可不參與方案比較。水布埡地下廠房尾水出口位置涉及尾水閘門平臺施工、尾水波動和淤積、發電機組的調保、尾水洞的地質條件和工程量等，建議增加彎尾水出口與直尾水出口的比較。

　　2.3 設計費用控制

　　由于勘測設計費用在工程總費用中所占比例不大，風險小，而且優質優價，工程效益顯著；勘測設計工作計劃僅是開始前的設想，實施中會有許多變化；設計成果難以分期、分段衡量其數量，因此勘測設計費用的控制不同于施工。筆者初步認為：①勘測設計費以采用總價承包為宜，按協議的合同規定分期支付。②在總費用中預留一定比例的不可預見費，由業主掌握，以應意外和急需。③業主對費用的掌握要開明，一是要允許和支持勘測設計采用先進手段（如用物探代鉆探，用數學模型代物理模型等），以及有論證地縮短戰線和調整工作重點，從而進行項目費用間的調整。除特殊情況外，完全以實物工作量控制費用支付的做法，可能因小失大。二是要支付必要的意外和科研費用，花費不多但收效甚大。

　　前期設計監理如何協助業主監督勘測設計費用還有待于實踐。筆者初步認為應做以下工作：①協助業主嚴格并完善勘測設計合同的內容和要求；②對勘測設計工作計劃所列內容、工作量和費用提出估算意見；③業主分期支付費用時，參與對勘測完成工程量及其有效性、設計進度情況進行評議。

　　2.4 前期設計監理的責任

　　綜上所述，前期設計監理協助業主、協同設計應有以下責任，當然，與施工監理一樣，這些責任不能代替設計承包者的設計責任。

　　（1）保證總體質量。保證階段設計文件在內容和深度上符合規程要求，各項主要設計方案的論證和選擇合理，設計所采用的原則和方法正確。

　　（2）促進合理進度。促進設計分層次有重點地深入，比較方案范圍適度不致有大的反復，各專業結合部位及時綜合決策，以促使設計有序而合理地進行。

　　（3）協助評估費用。協助業主簽好設計合同和估算合同費用，分期支付時協助業主評議費用使用情況。

　　3 推行前期設計監理的條件

　　3.1 業主（建設）單位

　　（1）建立一個主管前期工作的精干機構，由業主單位一位主要領導主管，加強對設計合同的管理。

　　（2）熟悉水電建設的過程，從工程的總體出發，不斷對設計提出要求和主導意見，并尊重科學、實事求是。

　　（3）加強業主、監理、設計三方的協調和溝通，支持監理工作，并重視研究監理提出的有益建議。

　　3.2 設計監理單位

　　（1）樹立服務的觀念。設計監理是中介行業，對企業負責與對國家負責是一致的，應牢固樹立為業主服務的觀念，不斷掌握第一性資料，主動聽取各方意見，積極與設計協作，從大處著眼，力求多謀善斷。

　　（2）堅持獨立、公正、科學的立場。設計監理單位是獨立法人，對其行為承擔責任。堅持獨立、公正、科學的立場，求取工程的最大效益與對業主負責是一致的，公正處理業主、監理、設計間的矛盾，以信譽求信任。

　　（3）建立有效的項目專家組和高水平的專家系統。根據工程的特點選擇專家組長和主要專業各1～2人組成固定的專家組，作為執行項目監理合同的基本隊伍，加強經常性的了解和研究。專家組成員應能把握行業和專業的關鍵環節，了解設計階段的要求和有關規程，熟悉專業的國內外水平和發展。設計監理機構需擁有一定數量、有較豐富經驗和較高技術及管理水平、主要專業齊全的專家隊伍，按工程進程和專題的需要參與項目的設計監理；同時需擁有可調用的專家系統（信息和高級專家），具有可憑借和調用技術市場的能力，及時對高深關鍵技術問題進行專題研究和論證。

　　（4）加強項目監理的內部管理。宜推行項目監理專家組長技術責任制，專家組長由監理機構經理任命并對其負責，承擔項目監理的技術責任，并賦予應有的權力，如技術自主權，專家組成員協商選擇權，監理合同內容的核定權，工作計劃協商安排權等。在此基礎上，有條件當可推行項目經理制，把經濟權益和技術責任結合起來，加強內部的激勵和約束機制。

　　3.3 設計招標

　　設計監理和設計實行招標制是市場經濟競爭機制的必然，也是設計監理深化改革的動力。設計監理的招投標比較簡單，而設計招標迄今尚無規范，且推行不廣，依筆者經歷，擬就此作一初步探討。

　　水電工程自80年代以海南大廣壩重編初步設計作為設計招標試點以來，至今在個別工程的個別設計階段進行的設計招標，大多采用要求投標者對工程提出設計方案，評標時對設計方案進行評選的方式，實踐證明成效不大，這也可能是設計招標遲遲未能推進的一個重要原因。如前所述，水電工程及其設計的特點，使設計方案招標只能流于形式，因為①正確的設計方案不可能產生于勘測設計工作之始；②水電的設計（包括勘測、試驗）費用較大，周期較長，幾個單位競標，甲、乙雙方都無力承擔；③設計方案各有利弊，在條件不明的情況下，即使有了方案也難以評比。因此建議以競標單位提交勘測設計工作建議書的形式進行設計招標。建議書的內容尚可規范，例如工程開發的方式和目的、擬比較的樞紐布置和建筑物的方案、關鍵問題及其解決的技術路線、主要參與人員及其工程經歷、進度安排、勘測試驗計劃、工作量和費用等。

　　對一些簡單的中小型工程，將預可研與可研階段合并，以工程開發方案（或壩址選擇）的比選形式招標也是可行的，如江西抱子石水電站、四川磽磧水電站都是成功的，因為其需要的勘測費用不多，參與競標的單位只有兩個，而其勘測費用由業主給予一定的補償。

　　3.4 設計產品商品化

　　在市場經濟條件下，設計產品（包括勘測、試驗和科研）理應為商品，這也是推行設計招標制的前提。因為水電設計雖因工程建設程序的需要而劃分為幾個階段設計，但對客觀的揭露和認識是漸進和連續的，階段設計成果和資料（包括必要的原始數據）如果不能像商品一樣提供競標者使用，就難以進行下階級設計的招標。但長期受計劃經濟的影響，且設計和科研是知識產業，有些還具有開發性和創新性，如何區分勘測、設計、試驗、科研及其各類產品的不同性質，規范其產權并具有法律效力，是需要在深化改革中加以解決的課題。

　　3.3 設計招標

　　3.4 設計產品商品化

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