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更新日期:2008年3月19日 大字 小字
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试论水电前期设计监理

 

 
    关键词:设计监理;水电工程;勘测设计;水布垭工程
    摘要:水电前期设计监理是对水电前期设计监督形式逐步深化的一个发展阶段,它是根据水电工程和水电前期设计的特点,完善项目业主责任制的一项有效制度。水电前期设计监理的主要职责是对设计质量、进度和费用进行总体控制。 
    它要把握各阶段的设计深度,关键技术的论证方向,关键技术的落实,并积极参与优化设计;要分清层次,明确重点,以加快设计进度,并及时协调各专业交叉的关键技术问题,力促比较方案范围适度;勘测设计费用以采用总价承包为宜。 
    水布垭工程采用了前期设计监理方式,取得了较好的效果。 
    工程项目业主责任制的实施,必然要求对项目的设计加强监督和管理。工程施工阶段对设计(施工详图)的管理由聘请的监理工程师承担,这已为国内外所通行。目前国内也开始在一些工程中实行对水电前期设计(预可行性研究、可行性研究和招标设计)的监督和管理,但形式多样,职责也不确定,有待进一步总结、深化和规范。笔者从水电前期设计的特点出发,根据近些年来为业主服务参与多项工程评估咨询的实践,特别是清江水布垭水电站前期设计监督的实践,就水电前期设计监督的形式、水电前期设计监理的职责、深化前期设计监理的条件3个方面,作一初步的剖析。 
    1 前期设计监理是对设计监督形式的深化和发展
    1. 1前期设计监理是完善项目业主责任制的一项有效制度设计是工程建设的灵魂,对其加强监督和管理,与工程施工执行监理制一样,是完善项目业主责任制的一项有效制度。实践证明,不论对工程采用何种形式的设计监督,都能起到不同程度的成效。例如,河南宝泉抽水蓄能电站采用了全过程咨询形式,在设计与咨询的共同努力下,解决了一些复杂的技术难题(如上库的防渗形式、下库综合利用的扩建和加固)。湖北水布垭水电站初步推行前期设计监理,在业主、监理、设计三方大力协同下,完成了预可研和可研两个阶段的设计报告,如此复杂地质条件下装机容量1 600 MW的大型水电工程,两个设计阶段只用了5 年多的时间,使得234m高的混凝土面板堆石坝技术方案成立,可行性报告较预可研报告发电工期提前一年,枢纽工程静态投资节省约20%. 1.2 水电前期设计必须遵循水电工程及其设计的特点水电工程受自然条件(气候、水文、地形、地质等)和社会条件(地区经济、综合利用、跨区开发、水库淹没等)的严格制约,各个工程千差万别,每个工程都必须充分揭示其客观条件,而勘测设计本身就是不断深入认识客观实际的过程。 
    因此,在完成阶段设计报告过程中,不可预见因素和勘测设计工作的变动是不可避免的。一个正确的设计不可能产生于勘测设计工作之初,只能完成于提出阶段设计报告之时,凭借工程类比经验可以优化勘设工作,但不可能跨越认识深化的过程,这是水电前期设计的特点和规律。工程施工阶段也会有变化,但与前期设计不同,其变化不涉及大的方案,仅是局部的。 
    设计是知识产业,其工作完成的数量和质量都难以物化,更难按时分段物化;知识产物的质量也往往是相对的,相比较而存在的,并有很大的弹性。这与可以完全在数量上物化、在质量上界定的施工工作,也有很大的区别。 
    设计单位作为独立法人有其独立性和设计自主权,并对设计成果承担直接责任。设计监理作为中介机构,协助业主介入设计管理,只对完成设计合同承担保证或督促作用。当代水电工程建设技术虽有飞速发展,但仍带有一定的经验性;技术上见仁见智,因经验而不同,难求一致;在技术经济可行的前提下,不同方案往往各有利弊,方案综合效益上的差异有时难以绝对化,方案的可塑性很大;监理与设计同步,都有一个认识深化的过程;监理不能代替设计,凡此种种,决定了前期设计监理的保证和督促作用需通过把握原则、方向、方案、程序等来实现,这与施工监理要求承包商按图施工也有性质上的区别。 
    从以上3 个方面的分析可见,对水电前期设计监理职责的要求,不能套用施工期监理的做法和要求,必须遵循水电工程的特点及其设计的内在规律,加以探索并逐步规范。 
    1.3 前期设计监理是对设计监督形式的深化和发展对水电前期设计的监督可概括为3种形式,也是前期设计监督逐步深化的3个发展阶段。第一种形式是只对设计阶段成果进行评审。这种形式虽然由来已久,但由于其只问结果不问过程,加之评审者临时参与,短时间内难以确切把握工程实际,特别当工程实际问题超越评审人的经验时,往往起不到对设计的监督作用。 
    早在60年代计划经济时期,主管全国水利水电建设全过程(从河流规划到工程施工)的原水利水电建设总局,总结经验,深感这种评审存在着弊端,曾提出“设计审查要做到设计过程中”的要求。近些年来,在市场经济条件下,不少工程由业主聘请咨询单位对水电项目前期设计进行全过程咨询,即发展为第二种形式。 
    咨询单位从研讨勘测设计工作大纲开始介入,中间分专题或按步骤进行咨询,直至完成设计阶段报告。水布垭电站前期设计监理是第三种形式的起步,是对第二种形式深化和发展的探索。全过程咨询与设计监理的主要区别在于,前者仅介入设计成果,后者介入设计管理;前者只提出咨询建议,后者承担协助业主监督和促进完成设计合同的责任。 
    水布垭电站的前期设计监理已完成预可行性报告和可行性报告阶段的监理工作,正在进行招标设计阶段的工作,这是一项开拓性的工作,有待更多工程实践的总结和规范。 
    2 水电前期设计监理职责的初步界定
    2.1 设计质量控制质量控制是设计监理工作的中心,根据水电设计的特点,主要通过以下几点进行总体控制。 
    2.1.1 把握各阶段设计的深度按照各阶段设计报告编制规程和现行政策的要求,促使设计达到适度的覆盖面和应有的深度,是把握设计质量的首要环节。这一点通常以勘测设计工作大纲来实现,并在设计过程中及时调整。如水布垭电站有两个坝址可供比选,各有利弊,且都比较复杂,各有需要科技攻关和综合调研的难题。根据设计阶段的深度要求,预可研阶段可经初步工作,选一个技术经济条件和社会环境总体可行的坝址作为代表编制报告;可行性报告阶段必须首先选定坝址,选坝时虽要求两坝址做到同等深度,对各自关键的技术经济问题要有基本结论和可行对策,但可借用类似工程经验,各选一个现实可行的枢纽布置方案作为代表进行综合比选。在选定坝址之后要进一步优化和落实关键技术,以完成可行性报告。水布垭电站的设计就是按照这种分层次的深度要求进行的,从而加快了设计进程。 
    2.1.2 把握各设计阶段关键技术的论证方向应根据各阶段设计的目的和作用,把握方案论证的技术方向,使每一步工作都现实可行并有理有据。在选坝以前,水布垭坝址原拟以混凝土面板堆石坝作为代表,但考虑到当时对高达234 m 的高坝国内外都尚无经验,天生桥一级大坝又刚开始施工,而预可研和选坝阶段不可能进行大量的科技攻关,因此建议借用国际经验,改用土心墙堆石坝作为代表,使方案立足于技术上现实可行;而在选定水布垭坝址之后,鉴于混凝土面板堆石坝在经济上的优越性,建议对其进行科技攻关,促使这一坝型的成立。又如,水布垭工程的半峡坝址原拟采用两坝(两座高达200 m 以上的拱坝)、两库的方案,鉴于该方案工程量大,建议改用一坝一库并封闭库区岩溶渗漏(对此国内已有经验)的枢纽方案参与坝址比选。 
    2.1.3 把握关键技术的落实把握关键技术按阶段要求落实,是保证设计质量的基础。水布垭土心墙堆石坝的技术关键,是落实当地的砾质土和风化土能否满足防渗要求和可用储量。经设计监理反复督促,勘测、设计、科研单位共同努力,进行了土心墙坝技术可行的有据论证,促使预可研报告审查通过。在选坝之后,经对高混凝土面板堆石坝的关键技术问题(堆石料、混凝土面板和接缝止水)组织全国性科技攻关,作出了结论性的论证并提出了可行的技术措施,促使可研报告审查通过。又如水布垭电站泄洪能量大,下游冲坑地带又存在不利的地质条件,因此妥善解决泄洪消能问题既关系到工程安全,又关系到工程布置和施工安排。在可靠的前提下,为加快工期,简化枢纽和导流,设计监理积极支持业主和设计采用水下施工只护岸的方案,并为落实其措施出谋划策。 
    2.1.4 积极参与优化设计不断优化设计,加大科技含量,是设计成果高质量的标志。设计过程中,设计监理不但协助业主开展高混凝土面板坝等科技攻关,还积极参与设计优化,提出优化建议。如水布垭地下厂房底部围岩较软,简化地下洞室群布置将有利于围岩稳定和简化处理,为此,在研究不设上、下游调压井之后,建议采用将主变室搬至地面的方案,从而大大简化了地下洞室群。 
    2.2 设计进度控制水电工程勘测设计环节多(社会协作、综合利用、地勘季节影响等)、专业交叉(勘测、设计、机电、施工),影响和变更设计进程的因素复杂,加强设计的网络管理可以起到调整控制的作用,但要促其实现还需要加强技术上的调节和协作。 
    2.2.1 分清层次、明确重点应按照设计阶段的要求,根据工程的情况把各项论证比较工作分成几个层次,明确各层次的重点,以期有效地从面到点,不断紧缩设计工作范围,并步步为营。 
    鉴于水布垭坝址只能选用堆石坝且坝线变动不大,及左岸为凹岸,略高于坝顶处有平台地形,布置岸边溢洪道水流归槽好,地形地质条件有利,因此建议将枢纽布置总体格局比选作为首要层次。总体格局选定后,各具体建筑物的比较方案减少,也压缩了勘测试验工作量,促使设计加快进度并可及时深化。 
    2.2.2 加强对各专业间的及时协调应及时协调各专业交叉的关键技术问题,以相互促进。水布垭工程的导流方式(坝体是否过水)、导流和泄洪建筑物布置、泄洪冲刷区的防护方案,以及施工安排等互为条件。首先作为专题确定了坝体过水和水下施工泄洪防冲护岸工程,使导流和枢纽布置加快了进程。 
    2.2.3 力促比较方案范围适度各设计阶段都规定该阶段需论证的主要问题应有方案比较才能选定,力促比较方案范围适度,既无重大遗漏又不繁琐,以避免反复,从而加快进度。如鉴于水布垭右岸溢洪道地质条件不利,长而高陡边坡稳定问题突出,虽可避开大岩淌滑坡,但仍有冲刷两岸的问题,建议可不参与方案比较。水布垭地下厂房尾水出口位置涉及尾水闸门平台施工、尾水波动和淤积、发电机组的调保、尾水洞的地质条件和工程量等,建议增加弯尾水出口与直尾水出口的比较。 
    2.3 设计费用控制由于勘测设计费用在工程总费用中所占比例不大,风险小,而且优质优价,工程效益显著;勘测设计工作计划仅是开始前的设想,实施中会有许多变化;设计成果难以分期、分段衡量其数量,因此勘测设计费用的控制不同于施工。笔者初步认为:①勘测设计费以采用总价承包为宜,按协议的合同规定分期支付。②在总费用中预留一定比例的不可预见费,由业主掌握,以应意外和急需。③业主对费用的掌握要开明,一是要允许和支持勘测设计采用先进手段(如用物探代钻探,用数学模型代物理模型等),以及有论证地缩短战线和调整工作重点,从而进行项目费用间的调整。除特殊情况外,完全以实物工作量控制费用支付的做法,可能因小失大。二是要支付必要的意外和科研费用,花费不多但收效甚大。 
    前期设计监理如何协助业主监督勘测设计费用还有待于实践。笔者初步认为应做以下工作:①协助业主严格并完善勘测设计合同的内容和要求;②对勘测设计工作计划所列内容、工作量和费用提出估算意见;③业主分期支付费用时,参与对勘测完成工程量及其有效性、设计进度情况进行评议。 
    2.4 前期设计监理的责任综上所述,前期设计监理协助业主、协同设计应有以下责任,当然,与施工监理一样,这些责任不能代替设计承包者的设计责任。 
    (1 )保证总体质量。保证阶段设计文件在内容和深度上符合规程要求,各项主要设计方案的论证和选择合理,设计所采用的原则和方法正确。 
    (2 )促进合理进度。促进设计分层次有重点地深入,比较方案范围适度不致有大的反复,各专业结合部位及时综合决策,以促使设计有序而合理地进行。 
    (3 )协助评估费用。协助业主签好设计合同和估算合同费用,分期支付时协助业主评议费用使用情况。 
    3 推行前期设计监理的条件
    3.1 业主(建设)单位
    (1 )建立一个主管前期工作的精干机构,由业主单位一位主要领导主管,加强对设计合同的管理。 
    (2 )熟悉水电建设的过程,从工程的总体出发,不断对设计提出要求和主导意见,并尊重科学、实事求是。 
    (3 )加强业主、监理、设计三方的协调和沟通,支持监理工作,并重视研究监理提出的有益建议。 
    3.2 设计监理单位(1 )树立服务的观念。设计监理是中介行业,对企业负责与对国家负责是一致的,应牢固树立为业主服务的观念,不断掌握第一性资料,主动听取各方意见,积极与设计协作,从大处着眼,力求多谋善断。 
    (2 )坚持独立、公正、科学的立场。设计监理单位是独立法人,对其行为承担责任。坚持独立、公正、科学的立场,求取工程的最大效益与对业主负责是一致的,公正处理业主、监理、设计间的矛盾,以信誉求信任。 
    (3 )建立有效的项目专家组和高水平的专家系统。根据工程的特点选择专家组长和主要专业各1 ~2 人组成固定的专家组,作为执行项目监理合同的基本队伍,加强经常性的了解和研究。专家组成员应能把握行业和专业的关键环节,了解设计阶段的要求和有关规程,熟悉专业的国内外水平和发展。设计监理机构需拥有一定数量、有较丰富经验和较高技术及管理水平、主要专业齐全的专家队伍,按工程进程和专题的需要参与项目的设计监理;同时需拥有可调用的专家系统(信息和高级专家),具有可凭借和调用技术市场的能力,及时对高深关键技术问题进行专题研究和论证。 
    (4 )加强项目监理的内部管理。宜推行项目监理专家组长技术责任制,专家组长由监理机构经理任命并对其负责,承担项目监理的技术责任,并赋予应有的权力,如技术自主权,专家组成员协商选择权,监理合同内容的核定权,工作计划协商安排权等。在此基础上,有条件当可推行项目经理制,把经济权益和技术责任结合起来,加强内部的激励和约束机制。 
    3.3 设计招标设计监理和设计实行招标制是市场经济竞争机制的必然,也是设计监理深化改革的动力。设计监理的招投标比较简单,而设计招标迄今尚无规范,且推行不广,依笔者经历,拟就此作一初步探讨。 
    水电工程自80年代以海南大广坝重编初步设计作为设计招标试点以来,至今在个别工程的个别设计阶段进行的设计招标,大多采用要求投标者对工程提出设计方案,评标时对设计方案进行评选的方式,实践证明成效不大,这也可能是设计招标迟迟未能推进的一个重要原因。如前所述,水电工程及其设计的特点,使设计方案招标只能流于形式,因为①正确的设计方案不可能产生于勘测设计工作之始;②水电的设计(包括勘测、试验)费用较大,周期较长,几个单位竞标,甲、乙双方都无力承担;③设计方案各有利弊,在条件不明的情况下,即使有了方案也难以评比。因此建议以竞标单位提交勘测设计工作建议书的形式进行设计招标。建议书的内容尚可规范,例如工程开发的方式和目的、拟比较的枢纽布置和建筑物的方案、关键问题及其解决的技术路线、主要参与人员及其工程经历、进度安排、勘测试验计划、工作量和费用等。 
    对一些简单的中小型工程,将预可研与可研阶段合并,以工程开发方案(或坝址选择)的比选形式招标也是可行的,如江西抱子石水电站、四川硗碛水电站都是成功的,因为其需要的勘测费用不多,参与竞标的单位只有两个,而其勘测费用由业主给予一定的补偿。 
    3.4 设计产品商品化在市场经济条件下,设计产品(包括勘测、试验和科研)理应为商品,这也是推行设计招标制的前提。因为水电设计虽因工程建设程序的需要而划分为几个阶段设计,但对客观的揭露和认识是渐进和连续的,阶段设计成果和资料(包括必要的原始数据)如果不能像商品一样提供竞标者使用,就难以进行下阶级设计的招标。但长期受计划经济的影响,且设计和科研是知识产业,有些还具有开发性和创新性,如何区分勘测、设计、试验、科研及其各类产品的不同性质,规范其产权并具有法律效力,是需要在深化改革中加以解决的课题。
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