EPC模式下输变电工程设计施工优化研究与实践

祝亚峰，吴 俊，裴春明，秦金垒，董一夫

（1.南瑞集团（国网电力科学研究院）有限公司，江苏 南京 211000；2.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，湖北 武汉 430074）

1 目的和意义

EPC模式是将设计、采购、施工一体化的工程总承包模式[1]。EPC模式下的设计不仅包含一般意义下的具体设计工作，还包括整个合同承包范围内工作内容的总体策划和协调[1]，比如对可行性研究报告的二次优化。可行性研究报告是项目立项的重要依据，输变电新建工程的可行性研究报告一般包括电力系统、变电工程、线路部分、通信工程、投资估算5个部分，它是工程设计的重要指导文件，一份较全面的可行性研究报告需要设计咨询团队把控所有设计细节，现实中往往比较困难。再者，设计单位可能因为缺乏对施工细节的把握导致设计方案并非最优选择。

EPC模式下，总承包单位由于有较丰富的工程管理经验及专家知识库，能够统筹协调各类资源，并对可能出现的问题进行有效干预，从而避免损失。

2 对设计及施工环节的研究

设计及施工环节是项目建设的重要环节，EPC模式为设计及施工单位的协同配合提供了平台。虽然工程设计费用占比不高，但由于设计环节对工程造价有重大影响，因此总包方都会组织施工单位在设计前期参与进来，促进设计和施工深度交融，以降低工程造价并提高设计方案的质量。加强对可行性研究报告的研读是设计施工环节的重要切入点。项目立项前期业主聘请的设计咨询单位可能因对地方政策了解不透彻而导致其编制的可研方案难以实施。及时听取总承包单位的施工优化建议，并与设计单位形成良好正反馈是设计施工优化的又一有力举措。以某变电站变压器施工为例，变压器室区域内需要大开挖，由于该区域地质原因影响，主变基础底部存在超挖，按照施工图纸设计，需要回填1m，夯实到合格的密实度后方可进行主变基础施工。如采用普通土壤回填，夯实周期较长，并且存在后期基础沉降的风险。总包单位发现该问题后，充分听取了施工单位的建议，与设计单位、业主单位协商后，采用毛石混凝土回填，施工周期大幅减少，而且后期变压器沉降的风险大大降低。

3 设计施工优化应用实例

实践证明，EPC总承包模式能够实现设计施工环节的优化，并能确保项目成本、质量、进度相匹配。下面以两个110kV输变电新建工程的建设为例进行详细分析。

3.1 某110kV户内变电站工程土石方优化

在项目建设过程中，施工场地的三通一平及主体工程的土石方开挖应进行合理可行的土石方平衡。某110kV变电站项目可研阶段选址在一座山顶上，占地16亩，整体规划3台63MVA主变，其中变电站土石方需开挖12万m3（其中石方开挖约108170m3）。可研方案虽然已经进行了总体规划，但其对土石方数量的计算较为粗略，对取料、弃渣数量仅做了初步计算，土石方平衡也缺乏统筹性。土方开挖采用机械化施工，石方采用液压岩石破碎锤凿除，自卸汽车运土，人工修整，放坡坡度以1：0.4边坡开挖，单从施工周期计算就需要4个月。EPC模式下，总包单位在初步设计阶段介入，组织设计、施工单位现场勘查，优化方案，在保障变电站原使用功能的情况下将变电站设计标高提高5m（在原设计标高基础上抬高变电站的±0标高）（如表1所示）。石方挖方量从108170m3下降到77921.6m3（其中石方开挖约70129.44m3），在一定范围内达到了土石方平衡（如图1所示），优化方案的挖方量缩减了约30000m3。场坪工期压缩了30%，节约投资约280万。

图1 土石方平衡图

表1 变电站土石方优化后统计

3.2 某110kV输变电工程输电线路路径优化

110kV输电线路的路径选择至关重要。合理的线路路径能避开规划途径的林地、高速公路、建筑，最大限度降低工程造价、施工风险并缩短施工时长，还能有效降低线路在运行过程中发生故障的概率。

以某110kV输电线路工程为例，该变电站需同时新建2回110kV输电线路，线路长约40km，20%山地，80%高山，喀斯特地貌，导线型号为JL/G1A-400/35，终期110kV出线共4回，本工程出线2回，从变电站110kV出线构架右起2.3个间隔为上级Ⅰ、Ⅱ间隔，通过110kV同塔双回线路接入上级220kV变电站。在前期项目立项可研阶段，规划线路走廊经过位于素有“西南屏障”和“滇黔锁钥”之称的黔西南布依族苗族自治州的国有林场，涉及本线路（JA14~JA19）段线经过林区，按照可研阶段的路径评估，需要砍伐林木约50亩，砍伐规模较大，但可研文件中并无相关政策解读及备选方案。后经总包单位了解，当地政策规定，国有林场林木砍伐要通过市林业局，省林业厅层层审批。砍伐林木还涉及林评、树木砍伐、植被恢复等，办理相关手续就需要半年时间，相关手续费用约460万。由于该项目采用了EPC模式，总承包单位直接召集了设计和施工单位共同探讨，经过数次实地勘察，优化了设计路径，初设方案有效避开了林区，为业主单位节省了约300万的工程投资，并大幅压缩了办理手续所需的时间，整体工期较可研方案提前了4个月，路径对比分析如表2所示，优化路径与原方案对比图如图2所示。

图2 路径优化对比图

表2 路径优化对比分析

4 结束语

综上所述，EPC模式的成功是建立在总包方对各类要素的统筹协调及合理调配下的，其对设计及施工环节的优化为工程实施提供更为有效的指导。本文结合国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司多个EPC输变电工程（含变电站和输电线路）的建设实例，凸显了EPC模式下总承包单位资源整合的优势以及给项目建设带来的增值。最后，本文还总结了输变电新建工程中设计环节及施工环节成本节约的过程经验，对输变电工程的建设具有一定参考意义。