PPP模式下高速公路项目设计优化全过程管理探究

刘鹤冰

(中国铁建昆仑投资集团有限公司 四川成都 610000)

1 前言

高速公路项目是一个建设周期长、投资金额大、专用性强以及投资收益低的建设项目[1]。目前国家对地方政府的债务管理非常严格，严禁地方政府采取任何方式进行违规举债和变相融资。因此越来越多的高速公路采用政企合作(PPP)模式进行运作。在这种模式下政府降低了债务风险，提高了高速公路建管、养运效率，但是对社会投资人提出了较高的要求，尤其在财政部发布了一系列规范政府举债文件，要求政府必须明确划清与企业的界限，并将高速公路承诺“收益兜底”补贴列为政府隐性债务严格禁止后，社会投资人工程造价控制的压力陡增。

政府补贴模式的改变导致了投资控制主体的改变。“收益兜底”模式下，高速公路PPP项目建设投资增加后，政府将相应地提高补贴，投资增加由政府承担，因此社会投资人投资控制的积极性较低，政府是投资控制的主体。在财政部严禁“收益兜底”模式后，政府主要采用“定补”模式，即按照社会投资人投标时的造价和投资协议相关条款进行补贴，项目后继过程中的投资增加与政府没有关系，完全由社会投资人承担。且政府承诺的补贴，仅仅能够弥补项目当年运营的部分损失，并不能减轻社会投资人的债务压力[2]。因此社会投资人成为投资控制的主体。

由于设计在源头上决定了投资大格局，是成本控制的关键和重点，因此必须高度重视设计优化工作。但是设计优化不能等同于偷工减料，在整个过程中要树立安全至上的理念，坚守底线和红线意识，确保高速公路建设和运营安全[3]。

2 当前设计优化工作存在的问题

由于设计优化在投资控制中起着决定性作用，是降低工程造价，提高收益的最有效手段。但是目前高速公路PPP项目设计优化工作还存在一定问题，具体表现在:

(1)社会投资人(业主)设计管理力量相对薄弱，缺乏专业人员专职管理，因此无法对设计全过程管控和优化。部分项目片面追求设计进度，结果方案稳定，图纸定稿甚至通过行业主管部门评审后才发现投资超出预期。由于无法对图纸做有效的修改，因此常常采用“降造”方式控制投资，即人为调低材料，设备、人工等单价，造成投资可控和设计优化假象。这种投资控制方式表面上满足了投资控制要求，但是在项目施工过程中就会暴露出预算不足、施工单位亏损、停工纠纷等情况，从而严重地制约了工程进度，影响了工程质量。

(2)勘察是投资控制的第一道关口，是设计、施工、运营和维护等各项工作的基础。但是目前普遍存在报告质量不高、物探解析不准、钻探数量不够等情况，地质参数也越来越趋于保守，从而严重影响结构计算的真实性，造成路基挡护、桥梁基础、隧道支护设计越来越强。

设计也没有站在投资人的角度思考问题，边坡过度防护，桥梁桩深台大、墩粗柱多、系梁过多，隧道围岩认定不精准，服务设施华而不实，落地互通规模过大等情况较为普遍。

(3)咨询侧重于从结构安全和质量方面提出意见，对于设计优化、节约投资关注较少，即使提出优化意见，其所提意见也往往比较笼统和原则性，起不到指导作用。

3 设计优化过程管理

由于交通基础设施投资在中国铁建昆仑投资集团有限公司业务板块中占比较大，因此公司对高速公路PPP项目设计优化工作非常重视。以贵州地区剑黎高速公路项目和乌长高速公路项目为依托，公司对设计优化管理工作进行了深入的探究。

上述两个项目工程可行性研究和初步设计均由政府委托实施机构完成。项目投资人招标均采用工可估算。

3.1 设计优化准备阶段

设计优化准备阶段是指投资人中标后，施工图设计还未开始时段。由于上述PPP项目初步设计在社会投资人中标前已经完成，其真实概算往往超过投资人投标工程造价。因此在准备阶段，必须做好施工图设计优化策划和筹备工作。

3.1.1 制定设计优化策略

投资人中标后，应抓紧时间取得初步设计文件并进行专门研究:

(1)对初步设计文件进行复核和评估，判断项目真实造价；

(2)对比招标工可文件和初步设计文件，判断投资增加主要原因。

根据以上工作成果，制定设计优化策略:

(1)由于新的规范或者政府原因致使项目功能、规模、标准变动从而造成投资增加，应积极协调地方政府和行业主管部门争取补偿或者维持原投标文件设计；

(2)招标文件精度不够，初步设计进行了合理的方案调整。桥隧比增大、材料价格上涨等引起的投资增加，需要了解变动的意图，筹备施工图设计优化工作，将造价控制在投标报价范围内。

3.1.2 选定第三方咨询机构

需要进行设计优化时，可以聘请勘察设计资质不低于勘察设计单位的第三方进行咨询。在中标后，应尽快选定设计咨询单位和地勘监理单位。设计咨询应明确是以设计优化为主要工作的全过程顾问团队，其主要的作用就是提出合理的优化建议，控制投资。地勘监理单位是控制勘察质量的关键，必须对勘察单位的物探、钻探等工作进行全过程监理，对钻芯取样进行同步抽查试验，尽量保证地勘资料的准确性。

3.1.3 做好现场调查

组建由业主牵头的团队，分成多个小组，对现场进行详细调查，其主要作用如下:

(1)对照最新图纸，根据现场情况，复核设计方案的合理性，提出优化意见；

(2)摸清材料产地、产量、质量、采运方法，为下一步的设计提供真实可靠的资料；

(3)为项目策划、指导性施工组织、划分标段提供基础资料。

3.2 设计优化过程阶段

设计优化过程阶段是指施工图从设计开始到基本完成时段。该阶段应在充分熟悉初步设计图纸的基础上，提出优化意见，用以指导施工图设计工作。投资人(业主)应时刻关注设计进展情况，不但要督促咨询单位提出优化意见，还要协调设计单位和行业主管部门予以采纳，避免设计完成后大幅修改图纸。根据剑黎项目和乌长项目设计优化经验，建议从以下五大方面予以重点关注。

3.2.1 维持原招标设计

相对于招标文件的规模变大、标准提高、功能加强等造成的投资增加，应积极协调行业主管部门，尽量维持原招标内容或者由受益方进行补偿。比如互通增加、服务区扩大、连接线增长、附属设施标准提高等，要么要求其与招标文件一致，要么要求其由当地承担费用。

3.2.2 加强地质工作

要注重做好设计之前的基础勘察工作，这能够对后期的工程造价控制产生巨大的影响[4]。地勘工作要确定合理周期，积极采用先进勘察设计技术，达到规定深度和要求，为稳定设计方案和合理确定投资奠定基础[5]。

此外还应尽量搜集本区域相关工程的水文地质资料。尤其临近铁路项目(铁路的地勘要求较高，结果较为可靠)相关资料，并将其提供给勘察单位和地勘监理参考使用。研究临近项目地勘资料也有利于对本项目地勘工作和成果进行客观公正的评判。如剑黎项目同步收集了区域内贵广和沪昆铁路相关资料，在地勘管理工作上取得了较好效果。

3.2.3 设计原则优化

设计原则是指导性和纲领性文件，是施工图设计的基础，对全线的优化至关重要。由于设计院的原则往往沿袭很多年，全院通用，除根据具体地域适当调整外，其余修改工作往往浅尝辄止。所以该项工作必须由熟悉设计标准和规范的投资人(业主)和咨询单位共同承担。设计单位应在工作开展前提交设计原则进行审核，通过后方可使用。如乌长项目桥梁占比较大，设计伊始就在原则中对桥梁选型、桥台高度、最小桩长、支座类型、伸缩缝等进行了优化，明确了适用条件。

3.2.4 通用图优化

通用图以设计原则为基础，是设计原则的具体化。通用图一般为省交通厅原下属设计院编制，具有地域性，一般为全省通用。其使用时间也较长，一般均在5年以上，期间会根据规范变化进行小幅度调整，但是整体变化不大。由于桥、隧、路均有通用图，且全线采用，因此一个不起眼的细目优化在全线推广后会获得较大的节约效果，起到事半功倍的作用。如剑黎项目隧道占比较大，通过对通用图超前注浆材料、导管搭接长度、锚杆类型、钢架型号和间距、钢筋网直径和层数、二衬厚度和配筋等内容进行优化，全线通用图优化节约投资约1.7亿元。其中仅初支的钢筋网片直径由ϕ8调整为ϕ6的微小改动，全线节约投资就达到1 000多万元。

3.2.5 设计方案优化

设计方案优化包括路线方案优化和结构方案优化，两者相辅相成可以取得更好投资控制效果。

(1)路线方案优化

路线方案优化在满足施工图设计的深度和精度要求前提下，要尽量避开征拆规模大的敏感点和地质、水文复杂的地段，对于特殊困难路段，可采用设计速度的低限指标；通过以“路代桥隧”的思路降低工程规模，将隧道弃碴作为路基填料合理利用[6]，消纳弃碴；优化土石方调配，尽量做到填挖平衡，条件允许的路段，提倡通过放缓边坡、加宽平台等方式，在红线范围内解决自采砂石料场，以降低地材价格。

(2)结构措施优化

桥梁设计:桥式选型将直接影响全线工程的经济、环境、社会效益[7]。应要求设计单位选择安全可靠、经济适用、工艺成熟的桥型结构。特殊桥梁设计不能为追求创纪录而搞新、奇、特的结构。设计单位应优先选择技术可行、经济合理的桥位和桥型。对于地形、地质条件好的桥梁应要求设计单位优先采用扩大基础，避免一味采用桩基础的做法。桩基长度，应结合地勘报告中相关参数合理确定。岩溶地区桩基不能简单采用穿越方式处理。对于普通桥梁，应要求设计单位进行精细化设计，着力解决墩粗、墩多、系梁密的现象。

隧道设计:目前对于支护结构的设计多依赖于工程经验，缺乏必要的理论支撑[8]，基本上是根据地质专业给定的围岩分级，然后通过查表确定隧道支护类型及其设计参数[9]，设计较为简单保守。优化工作可以关注在衬砌选型、减少延伸长度、开挖工法选择、合理设置仰拱、控制二衬配筋等方面。在水平岩层中可对拱腰和拱脚处锚杆进行优化，少设置或者不设置锚杆[10]。

路基设计:要求设计单位采用抗滑桩、抗滑挡墙、锚索等特殊防护结构的必须有地勘成果和计算书支撑。鼓励采用刚柔相济、安全与环保相结合的综合设计方案[11]，不得随意套用通用图。对于岩层反倾的稳定边坡，应要求设计单位尽量减少或取消工程防护；对于20 m以下的边坡原则上应通过放缓边坡方式取消工程防护；对于稳定的填方边坡，可研究采用植草等生物防护。

互通设计:对于交通流量较小的落地互通，要求设计单位研究与服务区、停车区一起设置，利用加减速车道进出高速公路；如果没有服务区、停车区可利用时，应按照自由流收费要求，简化互通形式。如菱型立交是结构最简单、施工最经济、占地面积最小的一种立交互通[12]，在高速公路与一般道路相交，交通量较小时可以研究采用。小流量收费站尽量减小规模，有条件的地方可采取全ETC无人值守方式收费，由相邻收费站统一管理。

3.3 设计优化完成阶段

设计优化完成阶段是指施工图设计基本完成，尚未提交行业主管部门审查的时段。社会投资人(业主)本阶段主要关注的工作是以下几点:

(1)审查设计是否严格执行设计原则和通用图要求。原则、通用图优化后，往往和设计单位习惯和传统有差别。在实际设计中，经常出现不符合原则和通用图的情况。比如原则规定适用扩大基础的设计仍然采用桩基础；原则规定适用柱式墩的桥梁设计仍然采用空心墩；原则规定桥型可为梁桥的设计仍然采用刚构桥等。

(2)审查设计单位是否完全落实优化意见。应对设计单位同意采纳优化意见进行重点核查，尤其是对造价影响较大的优化意见，核实是否采纳或者仅部分采纳。

(3)审查具体工点设计是否合理。根据地质对具体工点进行研究评判，对于不合理的工点设计及时纠正。如隧道越级使用衬砌，开挖工法和围岩不匹配，帷幕注浆理由不充分以及采用有专利技术和知识产权，但是未经充分验证的工艺、材料等。

(4)对投资进行核算。根据设计文件编制预算，确定投资。如果投资超出预期，则需要核查原因，防止一边优化，一边加量的情况发生。

4 设计优化注意事项

(1)设计优化需要领导充分重视，多个部门配合。领导重视，各个部门才能够意识设计优化工作重要性。部门之间的全力配合对优化工作起到了非常重要的作用。如计划合同部门在概算核查、合同谈判、优化成果统计等方面起着至关重要的作用。建设管理部门对现场情况了解较深，对工程措施、设计方案能够提出很多合理化建议。

(2)设计管理和优化工作应由具有设计院工作经验的技术人员专门负责。由于其熟悉设计流程和设计内部管理，了解设计规范，因此能够在优化建议和设计协调工作中起到总揽全局的作用，也容易得到设计单位和咨询单位的认可。

(3)合理选择咨询和地勘监理单位尤为重要。咨询和地勘监理单位作为优化工作的参谋，一定要全过程出谋划策、统计资料、分析数据、解释规范、核实数量、核查落实情况、协调设计单位。

5 结束语

(1)设计优化全过程管理每个阶段都有明确的目标和任务，规避了以往设计全部完成、审查后统一修改的弊端，减少了图纸的改动，节约了设计时间，减轻了设计单位负担。

(2)设计优化全过程管理从源头上进行把控，通过对设计原则和通用图的优化，从开始就为投资控制奠定了坚实的基础。

(3)设计优化全过程管理保证了地勘资料的相对准确性，设计方案的相对合理性以及项目投资的可控性。

依托高速公路PPP项目进行的设计优化探索在项目实施中取得了良好的效果，节约了大量投资，在材料和人工单价不断上涨的情况下，完成了将投资控制在工可估算范围内，确保企业投资收益的目标，具有一定的参考和推广价值。