(中國水利水電第七工程局有限公司國際工程公司，成都，610213)

1 概述

塔貝拉水電站位于巴基斯坦首都伊斯蘭堡西北方，本次擴(kuò)建主要是將原用于灌溉的4號隧洞改建為引水發(fā)電隧洞，在取水口新建豎井抬高進(jìn)水口，并在原4號洞出口區(qū)域新建廠房，新增3臺單機(jī)容量為470MW的機(jī)組，改善電力供應(yīng)狀況。

該項(xiàng)目施工中標(biāo)伊始，即面臨業(yè)主要求提前實(shí)現(xiàn)發(fā)電目標(biāo)的趕工任務(wù)，給施工企業(yè)的進(jìn)度、安全、質(zhì)量、成本等方面的控制和管理帶來巨大挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)，施工企業(yè)通過實(shí)施若干變更優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效化解了上述風(fēng)險(xiǎn)，既實(shí)現(xiàn)了業(yè)主要求提前發(fā)電的趕工目標(biāo)，也實(shí)現(xiàn)了施工企業(yè)的項(xiàng)目管理目標(biāo)。以下通過兩個實(shí)例闡述變更優(yōu)化的實(shí)際意義。

2 開關(guān)站圍堰施工方案優(yōu)化

2.1 開關(guān)站概況

500kV開關(guān)站位于大壩下游現(xiàn)有開關(guān)站以南，擴(kuò)建任務(wù)主要包括19、20和21三個區(qū)，滿足新建電站的開關(guān)站設(shè)備安裝及使用需要。

2.2 原設(shè)計(jì)方案

為了給開關(guān)站的開挖和填筑施工創(chuàng)造干地施工條件，在開關(guān)站開始施工前，擬建一臨時(shí)黏土心墻土石圍堰作為擋水建筑物。圍堰填筑土石料采用就地取材原則，開挖土石料直接用于圍堰填筑。黏土料取自大壩右岸下游距開關(guān)站大約11.7km的Sumbal黏土料場。

新擴(kuò)建開關(guān)站開挖長度(順?biāo)鞣较?為169m，寬度為259m，圍堰軸線長度約為620m。新擴(kuò)建開關(guān)站水下開挖面積約為3.6萬m2。

圍堰頂部高程擬定為342.5m，堰基高程平均約為338.0m，圍堰平均高度為4.5m。采用土石圍堰，圍堰上部自高程340.0m到高程342.5m采用1m厚粘土心墻防滲，圍堰下部為砂礫石，沿圍堰軸線布置單排高噴灌漿防滲，高噴灌漿孔間距為0.7m，鉆孔孔數(shù)共885個，高噴灌漿孔進(jìn)入基巖0.45m，平均孔深為2.45m，鉆灌工程量為2170m。迎水面和背水面坡度均設(shè)為1∶2.0，堰頂不考慮交通，以適合施工為宜，寬度設(shè)為5m。圍堰設(shè)計(jì)圖及主要工程量見圖1、表1。

圖1 圍堰設(shè)計(jì)剖面

表1圍堰主要工程量

開關(guān)站圍堰施工隨著開挖工作的進(jìn)行采用開挖料填筑。施工時(shí)段為2014年7月～8月。采用自卸汽車直接運(yùn)輸?shù)轿?，水下部分直接拋填，拋填完成后進(jìn)行高噴防滲施工。高噴施工分段進(jìn)行，完成連續(xù)的100m后即可利用開挖料繼續(xù)進(jìn)行上部填筑。上部填筑分層碾壓密實(shí)，采用粘土心墻進(jìn)行防滲。

基坑面積(約3.6萬m2)和水深(枯水期2m，汛期5m)，根據(jù)以往的歷史數(shù)據(jù)估計(jì)8月份水位高程為340.5m，水深約為2.5m，所以初步估算基坑水容量為9萬m3。計(jì)劃用3臺功率為110kW的離心泵(470m3/h)進(jìn)行不間斷抽排，估算初期排水能力為1250m3/h，基坑需3d完成初期排水，初步估算經(jīng)常性排水配置一臺470m3/h水泵，采用1臺功率為1250kW的發(fā)電機(jī)供電排水?；优潘こ塘恳姳?。

表2基坑排水工程量

圍堰運(yùn)行時(shí)間短，自2014年8月圍堰填筑完成后至2015年2月開關(guān)站填筑至常水位以上時(shí)結(jié)束。

圍堰運(yùn)行結(jié)束后采用液壓反鏟挖裝，水下部分采用長臂反鏟挖除。自卸汽車運(yùn)輸至2#渣場，運(yùn)輸距離為3km。開挖工程量見表3：

2.3 優(yōu)化后方案

項(xiàng)目部經(jīng)過對招標(biāo)合同文件和設(shè)計(jì)圖紙的仔細(xì)研究，開關(guān)站圍堰的施工及排水均屬臨時(shí)工程，費(fèi)用由承包商自行承擔(dān)。所以項(xiàng)目部必須積極采取措施，想盡一切辦法改變目前這種局面，在滿足開關(guān)站設(shè)計(jì)要求的情況下，項(xiàng)目部通過對開關(guān)站地質(zhì)情況的勘探、對水下淤泥的聯(lián)合測量，向咨詢工程師提出了優(yōu)化開關(guān)站圍堰的建議。通過與咨詢工程師的反復(fù)商討，最終促成工程師同意我部的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，取消水下部分的開挖及同意水下任意料的填筑。由于工程師批準(zhǔn)了水下填筑的方案，自然而然的就取消了輔助圍堰的施工，并按我部提出的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)更改。

我方提出的優(yōu)化方案主要措施如下：

(1)首先進(jìn)行水下淤泥的勘測，確定水下無淤泥沉積；

(2)清理表層的植被和沉積土，用自卸車運(yùn)輸?shù)?#棄料場堆放；

(3)對水下部分不進(jìn)行開挖，直接進(jìn)行底層任意料的填筑；

(4)取消輔助圍堰的施工，大大節(jié)約了施工成本和施工工期；

(5)項(xiàng)目部對開關(guān)站的優(yōu)化方案原則是“優(yōu)化后的方案對利益雙方均有益”。

綜上所述，開關(guān)站主要的優(yōu)化有：取消圍堰施工、水下開挖，進(jìn)行水下任意料填筑，為項(xiàng)目部節(jié)約了施工成本、工期及提高經(jīng)濟(jì)凈收益。

2.4 施工優(yōu)化對項(xiàng)目管理的作用

2.4.1 成本控制

經(jīng)分析計(jì)算，依照原設(shè)計(jì)方案，我方實(shí)際施工成本為574萬元，可結(jié)算為0萬元，虧損574萬元；采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，我方實(shí)際施工成本為0萬元，可結(jié)算為0萬元；優(yōu)化設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生的總經(jīng)濟(jì)效益為574萬元(減虧)。

2.4.2 工程工期

優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案，取消了圍堰施工，不僅節(jié)約了施工成本，而且極大地降低了施工難度，加快了開關(guān)站填筑工作的施工，確保了開關(guān)站施工按施工總計(jì)劃進(jìn)行。

3 取水口4號豎井連接段優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 原施工方案

T4豎井連接段是T4豎井底部與原有T4隧洞連接部位，施工任務(wù)主要包括二道門設(shè)計(jì)安拆、泡沫混凝土填充及拆除、原有隧洞襯砌混凝土拆除及連接段新混凝土襯砌施工。

3.1.1 二道門封堵安裝

根據(jù)合同技術(shù)條款第14.5和18.5.5章節(jié)，為洞內(nèi)施工時(shí)在原取水口疊梁門隔離基礎(chǔ)上提供第二層隔離，需在T4豎井連接段上游設(shè)計(jì)、制造并安裝二道門，在連接段施工完成后需對該二道門進(jìn)行拆除。

二道門根據(jù)原隧洞斷面設(shè)計(jì)為圓形，直徑13.7m，需抵抗122m水頭壓力，主要由門葉、埋件、橫梁、豎梁和斜撐等組裝而成，其中與原有隧洞襯砌連接固定用錨栓就多大約766個，需在未知鋼筋布置的鋼筋二襯混凝土上開相應(yīng)數(shù)量的直徑50mm、深約2.2m的孔洞，其施工難度之大可想而知。

3.1.2 泡沫混凝土施工

根據(jù)合同技術(shù)條款第18.6.8章節(jié)，在T4豎井開挖至距底部原隧洞約30m前，需在原隧洞的連接段范圍全斷面(直徑13.7m)填充泡沫混凝土作為臨時(shí)支撐，泡沫混凝土填充長度為52m，該泡沫混凝土需在豎井貫穿后進(jìn)行拆除。

泡沫混凝土工程量見表4。

表4泡沫混凝土工程量

3.1.3 連接段混凝土施工

原設(shè)計(jì)需對連接段長34m，厚約2m的原隧洞襯砌進(jìn)行全斷面拆除，拆除后再進(jìn)行新連接段兩層不同類型混凝土的澆筑施工。

連接段襯砌拆除工程量及新澆混凝土工程量見表5。

表5連接段襯砌拆除工程量及新澆混凝土工程量

序號工作內(nèi)容單位工程量備 注1拆除混凝土m345002新澆混凝土m32415.78兩層不同類型混凝土3新襯砌鋼筋量t346.528

3.2 優(yōu)化后方案

項(xiàng)目部經(jīng)過對招標(biāo)合同文件和設(shè)計(jì)圖紙的仔細(xì)研究，二道門及泡沫混凝土施工均屬臨時(shí)工程，雖然費(fèi)用可結(jié)算，但其施工難度極大，將大大延誤現(xiàn)場施工進(jìn)度，且屬虧損項(xiàng)目。通過對招標(biāo)合同和設(shè)計(jì)圖紙的仔細(xì)研究，在滿足連接段設(shè)計(jì)通水要求的情況下，項(xiàng)目部通過對連接段地質(zhì)情況和原混凝土襯砌的勘探、對取水口疊梁門牢固可靠度和滲水情況的分析，向咨詢工程師提出了優(yōu)化豎井連接段的建議，并通過與咨詢工程師的反復(fù)商討，最終促成工程師同意我部的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，取消二道門安裝及泡沫混凝土填充，原襯砌拆除長度從34m縮短至25m，全斷面拆除改為僅對上半洞進(jìn)行拆除，新澆混凝土襯砌由兩層不同類型的混凝土改為同種類型的混凝土。

我方提出的優(yōu)化方案主要措施如下：

(1)根據(jù)既有取水口疊梁門牢固可靠度及滲水情況，建議取消二道門安拆施工；

(2)分析僅拆除上半洞的情況下下半洞穩(wěn)定性，建議全斷面拆除優(yōu)化為僅拆除上半洞；

(3)根據(jù)豎井與既有T4隧洞實(shí)際連接有效范圍，建議連接段拆除長度由34m優(yōu)化為25m；

(4)根據(jù)設(shè)計(jì)使用要求結(jié)合施工難易度，建議連接段兩層不同襯砌混凝土類型優(yōu)化為同種結(jié)構(gòu)混凝土；

(5)項(xiàng)目部對豎井連接段的優(yōu)化方案原則是“優(yōu)化后的方案對利益雙方均有益”。

綜上所述，4號豎井連接段主要優(yōu)化有：取消二道門安拆、泡沫混凝土填拆，原隧洞襯砌全斷面拆除34m長優(yōu)化為僅拆除上半洞25m長，新澆兩層不同類型的混凝土襯砌優(yōu)化為新澆同種類型的混凝土襯砌，為項(xiàng)目部節(jié)約了施工成本、提高經(jīng)濟(jì)凈收益，并大大縮短了工期，滿足整個項(xiàng)目的趕工進(jìn)度需要。

3.3 變更優(yōu)化在項(xiàng)目管理中的作用

3.3.1 成本控制

經(jīng)分析計(jì)算，采用優(yōu)化方案施工，避免了我方取水口所面臨的約一個月的誤期罰款，此部分誤期罰款金額按主合同規(guī)定為：30×400000=12，000，000美元。此外，依照原施工方案我方預(yù)計(jì)虧損385萬元，后采用優(yōu)化方案，我方可盈利43萬元，故優(yōu)化設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生的直接濟(jì)效益為428萬元(扭虧為盈)。

3.3.2 工程工期

T4豎井連接段優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的成功實(shí)施，取消了施工難度極大的二道門安拆及泡沫混凝土填拆施工，原隧洞襯砌長34m的全斷面拆除，優(yōu)化為僅拆除上半洞且長度縮短為25m，新澆兩層不同類型的混凝土襯砌優(yōu)化為新澆同種類型的混凝土襯砌。從而不僅節(jié)約了機(jī)械設(shè)備和人力資源，更保證了其他關(guān)鍵部位的施工，大大加快了連接段的施工進(jìn)度，共計(jì)縮短工期約130d，對我方的整個工程趕工方案能否成功實(shí)現(xiàn)具有重要的意義。

此外，塔貝拉項(xiàng)目還實(shí)施了廠房屋頂梁、廠房橋機(jī)梁、取水口4號豎井新增臨時(shí)堵頭、新增攔污柵等變更優(yōu)化，為該工程提前實(shí)現(xiàn)發(fā)電目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了施工企業(yè)項(xiàng)目管理和業(yè)主發(fā)電利益雙贏的效果。

4 結(jié)語

塔貝拉水電站是目前巴基斯坦最大的水電站，總裝機(jī)容量為347.8萬kW，塔貝拉四期擴(kuò)建工程將增加3臺47萬kW/臺的機(jī)組，使塔貝拉水電站總裝機(jī)容量達(dá)到488.8萬kW，對于電力緊缺的巴基斯坦，其社會意義非常重大。巴基斯坦政府高度重視塔貝拉四期擴(kuò)建工程，并要求我部制定趕工計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)工程提前發(fā)電的目標(biāo)。

通過上述變更優(yōu)化方案的實(shí)施，不僅實(shí)現(xiàn)了施工企業(yè)的項(xiàng)目管理目標(biāo)，更實(shí)現(xiàn)了業(yè)主要求提前發(fā)電的目標(biāo)，真正意義上實(shí)現(xiàn)了雙贏，對類似工程的實(shí)施具有一定的借鑒意義。同時(shí)，筆者也希望讓更多的施工企業(yè)看到上述變更優(yōu)化方案的實(shí)施在施工企業(yè)項(xiàng)目管理中發(fā)揮的重大作用，從而引起更大重視，最大程度彌補(bǔ)或降低因國際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)不足而對施工企業(yè)帶來的風(fēng)險(xiǎn)問題。