第四节 水电工程勘察设计阶段的划分及各阶段设计报告编制的内容
改革开放以来,我国水电建设体制发生了很大变化,为了适应这一形势发展的需要,同时也与国家基本建设项目审批程序相协调,以期缩短设计周期,加快水电事业的发展,电力部于1993年对水电工程设计阶段的划分做了调整。根据电力部《关于调整水电工程设计阶段的通知》(电计〔1993〕567号),水电工程各勘测设计阶段划分为:河流水电规划阶段、预可行性研究报告阶段、可行性研究报告阶段、招标设计阶段及施工详图阶段。设计阶段与建设阶段的对应关系如图1-7所示。
图1-7 设计阶段与建设阶段的对应关系
一、河流水电规划阶段
河流水电规划初步查明河流开发条件,明确河流开发任务,协调综合利用要求,优选梯级开发方案和推荐近期工程。其主要内容有:研究河流的主要开发任务,查明流域的水文泥沙情况,了解区域地质和地震情况,提出各梯级单独和全部联合运行的能量效益,对河流环境状况进行调查分析,初拟坝址、坝型和枢纽总布置方案,提出开发顺序初步意见,推荐近期工程。
该阶段编制流域水电规划报告(含蓄能规划报告)。
国家能源局于2010年8月27日发布了《河流水电规划编制规范》(DL/T 5042—2010),规定“河流水电规划应根据国民经济和社会发展需求,贯彻可持续发展理念,初步查明河流水力资源(又称为水能资源)及开发条件,调查和研究影响河流水电开发的重大工程地质问题,识别河流水电开发在生态环境和经济社会方面的限制性因素,明确河流水资源开发利用方向及开发任务,推荐开发方案,提出河流水电规划实施意见。”并强调:
(1)河流水电规划应坚持“全面规划、综合利用、保护生态、讲求效益、统筹兼顾”的方针。
(2)河流水电规划应正确处理好开发与保护、资源利用与水库淹没损失、需要与可能、近期与远景、整体与局部、干流与支流、上中下游及左右岸等方面的关系。
(3)河流水电规划应符合流域综合利用总体要求,协调与环境保护、经济社会发展的关系。
(4)河流水电规划应高度重视工程安全,开发方案应尽可能避开或远离区域活动构造带和重大地质灾害地段。
(5)在开展河流水电规划的同时,应开展河流规划的环境影响评价工作,并单独编制河流水电规划环境影响报告书。
(6)河流水电规划应统筹考虑流域经济社会状况和特点、移民安置环境容量和条件,分析并提出河流梯级开发移民安置总体规划初步方案,必要时,针对重要敏感对象提出专题研究报告。
(7)河流开发任务单一、无重要控制性因素的,规划工作可适当简化。
(8)河流水电规划报告经审批后,应作为该河流水力资源开发的重要依据。当开发需求、开发条件等发生重大变化时,应在征得原规划审批机关同意后对原规划进行修编。修编后的水电规划报告,应报原审批机关审查批准。
本阶段主要特点如下:
(1)战略性。处理的全是战略性问题,如需要与可能、除害与兴利、开发与保护、整体与局部、近期与远期等。规划方案必须符合国家宏观调控的原则,紧抓宏观问题,要查清梯级开发方案的外部条件,不要一开始就陷于具体梯级的局部问题中。
(2)综合性。要综合考虑发电、防洪、灌溉、航运、环保、淹没等因素,绝不能只考虑发电效益,并非发电量最大的方案就一定是最优规划方案。
(3)政策性。流域规划与国家政策关系密切,如环保、移民、西电东送、大力发展水电等政策都会影响流域规划。例如,为了减少淹没损失“充分利用水头”应改为“尽可能合理利用水头”。又如,以往单从经济性考虑,采用引水式开发方案较多,且不重视泄放生态流量。现在从环保考虑,对引水式开发方案要慎重,且必须保证生态流量的泄放。
二、预可行性研究报告阶段
对拟建工程项目的建设必要性、技术可行性与经济合理性进行初步研究,提出初步评价,以便确定工程建设项目能否成立。
水电站预可行性研究主要内容是:
(1)根据电力系统中长期发展规划和河流水电开发规划、地区和国民经济各部门的要求,论证工程建设的必要性,基本确定综合利用要求,提出工程建设任务。
(2)收集水文、气象资料和进行必要的水文勘测,基本确定主要水文参数。
(3)了解区域地质、地震、水库和枢纽工程地质条件,进行勘测和试验,初步评价影响工程的主要地质条件和问题,初选代表坝址、厂址。
(4)初选工程规模、代表坝型和主要建筑物型式,初选工程总布置。
(5)初选施工导流、对外交通、水电供应、建筑材料、施工方法、施工总布置和总进度。
(6)初选机组、电气主接线、主要机电设备、金属结构的型式和布置。
(7)进行水库淹没实物指标和工程环境影响的调查,初步分析移民安置环境、容量和安置去向。
(8)估算工程投资,提出资金(包括内资和外资)筹措的设想。
(9)测算上网电价,进行初步的财务评价和经济效益分析,提出工程能否立项的意见。
对于政府投资的项目需要编制项目建议书。项目建议书是供国家或地方政府主管部门审批的拟建项目的建议文件。对工程项目进行可行性研究之前,要先编报项目建议书。它是根据经国家或地方政府主管部门审查的电力系统中期发展规划和已经审查的预可行性研究报告进行编制的。其主要内容包括:
(1)建设的必要性。
(2)建设规模。
(3)建设地点与基本建设条件。
(4)投资估算及来源(如果需要利用外资,还要说明利用方式和额度)。
(5)经营管理方式初步设想。
项目建议书需按国家规定报主管部门审批。经主管部门审批同意立项后,即可开展可行性研究工作。
该阶段编制预可行性研究报告。
《水电工程预可行性研究报告编制规程》(DL/T 5206—2005)规定,预可行性研究报告的主要内容和深度应符合下列要求:
(1)论证工程建设的必要性。
(2)基本确定综合利用要求,提出工程开发任务。
(3)基本确定主要水文参数和成果。
(4)评价本工程的区域构造稳定性;初步查明并分析各比较坝(闸)址和厂址的主要地质条件,对影响工程方案成立的重大地质问题作出初步评价。
(5)初选代表性坝(闸)址和厂址。
(6)初选水库正常蓄水位,初拟其他特征水位。
(7)初选电站装机容量,初拟机组额定水头、引水系统经济洞径和水库运行方式。
(8)初步确定工程等别和主要建筑物级别。初选代表性坝(闸)型、枢纽及主要建筑物型式。
(9)初步比较拟定机型、装机台数、机组主要参数、电气主接线及其他主要机电设备和布置。
(10)初拟金属结构及过坝设备的规模、型式和布置。
(11)初选对外交通方案,初步比较拟定施工导流方式和筑坝材料,初拟主体工程施工方法和施工总布置,提出控制性工期。
(12)初拟建设征地范围,初步调查建设征地实物指标,提出移民安置初步规划,估算建设征地移民安置补偿费用。
(13)初步评价工程建设对环境的影响,从环境角度初步论证工程建设的可行性。
(14)提出主要的建筑安装工程量和设备数量。
(15)估算工程投资。
(16)进行初步经济评价。
(17)综合工程技术经济条件,提出综合评价意见。
流域和河流(河段)水电规划和抽水蓄能选点规划审批文件须列为预可行性研究报告的附件。
三、可行性研究(等同于初步设计)报告阶段
在项目建议书经审批同意后,对拟建项目的建设必要性、技术可行性与经济合理性做进一步研究。可行性研究是电力基本建设程序中设计阶段的一个重要步骤,对项目要提出正式评价,以便投资者愿意投资,银行能同意贷款,电网经营者能同意购电,最终能得到国家或地方政府主管部门的审批或核准。
水电站可行性研究(等同于初步设计)的主要内容是:
(1)复核工程任务和具体要求,确定工程规模,明确运行要求。
(2)复核确定水文成果。
(3)复核区域构造稳定性,查明水库和建筑物工程地质条件,提出评价和结论,选定场址、坝(阐)址、厂址。
(4)复核工程等级和设计标准,确定工程总体布置,主要建筑物的轴线、线路、结构型式和布置、控制尺寸、高程和工程量。
(5)确定水电站装机容量,选定机组型号、单机容量、单机流量和台数,确定接入电力系统的方式、电气主接线、输电方式、主要机电设备选型和布置,选定开关站,确定建筑物的闸门、启闭机等型式和布置。
(6)提出消防设计方案的主要设施。
(7)选定对外交通方案、施工导流方式、施工总布置和总进度,选定施工方法和主要施工设备,提出天然(人工)建筑、材料、劳动力、供水和供电的需要量及其来源。
(8)确定水库淹没、工程占地的范围,核实淹没实物指标,提出淹没处理、移民安置规划和投资概算。
(9)提出环境保护措施设计,报国家环保部门审批。
(10)拟定工程管理机构、人员编制及生产生活设施。
(11)编制工程概算,利用外资的应编制外资概算。
(12)复核经济评价。
可行性研究报告需按国家规定报主管部门审查。审批后的可行性研究报告可作为国家和地方政府对项目评估、核准的重要依据。
该阶段编制可行性研究报告。
《水电工程可行性研究报告编制规程》(DL/T 5020—2007)规定,可行性研究报告的主要内容和深度应符合下列要求:
(1)确定工程任务及具体要求,论证工程建设必要性。
(2)确定水文参数和水文成果。
(3)复核工程区域构造稳定性,查明水库工程地质条件,进行坝址、坝线及枢纽布置工程地质条件比较,查明选定方案各建筑物区的工程地质条件,提出相应的评价意见和结论;开展天然建筑材料详查。
(4)选定工程建设场址、坝(闸)址、厂(站)址等。
(5)选定水库正常蓄水位及其他特征水位,明确工程运行要求和方式。
(6)复核工程的等级和设计标准,确定工程总体布置方式,确定主要建筑物的轴线、线路、结构型式和布置方式、控制尺寸、高程和工程量。
(7)选定电站装机容量,选定机组机型、单机容量、额定水头、单机流量及台数,确定接入电力系统的方式、电气主接线及主要机电设备的型式和布置方式,选定开关站的型式,选定控制、保护及通信的设计方案,确定建筑物的闸门和启闭机等的型式和布置方式。
(8)提出消防设计方案和主要设施。
(9)选定对外交通运输方案,确定导流方式、导流标准和导流方案,提出料源选择及料场开采规划、主体工程施工方法、场内交通运输、主要施工工厂设施、施工总布置等方案,安排施工总进度。
(10)确定建设征地范围,全面调查建设征地范围内的实物指标,提出建设征地移民安置规划设计,编制补偿费用概算。
(11)提出环境保护和水土保持措施设计,提出环境监测和水土保持规划、环境监测规划和环境管理规定。
(12)提出劳动安全与工业卫生设计方案。
(13)进行施工期和运行期节能降耗分析,评价能源利用效率。
(14)编制可行性研究设计概算,利用外资的工程还应编制外资概算。
(15)进行国民经济评价和财务评价,提出经济评价结论意见。
可行性研究报告应根据需要将以下内容作为附件:
(1)预可行性研究报告的审查意见。
(2)可行性研究阶段专题报告的审查意见、重要会议纪要等。
(3)有关工程综合利用、建设征地实物指标和移民安置方案、铁路公路等专业项目及其他设施改建、设备制造等方面的协议书及主要有关资料。
(4)水电工程水资源论证报告书。
(5)正常蓄水位选择专题报告。
(6)施工总布置规划专题报告。
(7)防洪评价报告。
(8)水情自动测报系统设计报告。
(9)地质灾害危险性评估报告。
(10)水工模型试验报告。
(11)建设征地移民安置规划设计报告。
(12)环境影响报告书。
(13)水土保持方案报告书。
(14)劳动安全与工业卫生预评价报告。
(15)其他专题报告。
四、招标设计阶段
水电站招标设计阶段是在可行性研究报告审查和项目核准后,由工程项目法人组织开展。招标设计报告是在可行性研究报告阶段勘测、设计、试验、研究成果的基础上,为满足工程招标采购和工程实施与管理的需要,复核、完善、深化勘测设计成果的系统反映。
我国水电建设在总结20世纪80年代一些工程实行国际招标实践经验的基础上,从1988年起在水电站设计程序中增加了招标设计。招标设计深度与原技术设计深度相当,是在原初步设计(现可行性研究)基础上,深入进行调查、勘测、试验、专题研究和设计,最终落实技术方案,解决具体技术问题。
水电工程的招标设计报告经评审后,既是工程招标文件编制的基本依据,也是工程施工图编制的基础。在招标设计的基础上,项目法人可自行或委托设计单位编制招标文件,主要内容为合同条款、技术规范和设计图纸。招标设计还要编制标的文件,标的文件是招标单位事先为工程招标编制的单价分析、工程标价、经济指标文件,作为评议投标者报价合理性和先进性的一个标准。
该阶段编制招标设计报告。
《水电工程招标设计报告编制规程》(DL/T 5212—2005)规定,招标设计报告的主要内容和深度应符合下列要求:
(1)补充水文、气象及泥沙基本资料,复核水文成果。完善、深化水情自动测报系统总体设计。
(2)复核工程地质结论,补充查明遗留的工程地质问题,论证可行性研究报告审批和项目评估提出的专门性工程地质问题,为招标设计提出有关工程地质补充资料。
(3)复核工程特征值、水库初期蓄水计划和电站初期运行方式,提出机组运行的加权因子和机组加权平均效率。
(4)复核工程的等级和设计标准。复核确定枢纽布置,主要建筑物的轴线、布置和结构型式、控制尺寸和高程,提出建筑物的控制点坐标、桩号及工程量。确定主要建筑物结构、尺寸、材料分区、基础处理措施和范围,提出典型断面和部位的配筋型式、各部位材料性能指标要求及有关设计技术要求。完善安全监测系统的组成和布置,提出监测仪器设备清单。
(5)复核机电及金属结构的设计方案,复核确定主要设备型式、布置、技术参数和技术要求,编制设备清册。
(6)复核建筑消防及主要机电设备消防设计总体方案,确定消防设备型式及主要技术参数,编制消防设备清册。
(7)比选工程分标方案,经项目法人审批,确定工程分标方案。
(8)复核导流标准、导流程序及导流建筑物布置,确定导流建筑物轴线、结构型式和布置,提出建筑物的控制点坐标及工程量。复核确定天然建筑材料的料源选择与土石方平衡规划、场内交通规划布置与设计标准,主体工程施工方案与施工机械配置。提出主要施工工厂设施设置方案、施工总布置及工程施工总进度安排。
(9)复核分解实物指标,确定移民生产生活安置方案,制定移民搬迁总体规划,开展城集镇建设详细规划设计、专业项目复建设计,编制建设征地移民安置补偿投资执行概算以及移民安置实施规划报告。
(10)复核完善环境保护措施设计、环境监测和环境管理计划,提出环境保护工作的实施进度计划和环境保护措施项目的分标规划方案。
(11)依据工程分标方案编制工程分标概算,依据施工组织设计及招标设计工程量,编制工程招标设计概算。
(12)根据工程招标设计概算的分年静态投资,进行财务分析,复核工程的财务可行性。
五、施工详图阶段
设计单位根据招标设计成果,为工程项目施工编制材料加工、非标准设备制造、建筑物施工和设备安装所需图纸和施工说明文件,它是水电基本建设程序中设计阶段的最后一个步骤。由于它是进行工程具体施工所必需的工作,在国内的不同时期或者在国外,都有施工图设计,只是出图方式和内容深度因各个时期和各国情况不同而有所差异。
施工图设计的主要内容如下:
(1)提供加工、制造、土建、安装工作所需的详细图纸及施工说明文件。
(2)提出设备材料清册和规格要求。
(3)计算各种工程量。
(4)根据需要编制施工图预算。
配合施工进度、满足施工需要,施工图纸宜分批提交。在施工过程中,设计单位派出工地代表,及时解决项目法人、施工和调试等单位提出的问题,根据现场开挖和施工情况,修改和完善已交付的施工图纸,并根据项目法人的要求,编制符合现场实际情况的竣工图,作为工程建设档案,供生产运行单位进行维修、改造和扩建时使用。
该阶段编制施工详图设计报告。
1.概述
进入工程建设阶段后,除合同另有规定外,设计单位的任务可按国家电力公司《水电建设工程质量管理方法(试行)》(国电水〔2000〕83号)的要求执行。
(1)执行应到位,但不要越位。例如,设计单位对设计质量负责,而施工质量由监理负责监督与控制,如设计单位发现问题,可以向项目法人和监理单位“反映”,但不能直接处置。
(2)现场跟踪设计。前期设计阶段勘测工作深度有限,不可能将地质问题全部揭露,必须根据施工中揭示的地质条件,做好现场跟踪、调整设计。
(3)紧密结合施工条件。施工详图设计必须紧密结合施工条件,应多和建设、监理及施工单位沟通,避免闭门造车。
(4)设计方案应尽量少修改。在市场经济条件下,招标文件编制完成后施工详图阶段设计方案应尽量少修改。时间允许,设计优化应尽量在招标设计阶段完成,按国际惯例,凡是设计变更,包括设计优化,承包商都有可能要求索赔。
2.设计变更
设计变更是施工详图阶段的一项重要工作,应注意:
(1)完全不进行设计变更是不可能的,只能是尽量减少因人为差错引起的设计变更。
(2)已进入按图施工的实施阶段,应高度重视图纸的质量,尽量减少差错。
(3)设计变更应区分是设计方面原因还是施工等方面原因提出的修改。
(4)设计变更应按规定审批。重大设计变更,要经原审批单位批准;一般设计变更,无论设计单位同意与否,项目法人有权作出决策。
对于一般设计变更,本着权责一致的原则,凡设计单位同意采纳的,设计单位都要负责,而不论是谁建议的;设计单位不同意的修改(应有书面记录),而由项目法人作出的一般设计变更的决策,则由项目法人对决策方案负责,设计单位对具体设计成果负责。
体现“工程建设实施过程中的工程质量由项目法人负总责”的精神,重大设计变更的上报由项目法人组织,而不是像前期设计阶段那样,由设计单位直接上报。
(5)所有的设计修改必须是书面的,以备追溯。
3.设计代表
(1)及时性是服务质量的重要标志之一,必须及时处理施工中出现的问题,加强前后方沟通和专业间配合,避免小事故扩大为大事故。
(2)每个设计代表都是设计单位派驻现场的代表,既要勇于负责,又要小心谨慎。
(3)做好沟通工作也是设计代表的重要任务之一,要做好建设、监理、施工单位与设计单位的沟通,前方设计代表与后方设计处的沟通,各专业之间的沟通等。
(4)注意“留下痕迹”,例如,设代日志不能中断,要记录设计单位的表态等,以备追溯。