毛文然 宋育红
(回龙项目组) (设计二处)
【摘要】 水利水电工程由于社会环境条件、开发目标、自然条件、建设标准等千变万化,往往不同设计阶段、不同时期的设计概算存在很大差异。在市场经济的今天,这种差异一方面给业主或投资方造成决策的被动,另一方面也给设计单位造成不良的影响。本文通过对回龙电站投资概算变化原因的分析,提出在水利水电工程前期设计工作中应该把握的主要问题,以提高设计概算的编制水平。
【主题词】 回龙电站 初设概算 差异原因
南阳回龙抽水蓄能电站装机规模120MW,安装二台单级可逆混流式水泵水轮机组。黄河勘测规划设计研究院有限公司1994年完成该工程的可行性研究(暨初步设计)报告并通过审查,按照1993年价格水平,河南省计委“豫计经能(1994)1238号”文批复的工程静态总投资为29328万元(以下简称原概算),由于其它原因,工程未能及时开工。1999年,河南省电力公司根据电网发展需要,决定尽快开工建设南阳回龙抽水蓄能电站。由于时隔5年,按照有关规定,需对工程的必要性、概算、经济评价等进行重新论证及审查报批。为此,1999年5月河南省电业局和南阳市电业局再次委托 黄河勘测规划设计研究院有限公司完成可行性研究补充报告编制工作,并开始招标设计工作。1999年11月可行性研究补充报告通过审查,2000年8月,河南省计委以“豫计基础[2000]10号”文批复的工程静态总投资为41081万元(1999年价格水平,以下简称现概算)。
可行性研究补充报告批复之前,招标设计阶段的优化设计工作已基本完成,现概算依据的工程量实际是招标设计的中间成果。在招标设计阶段,设计院分别对上下库大坝、引水系统、地下厂房、库区防渗、1#公路(上下库之间公路)等做了大量的优化设计工作,共节约工程投资约3000万元(1999年价格水平)。节约的工程投资已隐含在现概算中。
两次设计概算时隔6年,设计阶段同为可行性研究(暨初步设计),工程规模、总体布置均未发生变化,然而,工程静态总投资却相差11753万元,达原概算的40%,若加上设计优化节约的投资,相差将达50%左右。
原概算根据能源水规(1991)527号文《水利水电工程初步设计概算编制办法》进行编制,现概算根据河南省豫水计字(1995)第126号文《河南省水利基本建设工程设计概(估)算费用构成及计算标准》进行编制。为便于说明问题,将概算各组成部分进行适当调整,按专业和单元工程项目重新划分。
调整后的概算组成见表1。
表1 两次概算对比分析表 单位:万元
专业 | 序 号 | 项 目 | 原概算 | 现概算 | 差值 | 备注 |
建 筑 工 程 | 1 | 下库 | 2504 | 3006 | 502 | |
1.1 | 下库大坝 | 2209 | 2175 | -34 | ||
1.2 | 防渗 | 142 | 550 | 408 | 包括坝基和库盆防渗 | |
1.3 | 库盆清理 | 103 | 231 | 128 | ||
2 | 上库 | 2408 | 4768 | 2360 | ||
2.1 | 上库大坝 | 1800 | 1550 | -250 | ||
2.2 | 防渗 | 317 | 2349 | 2032 | 包括坝基和库盆防渗 | |
2.3 | 库盆清理 | 121 | 468 | 347 | ||
2.4 | 付坝 | 132 | 176 | 44 | ||
2.5 | 环库公路 | 38 | 223 | 185 | ||
3 | 输水系统 | 2628 | 2943 | 315 | ||
3.1 | 引水系统 | 1277 | 1628 | 351 | ||
3.2 | 尾水系统 | 1351 | 1315 | -36 | ||
4 | 厂房系统 | 2637 | 2552 | -85 | ||
4.1 | 地下厂房 | 765 | 731 | -34 | ||
4.2 | 地下厂房装修 | 0 | 136 | 136 | ||
4.3 | 尾闸室 | 171 | 77 | -94 | ||
4.4 | 附属洞室 | 782 | 679 | -103 | ||
4.5 | 厂前区 | 918 | 779 | -139 | 包括现场房屋建筑等 | |
4.6 | 南阳基地房屋建筑 | 0 | 150 | 150 | ||
5 | 观测工程 | 100 | 203 | 103 | 含观测自动化系统 | |
6 | 临时建筑工程 | 997 | 1488 | 491 | ||
7 | 其他临时工程 | 780 | 919 | 139 | ||
建筑工程合计 | 12053 | 15879 | 3826 | |||
机 电 | 8 | 发电设备及安装工程 | 7322 | 10224 | 2902 | 不含接入系统 |
8.1 | 设备费 | 5907 | 8397 | 2490 | ||
其中变频起动设备 | 0 | 618 | 618 | |||
8.2 | 安装费 | 1414 | 1477 | 63 | ||
8.3 | 转轮模型试验费 | 0 | 350 | 350 | ||
9 | 升压变电工程 | 1154 | 1715 | 561 | ||
9.1 | 设备费 | 1136 | 1672 | 536 | ||
其中GIS | 187 | 675 | 488 | |||
9.2 | 安装费 | 18 | 44 | 26 | ||
10 | 计算机监控系统 | 0 | 877 | 877 | ||
11 | 工业电视系统、寻呼系统 | 0 | 140 | 140 | ||
12 | 消防系统 | 33 | 80 | 47 | ||
13 | 其他设备及安装工程 | 308 | 486 | 178 | ||
机电合计 | 8816 | 13522 | 4706 | |||
金 属 结 构 | 14 | 闸门、启闭机、拦污栅 | 366 | 354 | -12 | |
14.1 | 设备费 | 330 | 299 | -31 | ||
14.2 | 安装费 | 36 | 45 | 9 | ||
移 民 环 保 | 15 | 环保设施 | 60 | 88 | 28 | |
16 | 水土保持 | 0 | 297 | 297 | ||
17 | 水库淹没处理补偿费 | 25 | 234 | 209 | ||
18 | 施工占地 | 43 | 353 | 310 | 包括永久及临时占地 | |
19 | 南阳基地征地费 | 0 | 150 | 150 | ||
移民环保合计 | 128 | 1121 | 993 | |||
配 套 工 程 | 20 | 220Kv接入系统 | 1550 | 1550 | 0 | |
21 | 1#公路 | 1000 | 1530 | 530 | ||
22 | 35Kv线路及变电站 | 288 | 574 | 286 | ||
配套工程合计 | 2838 | 3654 | 816 | |||
其 他 费 用 | 23 | 建设管理费 | 328 | 1072 | 744 | 不含建设场地征用费 |
24 | 勘测设计费 | 2334 | 2334 | 0 | ||
25 | 其他取费 | 947 | 908 | -39 | ||
26 | 基本预备费 | 1516 | 2224 | 708 | ||
取费部分合计 | 5125 | 6537 | 1412 | |||
总计 | 29328 | 41081 | 11753 |
通过表1对比分析:
机电设备产生的概算差异最大,占总差异量的40%。主要原因包括三个方面:一是工程建设标准的提高,增加了变频起动装置、计算机监控系统、工业电视系统、寻呼系统和转轮模型试验,加大了进口设备的范围,以及采用GIS组合电气等;二是现代技术发展加速了设备的更新换代,新型设备性能更好,相应价位亦有所提高;三是设备厂家市场竞争更加激烈,设计人员很难把握准确设备的价格。
水工专业产生的差异占总差异量的27%,基本全部由防渗工程和库盆清理产生。主要原因是前期工程勘测经费太少,勘测工作量不足,对复杂的工程地质条件难以准确把握。
其他方面产生的差异,包括临时工程、移民环保、配套工程、取费部分等,占总差异量的33%。其中:施工临时建筑工程相差491万元,引起变化的主要原因包括,①引水洞叉管位置提前后施工支洞长度增加,②下库施工时段调整后引起4#临时道路渡讯,建设标准提高,③定额规定的临时房屋面积标准不同;移民环保方面投资相差993万元,引起变化的主要原因是国家有关政策变化和增加了南阳市后方基地的征地费;配套工程投资相差816万元,主要原因是原设计由其他合作单位承担,设计深度不够,估列投资不足;取费部分共增加1412万元,主要包括建设单位管理费和基本预备费的增加。
近20年来,我国水电事业有了突飞猛进地发展,建设规模之大、速度之快、技术创新之多、建设标准之高,令世界水电同行注目。近20年的水电发展大约分为三个阶段:一是八十年代的十年间,在设计、施工、机电设备各个方面跟踪国外先进技术,开始对一批先进的技术和管理进行试点;二是九十年代前五年,大型水电工程开始与世界先进水平同步发展,中、小型水电工程受投资限制,建设标准高低不一;三是95年以后,建设领域全面与世界接轨,建设部、水利部、国家电力公司相继修订并颁布了一系列新的建设法律、法规、规程、规范和标准,无人值班(少人值守)运行管理模式在大、中型水电厂全面推行。回龙抽水蓄能电站属中型规模,两次初步设计相距6年,建设标准发生了很大地变化。主要表现在以下几个方面:
1) 采用无人值班(少人值守)运行管理模式后,增加了全厂计算机监控系统、工业电
视系统、寻呼系统和安全监测自动化系统;远程调度通信在载波的基础上增加了光缆通信;增加了地面监控工作站。由此增加投资约1300万元。
2) 为提高电站运行的安全可靠性,开关站由地面开敞式改为地下GIS组合电气;机组
起动增加了变频起动装置;增加了机电设备的进口范围。由此增加投资约1400万元。
3) 为提高电站运行效率,引水洞洞径由3.2米增加到3.5米;增加了转轮模型试验。
4) 新颁规程规范对设计标准有了更高的要求,下库防洪标准由200年一遇提高到500
年一遇,下库坝高由49.7米增加到53.3米,增加混凝土约1.2万m3;地下厂房消防设计标准提高增加投资47万元。
5) 为美化厂容厂貌,增加了地下厂房建筑装修和运行管理区场坪硬化、绿化标准。
6) 增加了南阳管理基地的征地和房屋建筑。
以上共增加投资约3750万元,占总增加额的32%。
水电工程一般地处深山峡谷,工程场面大,具有山势险峻、地质条件复杂的特点。因此,前期设计一般均须安排足够的勘测工作量。按定额标准,回龙电站工程初步设计阶段及以前的勘测设计费应在3000万元左右,然而,业主实际投入仅420万元,扣除设计费,勘测费用不足定额标准的十分之一。如此低的勘测投入,不可能全面、准确地把握复杂的地质情况。
招标设计阶段,设计院利用十分有限的勘测设计费,分别对上库、下库、输水线路和地下厂房补充了大量的勘测工作,基本上查明了主体工程的地质问题,依据新的地质资料,对原设计进行了大量的修改完善和优化。由地质问题引起设计修改后的土建工程量增加幅度较大,主要包括上下库库盆覆盖层厚度增加、上下库大坝坝基处理、上库库盆防渗处理、以及下库坝肩防渗处理等。根据表1统计,由地质原因产生的概算变化仅建安投资就达3700万元,占总增加量11753万元的31.5%。
招标设计阶段经全面设计优化后,两次设计土建主要工程量比较见表2。根据表2工程量差值,按现概算单价计算出的土建投资约3200万元(与表1水工部分差值相当)。上下库大坝优化设计和地下厂房优化设计报告中优化节约土建投资共约1200万元。因此,若不考虑设计优化,土建投资增加应为4400万元,地质原因引起的概算投资变化占总土建变化部分的84%,而下库防洪标准提高、地下厂房装修、南阳基地建设、厂区硬化绿化、消防等建设标准提高仅约700万元,占总土建变化部分的16%。
表2 主要工程量对比表
项目 | 土石方明挖 | 石方洞挖 | 混凝土 | 喷混凝土 | 钢筋 | 锚杆 |
单位 | 104m3 | 104m3 | 104m3 | 104m3 | t | 根 |
原概算 | 41.6 | 12.3 | 17.63 | 0.32 | 1610 | 10820 |
现概算 | 62.2 | 11.8 | 21.56 | 1.07 | 2470 | 53780 |
差值 | 20.6 | -1.5 | 3.93 | 0.75 | 860 | 42960 |
比例 | 50% | -12% | 22% | 234% | 53% | 397% |
市场因素对工程概算的影响主要包括三个方面:主材价格、人工费和设备价格。99年与93年相比,水泥、钢材、汽油等主要材料价格呈下降趋势,人工费提高幅度较大,从建筑工程单价综合分析,现概算单价总体略低于原概算。因此,市场因素产生的概算增加主要表现在机电设备价格方面。
概算编制过程中,机电设备价格存在两种不确定因素:一是非标设备市场竞争激烈,不同厂家价格差别很大。水电工程主机设备均为非标设备,技术含量高,厂家出于不同的经营目的和策略,不可能在设备中标前把真实的价格交给设计单位,另外,设备本身包含着相当份额的设计开发费用和较长的设计制造周期,厂家报价亦存在一定的经营风险。因此,设计单位只能根据其他已建工程经验和不同厂家的初步报价,分析确定出一个价格范围,而在这一价格范围内取值时还要受业主意图等人为因素的影响;二是机电设备更新换代周期越来越短,尤其是通用电气设备,包括发电机电压及中性点设备、控制保护系统、厂用电系统、直流系统、电缆等,近年来更新换代产品不断涌现。结合电站运行自动化水平的提高,新型设备在运行可靠性、自动化程度、安装调试优质高效性等方面均有质的突破,市场价位亦大幅提高,与此同时,老型号设备很快淘汰,退出市场。而水电工程普遍存在建设工期长、前期工作周期长等特点,前期设计概算几乎不可能准确地反映工程建设时的实际价格。
回龙电站主机设备包括水泵水轮机、发电电动机、主阀、主要辅机及部分自动化元件等,原概算计列4088万元。在可研补充报告审查时,有关专家普遍认为设备费过低,要求提高,为此设计院将现概算中主机设备费按国内厂家的较高报价计列,为5095万元。净增1007万元。通用电气设备价格差别较大的部分主要有各类盘柜、开关、电缆等,现概算比原概算净增约700万元。
由市场因素产生的概算差异共约1700万元。
1993年以后,国家在环境保护、水土保持、移民、征地、基建程序等方面相继颁布了一系列法规、政策,对工程建设提出了更高的要求。移民环保方面,增加了水土保持内容,提高了征地、占地补偿标准,该部分共增加投资近1000万元。基建程序方面,推行了项目法人制、建设监理制和招投标制,增加监理费近300万元,将工程划分为几个标段后,临建设施和费用亦有所增加。
水电工程中的配套工程往往由不同设计单位承担设计,在工作协调、设计深度、建设标准等方面很难保持一致,对工程投资概算势必造成一定的影响。
回龙电站配套工程包括220KV接入系统、35KV备用线路及施工变电站、1#公路共三项内容,属主体工程以外由业主单独委托设计的项目。220KV接入系统由河南省电力设计研究院承担,93年可研阶段投资估算为1550万元,99年未重新布置设计工作,仍按原概算计列,显然偏低;35KV备用线路及施工变电站在两次概算编制阶段均未进行相应深度的勘测设计工作,原概算中估列投资288万元,现概算考虑设备价格上涨等因素后估列投资574万元,增加了286万元;1#公路为上下库与207国道的连接公路,93年由南阳地区公路总段完成施工图设计,预算投资1600万元,编制概算时,南阳地区公路总段愿以1000万元总承包1#公路,因此,原概算计列1000万元。99年审定1#公路概算时,若按原设计工程量进行计算,预计投资将达2700万元,考虑到1#公路存在较大的优化潜力,现概算按1530万元计列,增加了530万元。
招标设计阶段,业主委托 黄河勘测规划设计研究院有限公司对1#公路进行了全面的优化,重新设计并完成了施工图,最终预算投资为1674万元,粗略估计,优化后节约工程投资1000余万元,同时说明现概算估列投资是比较准确的。
除客观因素不可避免地对概算投资产生影响外,业主意图、设计单位意愿等主观因素对工程设计和工程投资的影响亦不容忽视。这种影响渗透在工程设计的各个部分、各个阶段,一般表现为:前期工作阶段,业主为了项目立项和报批的需要,把建设标准、投资规模限定在一定的范围内,从而做出偏低的投资估算;一旦项目开始实施,建设单位又反而希望投资适当宽余,并追加概算投资。
回龙电站作为河南省电力公司投资建设的第一个水电工程,装机仅120MW,建设目的是解决南阳地区调峰问题,并为宝泉工程的建设积累经验。回龙电站对整个河南电网的作用并不大,项目报批和经济效益指标一直是业主和设计单位关心的大事。前期设计不可避免地存在压低工程造价的主观意图,具体表现在: ① 前期确定的建设标准偏低,尽管93年我国抽水蓄能电站建设刚起步不久,但一批国外先进技术(GIS、计算机监控、变频起动、予应力固结灌浆等)已进入我国,原设计报告中亦进行了专题研究和方案比较,均因投资问题未采纳。 ② 对工程水文、地质问题分析研究结论的取向过于乐观,原设计报告中对上下库可能存在的地质问题均已提及,在缺少勘测经费、尚未彻底查明地质构造性状的情况下,向有利于工程建设的方向考虑过多。
回龙抽水蓄能电站于2001年6月正式开工建设,主体工程土建部分 I 标(上下库)、 II 标(输水发电系统)于2001年3月开标,主机设备于2001年6月开标。土建标基本以现概算工程量进行招标,其招投标结果只能反映现概算编制方法的合理性,不能对两次概算成果的合理性作出评判。两次设计在主机设备方面,性能指标差别很小,投标结果对主机设备概算是很好的评判标准。
按现概算分项工程统计, I 标概算投资为9200万元, II 标为5300万元。参与投标的均为国内一级水电施工企业, I 标有5家参与投标,原始投标报价最高约8700万元,最低约7300万元, II 标有4家参与投标,报价4300~5100万元,最高报价均略低于设计概算,说明现概算的编制是合理的。
主机设备原概算和现概算(包括主机模型试验)分别为4088万元、5445万元,共4家国内厂商竟标,最高报价近5000万元,合理最低报价约3800万元。哈尔滨电机厂出于经营目的,不惜赔近千万元为代价,以2800万元夺标。由此可见,原概算按4088万元计列接近国内厂商的最低报价,考虑到所有厂商在竟标时均有让利,现概算基本处于国内厂商的最高报价,两次概算均在合理的范围内。
通过上述分析,不难得出这样的结论: ① 工程建设时期不同,受社会环境影响,投资必然存在差异。 ② 随着勘测设计工作的深入和时间的推移,工程投资一般都要增加,解决这一问题的有效途径是合理加大前期勘测设计经费和工作量的投入。 ③ 水电工程建设标准的不确定性是影响投资的重要原因。
水利水电工程概算投资可变因素很多,如何更好地控制客观因素对概算投资的影响,提高概算编制的准确性,结合回龙电站的经验,提出以下几点见解和建议:
① 建设标准要尽可能明确。水利水电工程建设标准除有关规程规范规定的强制性标准外,一些标准要通过技术经济论证确定,还有一些标准要根据业主的投资情况确定,这些标准不象其他建设行业那样容易确定,设计单位在承揽勘测设计任务时往往不注意要求业主提出明确的建设标准,一旦标准改变,势必引起投资追加,因此,业主和设计单位要在勘测设计初期提出明确的建设标准。水利水电工程由于规划设计周期较长,一些建设标准还是动态的,在确定建设标准时,业主和设计单位还要有一定的超前意识。
② 受前期勘测设计经费限制,无法全面查明具体的水文、地质条件时,业主应加大投入,不应仓促地要求设计单位提出基本依据不充分的设计成果和投资概算。另一方面,设计单位在基本资料不详的情况下,应把问题考虑得严重一些、复杂一些、全面一些,使概算投资的余地大一些。
③ 受一定条件限制,概算编制时对一些单项工程或特殊问题的投资进行估列在所难免,估列的准确性需慎重把握。任何一工程技术问题,往往涉及多个专业,对于复杂一些的问题,还需要事先做出判断,设计单位需要有一批专业面广、知识面全的工程技术人员进行综合分析,早期确定解决问题的最佳方案,减少引起投资变化的可变因素。
④ 为提高工程经济评价的效益指标,节约工程投资,科学、有效的途径是:开拓视野,博采众长,采用新技术、新理论,优化设计。