EPC模式下高速铁路项目建设管理实践研究.pdf

2023年第2期项目管理项目管理EPC模式下高速铁路项目建设管理实践研究赵志辉1，刘江伟2（1.中国铁路设计集团有限公司 工程总承包事业部，天津 300308；2.中国铁路设计集团有限公司 线路站场枢纽设计研究院，天津 300308）摘要：EPC建设模式在建设工程中具有巨大的优势。以盐城南通铁路建设实践为例，阐述高速铁路建设面临的技术难题和技术创新实践，分析设计单位作为EPC牵头单位的优势，可以促进设计和施工高度融合，有效控制投资，加快工程进度；分析设计单位作为EPC牵头单位进行项目实施存在的问题以及项目实施中面临的风险，并提出解决方法和建议。关键词：EPC；高速铁路；工程设计；建设；风险；盐通铁路中图分类号：U227；TU71 文献标识码：A 文章编号：1672-061X（2023）02-0068-06DOI：10.19550/j.issn.1672-061x.2023.01.12.0011 概述EPC（Engineering Procurement Construction）是 指承包方受业主委托，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工等实行全过程或若干阶段的总承包，对其所承包工程的质量、安全、费用和进度进行全面负责。在EPC模式中，工程（Engineering）不仅包括具体的设计工作，而且可能包括整个建设工程内容的总体策划以及整个建设工程实施组织管理的策划和具体工作；采购（Procurement）不是一般意义上的建筑设备材料采购，需要进一步与设计、施工相融合的专业设备、材料的采购；建设（Construction）内容包括施工、安装、测试、技术培训等。EPC模式在各行业得到了广泛的应用，并得到了国内外专家学者的高度关注，并且对EPC模式下的建设工程活动开展了积极研究，取得一系列积极成果。彭丹等1采用灰色白化权函数、层次分析法和灰色关联度模型，计算项目成功度值，认为需重视BOT+EPC项目在决策阶段的研究深度。连井龙等2分析设计单位主导EPC项目中施工管理的特点，总结设计单位主导EPC项目施工管理的重点、难点和关键因素，提出解决EPC施工项目管理重难点的策略。王秀秀等3基于前景理论，构建业主、基金项目：中 国 铁 路 设 计 集 团 有 限 公 司 科 技 开 发 项 目（2022A02527002）第一作者：赵志辉（1974），男，正高级工程师。E-mail：682023年第2期项目管理项目管理全过程咨询方、EPC企业三方演化博弈模型，提出政府制定相关激励政策、合理使用BIM技术、建立有效透明的沟通平台和协调机制等措施及建议。陈振等4认为不仅要注重采购质量，还要注重采购成本等方面，并提出了EPC模式下针对采购全过程管理的有效策略。彭鸣等5认为EPC工程总承包模式下，设计管理对项目的全过程管理具有重要影响，做好设计管理，不但可以控制造价，而且对工程质量和工期都具有很大影响。李建威等6基于杭绍台铁路建设管理实践，阐述杭绍台铁路EPC模式的设计优势和管理集成效应，总结该模式建设的优势并探讨建设过程中该模式存在的不足。陈国良7对比分析DBB与EPC模式下水土保持管理关系，总结以合同为基础构建的新型水土保持管理关系，认为应发挥建设单位、总承包单位、监测单位在协调、设计、技术支持等方面的各自优势。钟姗姗等8采用数据包络分析（DEA）、一致性检验和线性回归分析，构建了EPC项目分包商选择的多属性决策模型。盐城南通铁路（简称盐通铁路）是我国第1个高铁EPC总承包试点项目，为了探索铁路建设项目承发包模式，丰富铁路建设项目管理经验，从盐通铁路设计和建设难点、技术创新实践以及EPC模式下凸显的问题等方面，探索研究EPC模式下的铁路建设工程实践，以提高EPC模式下铁路工程建设效益。2 项目概况盐通铁路为双线高速铁路，设计行车速度为350 km/h，起于徐宿淮盐铁路盐城站，终于在建沪通铁路南通西站（见图1）。新建正线156.686 km，新建南通上下行联络线，单线长度13.732 km，新建南通动车所，动车走行线长度为4.833 km。全线新设4座车站、2个线路所，桥梁占比为94.7%，路基占比为5.3%。盐通铁路为国内第1个高铁EPC项目，具有技术标准高、衔接关系复杂、软土地基分布广导致沉降控制困难、桥梁特殊结构多、技术难度高、智能化信息化程度要求高等特点。盐通铁路是中国国家铁路集团有限公司（简称国铁集团）实施工程总承包建设模式的试点项目，经建设单位公开招标，2017年12月25日中国铁路设计集团有限公司中标盐通铁路EPC工程总承包项目。3 盐通铁路主要技术难点盐通铁路在项目设计和实施的过程中，主要面临的技术难点如下：（1）途经沿海经济发达地区，控制因素多，设计难度大。在项目沿线经过盐城市及其下辖的大丰区、东台市，南通市及其下辖的海安县、如皋市设站。行经地区均为苏北东部沿海地区，属经济较发达地区，人口密度大。城市规划范围大，区域内交通、电力、厂矿企业等基础设施分布密集。高铁线路与高速公路交叉4次，与国省干道交叉14次。沿线属淮河、长江2个流域，以通扬运河为界，以南属于长江流域，以北属于淮河流域。区内河流众多，水网密布，河渠纵横。（2）规划交通基础设施众多，预留条件复杂。盐城地区涉及的相关铁路项目有既有新长铁路、在建连盐铁路和徐宿淮盐铁路，以及规划盐泰锡宜铁路；南通地区涉及的相关铁路项目有既有宁启铁路、在建沪通铁路，以及规划盐泰锡宜铁路、北沿江铁路；海安地区涉及与宁启铁路的衔接。项目与规划大丰港支线、如皋港支线和诸多规划道路相交叉。由于盐通铁路设计为无砟轨道，对沉降变形等要求较高，如果在运营图1新建盐通铁路地理位置示意图692023年第2期项目管理项目管理后铁路、道路等工程极易引起线路沉降变形，严重的可能会危及线路安全。因此，在盐通铁路开通后实施规划工程难度将非常大。（3）多次跨越铁路干线、高等级公路和航道，技术难度、安全风险大。其多次跨越宁启铁路、新长铁路、海洋支线等客货电气化铁路，跨越既有铁路时采用了框架墩等许多特殊桥梁形式。（4）高速铁路与普速铁路并线，区段无线通信面临难题。盐通铁路与宁启铁路并线，区段初步设计和施工图批复方案为利用既有基站的同站址双网方案，该方案对铁路局集团公司后期维护存在隐患，增大联调联试中网络优化的难度。4 盐通铁路的技术创新实践针对盐通铁路在设计和实施过程中遇到的新问题和新情况，工程总承包单位充分发挥设计单位优势，和施工单位紧密配合，开展多项技术创新研究，取得了丰硕的技术创新成果。4.1线路走向方案遵循规划选线、工程选线、经济选线等原则，多方案比选盐通铁路在经济选线、航空选线的基础上，强化工程选线和规划选线，线路尽可能选择短直通过，为提高运输质量创造基础性条件；为了吸引客流和带动沿线地区经济发展，选线合理考虑引入既有车站和新建车站的关系，引入既有东台站、海安县站、在建盐城站及南通西站，新建大丰站、如皋南站。结合沿线区域内城市规划及站位选择意见对不同线路方案进行综合比选，最终确定的线路符合城市总体规划，确保工程的顺利实施。4.2我国首次大段落应用装配式桥面附属设施根据国铁集团要求，结合盐通铁路施组工期安排，在盐城南特大桥跨通榆河连续梁-拱桥两侧，推广应用装配式桥面系（见图2）。盐通铁路共有209孔简支梁采用装配式桥面系，是我国首个大段落采用装配式桥面系的高速铁路工程，为装配式工程设计和施工积累了宝贵经验，也为我国发展智能建造提供了工程案例。装配式桥面附属设施主要包括防护墙、竖墙、边墙、电缆槽底板、人行道盖板、栏杆或声屏障等，其中防护墙、竖墙、边墙、电缆槽底板整体预制。该预制件与梁体采用4套金属连接件连接（预埋套筒、预埋垫板、连接螺栓等组成），装配式桥面附属较原现浇桥面附属取消了遮板，对防护墙、竖墙、边墙、电缆槽底板进行了整体设计。4.3我国高速铁路最大跨度连续梁-拱组合结构盐通铁路与通榆河交叉，通榆河为通航河道，航道等级级，为跨越通榆河而设（见图3）。主桥上部结构采用主跨228 m预应力混凝土连续梁-拱组合结构，推动了无砟轨道连续梁柔性拱结构体系向更大跨度的发展。拱肋采用双管桁式与哑铃型组合的新型结构形式，具有施工风险小、经济性优、抗风性能好、视觉效果突出等特点；连续梁拱采用先梁后拱施工顺序，连续梁中支点53 m范围支架现浇筑，其余挂篮悬臂浇筑施工，拱肋采用大节段吊装施工。4.4南通动车运用所总体设计多项创新性优化南通动车运用所规模较大，动车所内各项技术作业、工艺流程复杂。施工图设计过程中，运用BIM技图3盐通铁路跨越通榆河图2装配式桥面系成品702023年第2期项目管理项目管理术检查碰撞、优化设计，自设计源头减少了差错漏碰的发生，提高了设计质量。同时，南通动车所BIM设计深化应用首次完成了全专业协同优化、深化设计，并首次探索了EPC模式主导下，设计、施工、建设多方参与的基于 BIM+GIS 技术的铁路建设管理新模式。南通动车所首次采用BIM+GIS技术，探索了以工程总承包方为主导，设计、施工、业主多方参与的铁路动车所建设管理新模式；探索了BIM技术在工程总体布局和施工图深化设计中的应用；开展了四电综合管沟、信号机布局、库内工艺管线等系统方案优化，探索了BIM技术在运维阶段的应用，提升了动车所运维安全保障能力和经营管理能力。南通动车所三维图见图4。4.5简统化接触网系统首次全线推广使用坚持接触网系统必须满足高速动车运行需求理念，对接触网线型选择、张力大小、钢结构材质、零部件技术参数等均充分论证，采用计算机仿真验证、多方案比选得出。首次全线应用的简统化接触网悬挂系统以“简单、统一、标准”为设计原则，将整体结构进行重组，统一技术参数、简化装备结构、减少零部件种类，提高关键零部件服役周期，更好地适应我国高铁线路长、季节性差异大、行车密度高、连续运行时间长的需求（见图5）。4.6基于快速施工目标和BIM技术的大跨度无砟轨道连续梁拱施工方法在施工过程中，提出综合采用主梁大节段现浇+小节段悬拼、拱梁同步不平衡施工、拱肋大节段浮吊的快速施工方法，相比于同类结构施工工期大幅缩短。同时，建立以BIM技术为核心的连续梁拱超高断面零号块及拱脚钢筋优化设计方法，优化零号块、拱脚钢筋与三向预应力、混凝土浇筑及振捣设备间的空间关系，解决超高断面零号块及拱脚钢筋绑扎困难、混凝土浇筑质量不易控制等技术难题（见图6）。5 设计单位牵头的盐通铁路EPC项目优势5.1充分发挥设计的主导作用，提升源头质量设计单位全过程介入项目建设，加深了与采购、施工的融合。在设计中加强细部设计、动态设计、接口设计和设计优化等方面系统研究，工程措施与工装协调优化应用与土方综合调配、永临结合统筹设计等方面重点突破。超前开展现场核查及施组调查，研究工程措施的可行性、永临结合的经济性，指导深化施工图设计，从设计源头严控工程质量，规避工程风险。5.2充分发挥技术优势，大力开展技术创新，优化设计，有效控制工程投资设计单位通过对专业方案、设计原则充分研究，细化施工图设计，对初步设计考虑不足的地方予以补强，同时对可优化的地方合理优化，既节省了工程投图5简统化接触网全景图4南通动车所三维图图6盐通铁路连续梁钢筋布置BIM设计712023年第2期项目管理项目管理资也提高了安全质量。例如，盐通铁路首次采用新型24、32 m简支梁，32 m简支梁梁高缩短0.22 m，质量减轻约100 t，节约大量工程投资。在盐通铁路首次采用简统化接触网，结构合理，先进科学，打造出具有自主品牌的技术装备，达到国际领先水平。5.3充分发挥 EPC 优势，设计施工建设管理深度融合设计单位充分发挥EPC技术优势，结合现场实际情况展开设计，优化施工方案。设计与施工深度融合，节省工程投资。设计向施工延伸，与施工单位的施工管理优势形成合力，深度融合，提高安全质量，例如盐通铁路 DK117+300DK117+500 段并行宁启铁路，原设计桥梁基础占压宁启线边坡200 m，对既有线运营安全产生影响，实施较为困难。为减少施工中对既有宁启线的干扰，优化曲线半径，与宁启铁路最近线之间的线间距调整为18.5 m，线位距离既有线坡脚最近处为6 m，长度为60 m。增加了可实施性，降低了施工时对既有线运营的影响，提高了安全度。5.4发挥设计优势，实现设计、采购、施工、运营深度融合，物资管理工作更加有序、高效设计单位发挥技术优势，总承包项目部统筹各设计专业在物资采购、供应的各个阶段做好技术支持。总承包项目部提前组织编制技术规格书，并严格把关。统筹各设计专业融入到供应商资格条件编制、招标文件编制、技术对接和交底、物资供应、异议处理等物资管理工作中，从源头把控质量。同时，协调各设计专业组织各供货商在设计变更、方案调整、工程实施等方面做好配合，以便更好地实现设计意图和指导施工，使物资管理更加有序、高效。5.5施工组织和接口管理更加专业化，方案调整及时高效EPC总承包单位提前介入，超前开展工作。为满足江苏省对盐通铁路项目的快速推进要求，在工程总承包中标后，施工单位进场前，EPC项目部超前对全线用地边界进行了勘测，对地上附着物进行了清点，完成了配合比试验，施工单位进场后已经可以提供施工用地。设计工作紧密围绕施工组织主线，合理安排施工设计图纸供应，包括站前、四电、站房施工图纸等。例如，南通动车所2020年7月1日开通，较批复工期大大提前，设计、采购、施工高度融合，体现出了设计牵头EPC总承包的巨大优势。根据项目实施特点和进展情况，EPC总承包单位提前预判可能遇到的问题，与相关各方及时沟通，对相关问题科学评估，重新对施组进行测算，一旦测算后无法满足工期要求，超前进行设计优化和变更设计，以满足施工需求。在盐通铁路制梁架梁阶段，四电接口未施工，EPC总承包项目部充分发挥设计、施工一体化管理职责优势，提前介入四电接口施工，制定了四电接口指导手册，达到了预期目标。6 项目改进方向盐通铁路通过采用EPC模式进行设计和建设，极大地促进了设计和施工的深度融合，取得了一系列创新技术成果，各项建设顺利快速推进，并提前开通运营。但是，在项目的设计和施工过程中，存在一些需要改进的方面。6.1设计单位建设管理经验有待提高，部分设计人员观念转变较慢设计单位作为EPC项目牵头单位，对于体量巨大的铁路建设工程，在项目的建设初期，存在从设计单位转型到建设管理的人员管理经验不足、对建设流程缺乏系统认识等问题。部分设计人员观念转变不及时，有些专业供图不及时的痼疾未完全消除，不能完全满足建设单位的需求。6.2风险包干费比例有待进一步调整和优化传统铁路建设施工招标一般采用施工图进行招标，风险费比例约为1.5%。工程总承包招标采用初步设计进行招标，由于初步设计到施工阶段时间跨度大，初步设计深度不足，地质钻探资料不足，风险费比例仍为1.5%，这对于EPC项目牵头单位存在较大的风险。6.3总承包合同条款有待进一步完善2015年原中国铁路总公司发布了铁路建设项目工程总承包标准招标资格预审文件和招标文件补充文本（铁总建设 2015 338号），对合同价格调整方式进行了明确，但在项目实施过程中，因地方政府规722023年第2期项目管理项目管理划调整、运营提前介入提出的要求、各阶段验收及安全评估提出的要求等非承包人原因引起变化的调价约定不明确，导致费用处理是否属于风险包干费承担范围产生异议。7 结论与建议设计单位作为牵头单位承担EPC项目，可以促进设计和施工深度融合，通过设计优化及时调整方案，有效控制投资，加快施工进度，对于铁路项目的顺利实施和建设具有重要意义。通过盐通铁路项目，针对凸显出的问题，可以从以下方面加强技术和建设管理，以提高EPC项目的建设效益：（1）设计单位应通过制度优化和政策调整，加强对专业技术人员的培训，不断提高专业人员EPC项目进度和质量意识，确保项目顺利快速开展；（2）考虑到EPC项目的时间跨度和工程实施的风险，EPC项目风险费比例设置需合理，并由招标人根据项目具体情况设定，既有利于控制投资，也有利于保证项目顺利实施；（3）在EPC项目总承包合同中，需要进一步明确合同调价原则，对于非承包人原因引起的变更设计费用可调整合同价格。参考文献1 彭丹，敖谷昌，曹一铄.基于成功度的高速公路BOT+EPC项目后评价 J.工程管理学报，2022，36（6）：72-77.2 连井龙，王卫锋，谢宏杰.设计主导EPC项目中施工 管 理 的 问 题 和 对 策J.中 国 勘 察 设 计，2022（12）：64-66.3 王秀秀，王颖林，吴能森.全过程咨询模式下EPC项目主体合作博弈研究 J.工程管理学报，2022，36（5）：19-24.4 陈振，刘丽模，邓琪锦.EPC工程总承包模式下的采购全过程管理 J.中国物流与采购，2022（20）：54-55.5 彭鸣，谢宏杰，毛雨薇.EPC工程总承包设计管理优化研究 J.中国勘察设计，2022（10）：86-90.6 李建威，王建军，张晓华，等.杭绍台铁路EPC工程总承包管理实践 J.中国铁路，2022（10）：15-20.7 陈国良.EPC 模式下铁路建设水土保持管理实践 J.中国铁路，2022（10）：21-26.8 钟姗姗，范方方，傅东箭.基于DEA模型的EPC项目分包商选择多属性决策 J.土木工程与管理学报，2022，39（5）：107-113.责任编辑 李葳收稿日期 2023-01-12Research on Construction Management Practice of High Speed Railway Projects in EPC ModeZHAO Zhihui1,LIU Jiangwei2(1.EPC Business Unit,China Railway Design Corporation,Tianjin 300308,China;2.Design and Research Institute of Route,Station,Yard and Terminal,China Railway Design Corporation,Tianjin 300308,China)Abstract:EPC construction mode has great advantages in construction projects.Taking the Yancheng-Nantong Railway as an example,this paper expounds technical problems and technological innovation practices faced by high speed railway construction and analyzes the advantages of the designer as the EPC leading unit,which can promote the high integration of design and construction,effectively control investment and accelerate the project progress;this paper analyzes the problems and risks in the project implementation of the designer as the EPC leading unit and puts forward solutions and suggestions.Keywords:EPC;high speed railway;engineering design;construction;risks;Yancheng-Nantong Railway73