巖石高邊坡國際工程咨詢思路探討

龍 海 濤

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司， 四川 成都 610072)

0 前 言

中國的大型水電設計院通常是智力密集型的機構，高精尖人才眾多，專家團隊實力雄厚，包含地質、水工、施工、環保等多個專業，業務范圍廣泛，覆蓋能源、水利、市政、交通、環保等基礎設施領域。在過去十多年水電行業的高速發展中，這些大型設計院積累了豐富的工程經驗和技術優勢，隨著國家“新常態”下對電力需求的減少，國內大型水電工程也日益減少，中國政府希望國內大型水電設計院能夠在國家“走出去”及“一帶一路”的戰略中充分發揮工程技術優勢，向大型國際工程咨詢公司轉型。

國際工程咨詢業務通常都是建設項目全過程咨詢或一些專業性很強、技術壁壘很高的技術咨詢[1]，比如大型機電設備成套采購或巖石高邊坡等。本文主要探討巖石高邊坡在國際工程的市場潛力以及咨詢的工作流程。

1 巖石高邊坡咨詢的國際市場分析

近年來，非洲、亞洲及南美一些發展中國家的經濟正在蓬勃發展，電力需求也以每年5%～15%的速度在增長，有很大的水電開發潛力。其中不少國家地質構造復雜，有大面積的高山峽谷地貌，在水電開發中也會遇到很多復雜的巖石工程高邊坡，例如：東非大裂谷沿線國家的埃塞俄比亞、坦桑尼亞；喜馬拉雅山脈附近的巴基斯坦、尼泊爾、哈薩克斯坦；南美安第斯山脈附近的秘魯、智利。

我國西部地區是天然的深切割高山峽谷地貌，在過去的水電開發建設中出現了很多世界級的巖石高邊坡，例如：溪洛渡水電站左右岸300 m高邊坡、向家壩水電站600 m高邊坡、大崗山水電站300 m高邊坡等。國內西部地區在建和擬建的大型水電工程高邊坡情況見表1。參建的國內大型設計院通過這些項目逐步建立和完善了高邊坡工程勘察設計技術體系，包括：工程地質穩定性分析評價、定量計算分析和評價以及開挖支護設計等，形成了巖石高邊坡的技術優勢。參建的國內設計院(如成都院、昆明院、華東院)現大多隸屬于中國電力建設集團，隨著中國電力建設集團在全球國際承包商中的知名度提升(位列2016年全球225家國際工程承包商前15名)，一些業主在國際工程建設中也開始委托他們，對一些工程難度較大以及對工期和投資有影響的巖石高邊坡進行技術咨詢。因此，國際工程巖石高邊坡技術咨詢對于國內大型水電設計院存在著一定的市場拓展空間，這些設計院在向國際型工程咨詢公司轉型的過程中，可以拓展此類高工程技術水平的咨詢業務，宣傳單位工程技術實力，助力國際工程營銷。

表1 西部地區在建和擬建的大型水電工程高邊坡情況[2]

2 國際工程巖石高邊坡技術咨詢特點

2.1 巖石高邊坡自身的復雜特性

巖石高邊坡規模大，具有一定的高度，且縱向也很寬，整個區域中的穩定性往往存在分區特點。邊坡自身的穩定性是一個動態變化的過程，巖體結構系統復雜，準確判定失穩機制就存在一定的難度。因此，對其進行常規的治理設計也就具有一定的難度。

2.2 投資優化要求高

國內復雜巖石高邊坡工程投資較大，一般后期可進行工程變更和概預算調整，而國際合同一經簽訂，價格通常不予調整。因此，業主希望通過咨詢將投資控制在一定范圍內。但是國外的人工、材料、機械成本往往高于國內，這就對咨詢工作提出了更高的技術要求。在保證邊坡長期穩定的前提下，不斷優化開挖坡比和支護措施，減少工程量，從而優化整個治理投資。

2.3 施工組織設計優化難度大

國際工程對于工期延誤通常按天或按合同價款的一定比例對承包商進行扣罰。而巖石高邊坡施工周期往往也較長，通常1～2年，尤其是支護穩定一段時間后出現變形的邊坡，還會影響整個工程工期，因此業主通常非常重視施工組織設計的優化。但是國外項目大多處于基礎設施相對落后的地區，道路交通運輸不便，工人工作效率低，現場能夠租賃的機械較少，施工組織優化有一定的難度。

2.4 完成咨詢報告時間緊張

復雜的巖石高邊坡按原設計方案開挖支護后，如果不發生變形垮塌，業主一般不會委托咨詢。在邊坡出現變形、治理難度偏大的情況下，業主才會主動委托有經驗的大型設計院進行咨詢，而此時出于工期的考慮，業主也往往要求他們能夠在較短的時間內提出優化方案供施工單位使用。

3 國際工程巖石高邊坡技術咨詢思路

鑒于以上特點，大型設計院等咨詢單位在進行此類技術咨詢時通常要與原設計單位分工合作，優勢互補，才能在較短時間內保證咨詢的質量。在整個咨詢過程中，咨詢單位要抓大放小[3]，把工作重心放到諸如機制分析、穩定性計算原則、坡比、支護及施工組織優化上，充分發揮他們這方面的經驗和技術水平；原設計單位由于對邊坡的基礎認識更到位，要承擔更多的繪圖計算等基礎性工作，保證中間成果高效產出，提高整體咨詢工作的效率。具體的工作流程如圖1所示。

4 案例分析

成都院技術經濟委員會是一個水電勘察設計經驗豐富的專家團隊。在南塔河1號電站溢洪道邊坡滑塌咨詢的項目中，技術經濟委員會的咨詢團隊與原設計單位廣西院分工合作，按照上述流程開展工作，進行了一次成功的工程咨詢。

4.1 背 景

南塔河1號電站溢洪道邊坡坡高約200 m，地形下緩上陡，在工程邊坡區域還存在大范圍的傾倒變形體及懸崖體，工程地質條件復雜。該邊坡在開挖支護后于2017年3月22日發生了較大范圍滑塌，工程邊坡現狀見圖2。由于堆石壩、廠房等主要建筑物已基本施工完畢，該邊坡施工成為電站2017年能否順利投產的總工期控制節點。南方電網國際公司于2017年5月委托成都院開展咨詢工作，要求2017年6月中旬提供咨詢報告供施工單位使用。

4.2 咨詢流程

成都院技術經濟委員會接到咨詢合同任務后，通過業主與廣西院取得了聯系，雙方單位通力合作，明確分工，按照上述章節流程開展了咨詢，具體過程如圖3所示。

4.3 咨詢內容及成效

(1)高效完成咨詢報告，滿足施工開工要求。成都院把握失穩機制及治理總體思路，優化開挖、支護、施工組織設計，廣西院高效輸出圖紙、文字說明等中間成果。雙方單位分工協作，有效銜接，在1個多月時間內完成了咨詢報告，供施工單位使用，滿足了南方電網國際公司對施工單位開工時間的要求。

(2)節約工程投資，縮短工程工期。成都院充分發揮了豐富的水電工程設計經驗，通過提高綜合坡比、外移開挖線等，相對原設計方案減少了12萬方石方開挖量，節省工程投資約300萬元；錨固系統減少了一定數量的錨桿錨索，使得支護系統更加合理，效果更加經濟穩定；另外，通過增設出渣道路及平臺、調整開挖方式等，優化了施工組織設計，大大縮短了施工工期，滿足了在2017年7月前邊坡治理完工的要求。原方案與優化方案開挖支護對比見圖4。

圖1 巖石高邊坡工程咨詢流程

圖2 工程邊坡現狀示意

圖3 老撾南塔河電站邊坡咨詢流程

圖4 原方案與優化方案開挖支護對比(剖面0+180 m)

(3)與業主建立了市場關系。南方電網在老撾深耕電力市場十余年，此次咨詢項目是他們與成都院的首次合作。成都院咨詢專家通過高質量的咨詢服務向其展示了專業技術實力，同時還向他們介紹了成都院在輸變電工程、設備成套采購等方面的技術實力，贏得了南方電網的充分肯定，建立了良好的市場合作關系，為雙方后續更大范圍合作奠定基礎。

5 結 論

(1)非洲的東非大裂谷、亞洲的喜馬拉雅山脈以及南美的安第斯山脈是世界上三條大的構造帶，他們附近的多數國家水電開發市場潛力較大。這些地區開發水電會遇到很多復雜的巖石高邊坡，由于復雜巖石高邊坡本身要求技術治理水平高，業主通常會委托有經驗的設計院作技術咨詢，所以國際工程巖石高邊坡技術咨詢對于國內一些大型水電設計院具有一定的市場。

(2)中國電建集團下屬的大型水電設計院多屬于智力密集型機構，而且勘察設計過很多復雜巖石高邊坡，他們在向國際工程咨詢公司轉型的過程中可拓寬咨詢業務，包括巖石高邊坡咨詢業務，通過提供高技術水平的咨詢服務與業主建立良好的市場關系，借此宣傳其工程技術和咨詢水平，助力國際市場項目營銷。

(3)在進行巖石高邊坡技術咨詢服務時，咨詢機構要做好總體技術思路把關，原設計單位做好計算繪圖等基礎性工作，按照“準備策劃—現場調查—方案優化—后期服務”的清晰工作流程開展工作，這樣才能在合作中發揮雙方的優勢，提高國際工程巖石高邊坡咨詢服務質量，在有效的工作時間內交出一份既能保證邊坡長期安全，又能優化投資和工期的高質量咨詢報告。