陳 鑫，張福健

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建 福州 350003）

1 項目概況

某抽水蓄能電站上水庫最大壩高為55 m，調(diào)節(jié)庫容825萬m3，占地面積64萬m3，下水庫最大壩，50 m，調(diào)節(jié)庫容1 625萬m3，占地面積99萬m3，電站擬裝機(jī)容量為4×300 MW，平均水頭448 m，靜態(tài)總投資約50億元，動態(tài)總投資約60億元。其中：機(jī)電安裝項目總成本約為7.89億元，分為主機(jī)及附屬設(shè)備和機(jī)電設(shè)備安裝兩個部分，合同金額占比分別為84.8%和15.2%。主機(jī)及附屬設(shè)備成本主要包括設(shè)備制造費(fèi)、專用工具采購費(fèi)、必要的備品備件費(fèi)等，機(jī)電安裝成本主要包括水泵水輪機(jī)安裝、發(fā)電機(jī)安裝、監(jiān)控系統(tǒng)安裝、啟閉機(jī)安裝、火災(zāi)及消防系統(tǒng)安裝、橋式起重機(jī)安裝、鋼閘門安裝等。

2 成本控制影響因素評價分析

2.1 指標(biāo)體系的建立

將項目機(jī)電安裝分為可研立項階段、招標(biāo)實施階段、施工階段以及竣工驗收階段4個部分，分別針對各個階段的成本影響因素[1-5]，邀請10位具有高級工程師以上職稱且參與水電站建設(shè)工作10年以上的專家展開研討會，最終篩選得到54個主要成本控制影響因素。其中：在可研立項階段，共包括規(guī)劃選址、初步設(shè)計、壩體類型的選擇等6項因素（編號為1～6）；在招標(biāo)實施階段，共包括招標(biāo)設(shè)計、施工單位的選擇、設(shè)備廠家的選擇等11項因素（編號為7～17）；在工程實施階段，共包括項目策劃、施工工藝、設(shè)計變更、質(zhì)量管理等31項因素（編號為18～49）；在竣工驗收階段，共包括組織竣工驗收及竣工結(jié)算時效性、項目后評價、竣工結(jié)算審計管理等5項因素（編號為50～54），建立起水電站成本控制影響因素指標(biāo)體系見圖1。

圖1 水電站成本控制影響因素指標(biāo)體系

2.2 評價分析過程

每位專家對每個影響因素依次進(jìn)行打分，分值為1～9分，1分表示影響程度最低，9分表示影響程度最高，根據(jù)專家打分情況，運(yùn)用熵權(quán)法確定各影響因素的影響權(quán)重。

首先，構(gòu)建指標(biāo)評價矩陣：

式中：n表示成本控制影響因素個數(shù)；m表示專家個數(shù)；xij表示第i位專家對第j個影響因素的打分結(jié)果。

然后，利用熵權(quán)法計算每位專家的熵權(quán)值大?。?/p>

式中：λi表示第i位專家的熵權(quán)值；Hi表示第i位專家的熵值。

接著，將專家評價矩陣和專家權(quán)重向量相乘，得到每個成本控制影響因素的綜合評價值：

最后，通過歸一化處理，得到每個影響因素的權(quán)重值ωj：

式中：yj表示第j個成本控制影響因素的綜合評價值。

2.3 結(jié)果評價

根據(jù)專家打分結(jié)果，構(gòu)建影響因素評價矩陣，計算得到專家熵值向量為：

再通過式（2）計算得到每位專家的熵權(quán)值向量：

將H和λ相乘，然后進(jìn)行歸一化處理，即可計算得到每個影響因素的權(quán)重值，結(jié)果見圖2。從圖中可以看到：54個成本控制影響因素的權(quán)重值介于0.01～0.035之間，為了對影響因素影響等級進(jìn)行區(qū)分，將影響因素劃分 為 I級（影 響 低，權(quán) 重 值 [0.01～0.015））、II級（影 響 中 低，權(quán) 重 值 [0.015～0.02））、III 級（影 響中，權(quán) 重 值 [0.02～0.025））、IV 級（影 響 中 高，權(quán)重 值 [0.025～0.03））以 及 V 級（影 響 高，權(quán) 重值 [0.03～0.035））5個等級，每個等級下對應(yīng)的影響因素情況見表1。從表中可以看到：在54個成本控制影響因素中，有4個影響因素達(dá)到V級影響程度，分別是：8設(shè)備選型、21施工工藝、22施工設(shè)備選用以及33信息化應(yīng)用，因此，在該水電站機(jī)電安裝項目實施過程中，應(yīng)重點(diǎn)對上述幾項影響因素進(jìn)行控制。

圖2 控制影響因素權(quán)重值

表1 專家評分等級劃分結(jié)果

3 成本控制方法

3.1 設(shè)備選型成本控制方法

以往抽水蓄能電站多數(shù)采用300 MW等級、額定轉(zhuǎn)速為428.6 r/min的電動機(jī)發(fā)電，該型號電動機(jī)支路數(shù)絕大多數(shù)采取不對稱繞組形式（7路），這種型號的電動機(jī)存在槽電流偏低、參數(shù)設(shè)計不合理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低等缺點(diǎn)。為解決這一問題，在本工程中，選取了對稱支路繞組（支路數(shù)4）的電動機(jī)，這種型號的電動機(jī)能夠使容量、轉(zhuǎn)速、電壓和槽電流達(dá)到最佳的匹配狀態(tài)；同時，支路數(shù)從7降到4，可以減少線棒、鐵心、定子槽的數(shù)量，在保證發(fā)電效能的前提下，可以減少設(shè)備的材料用量，提升有效材料的利用率，通過發(fā)電機(jī)設(shè)備選型優(yōu)化，可降低工程成本約360萬元。

3.2 施工工藝成本控制方法

在橋式起重機(jī)安裝過程中，原設(shè)計方案擬采用H型鋼焊接制作承重平臺，并預(yù)先制作條形混凝土作為載荷試驗的配重塊，此種施工工藝存在如下弊端：一是采用H型鋼焊接制作承重平臺，需要耗費(fèi)大量鋼材和人力，二是預(yù)制條形混凝土塊進(jìn)行載荷試驗之后沒有其它用處，造成混凝土材料資源的極大浪費(fèi)。為此，項目部通過研究決定，將原載荷試驗方案設(shè)計變更為水箱試驗方案，水箱自重及其裝水最大重量共計330 t，可滿足1.25倍靜載荷試驗（250 t×1.25=312.5 t）要求，通過潛水泵向水箱中注水，通過水箱中水位線刻度值控制注水量。原施工方案預(yù)計需花費(fèi)56萬余元，而優(yōu)化設(shè)計方案預(yù)估僅需18萬元，相比原方案可節(jié)約工程成本38萬元。

3.3 施工設(shè)備選用成本控制方法

在原設(shè)計方案中，水利機(jī)械輔助系統(tǒng)管道采用在現(xiàn)場分段預(yù)制安裝的方式，這種方式主要以人工焊接為主，存在焊接缺陷的幾率較高，焊接外觀成型質(zhì)量較低，同時施工工期還較長。為解決這一問題，決定將上述管路預(yù)制工作全部集中到自動化預(yù)制工廠施工[6]，采用全自動焊接機(jī)器人進(jìn)行智能焊接工作。方案優(yōu)化過后，整體施工效率提升了約70%，一次焊接合格率達(dá)到99.9%以上，每10 m管路預(yù)制可節(jié)約人工費(fèi)約200元。

3.4 信息化應(yīng)用成本控制方法

當(dāng)前，很多工程項目仍采用傳統(tǒng)的二維施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場施工，這種方法無法提前發(fā)現(xiàn)圖紙中的錯誤，焊接質(zhì)量難以把控，容易出現(xiàn)錯、漏、碰、缺等問題。因此，建議采取以下3個措施進(jìn)行改進(jìn)：①建立全廠數(shù)字化三維模型；②各系統(tǒng)管路采用預(yù)安裝方式；③依據(jù)三維模型開展倉面設(shè)計。采取信息化應(yīng)用之后，在施工過程中出現(xiàn)漏埋、錯埋的現(xiàn)象大大降低，提高了現(xiàn)場施工作業(yè)效率，從而節(jié)約了工程成本。

4 結(jié)語

以某抽水蓄能電站機(jī)電安裝項目為例，采用層次分析法構(gòu)建水電站成本控制影響因素指標(biāo)體系，再利用熵權(quán)法確定每個影響因素的權(quán)重，通過權(quán)重分析，確定了設(shè)備選型、施工工藝、施工設(shè)備選用以及信息化應(yīng)用為該工程成本控制的最重要影響因素，并有針對性這些影響因素采取了有針對性的成本控制方法，取得了良好的工程經(jīng)濟(jì)效益，可為水電站機(jī)電安裝工程成本控制提供借鑒。