喀麦隆南部热带雨林地区225 kV输变电线路工程施工管理

谢志峰 曾润君

位于非洲中部的喀麦隆共和国水资源丰富，可利用的水力资源大约2 080亿m3，虽然经过多年开发，但利用率仅5%，发电量依旧远低于电力需求总量，为减小国家的能源矛盾，喀麦隆政府于2009年决定在位于南部地区的Ntem河上建设总装机容量为211 MW的曼维莱水电站工程。

喀麦隆国家输电供电网络总长约2.5万km，分为北部、南部和东部3个独立电网，其间互无连接，电网结构非常薄弱，近40%的电能在输变电过程中损耗。南部电网在目前只有喀麦隆西部送出的Mangombé-Oyomabang 225 kV单回线路供电的状态下，长时间、大面积的停电状况时有发生。曼维莱水电站225 kV输变电线路工程的建设将使曼维莱水电站的电能稳定地输送到现有南部电网中，不仅能为南部电网创造第二个电能注入点，给首都雅温得市提供新的电力保障，还能为喀麦隆东部规划的许多矿业项目提供电能，满足喀麦隆中部和东部不断递增的电能需求，更能在未来与邻国加蓬、赤道几内亚的电网互联发展，实现更高的经济收益。

曼维莱水电站225 kV输变电线路工程起于曼维莱水电站，止于新建雅温得225 kV NKOL NKUMU变电站，中间接入新建225 kV Ebolowa变电站与扩建225 kV Ahala变电站。线路路径长度为278.5 km，均采用同塔双回路架设。工程全线处于喀麦隆南部热带雨林地区，年平均气温24～28℃，12月至翌年2月和7月至8月为旱季，3月至6月和9月至11月为雨季，年均降雨量超过2 000 mm，年均雷雨天数120 d。沿线高程分布为205～810 m之间，地形以丘陵和山地为主。

本文以曼维莱水电站225 kV输变电线路工程为例，介绍喀麦隆南部热带雨林地区225 kV输变电线路工程的施工管理。

1 前期策划管理

国际工程受所在国别区域的政治、经济、文化和环境等因素影响，各类情况比较复杂。项目前期策划就是在充分考虑各种限制条件后，在假定的前提条件下，基于投标阶段的成果和拟定的项目管理目标，遵循计划和实际行动相一致的原则而开展的一项重要的施工准备工作。

前期策划主要内容包括项目总体规划、施工组织设计和项目成本控制3个方面，其中项目部总体规划的主要工作是确定管理目标、组织架构和经营模式；施工组织设计的主要工作是研究确定总进度计划、总平面布置和关键技术方案，规划人员、设备、材料等生产要素的配置；项目成本控制的主要工作是确定目标成本、风险控制、资金流和税收筹划。本工程前期策划工作分为基础工作、检查校核和调整优化3个阶段进行。

1.1 前期策划的基础工作阶段

基础工作阶段在项目确定中标后启动，主要由公司抽调各职能部门人员组成的项目筹备组在国内进行。

（1）根据以往同类工程的项目管理经验，结合公司实际情况，初步确定项目经营模式，以互惠互利、合作共赢为原则，规划设计、采购、施工三部分的自营和分包范围。

（2）按照初步确定的经营模式构建项目组织机构，包括项目管理班子的选择和职能部门的设置。其中项目管理班子综合考虑备选人员的专业技术水平、管理水平、国际项目工作经验、语言能力和职业发展需求，同时考虑人员搭配和专业互补。职能部门的设置按照长距离线性工程特点采取矩阵组织结构，明确管控的范围和工作的流程，实现人员精简、管理高效的目的。

（3）分析招标阶段收集的工程相关资料和所在国工程建设信息，进行施工组织设计编制和成本控制规划，重点为进度计划、平面布置、现金流计划和目标成本估算。

1.2 前期策划的检查校核阶段

基础工作阶段的中后期，项目经理部获准成立。2014年9月项目班子成员和部分技术干部陆续进点后，前期策划工作的重心前移，由项目经理部执行具体工作，主要是在进一步了解项目所在国和施工现场环境后，对基础工作阶段的结果进行检查校核。

1.2.1 深入调研国别情况

依托公司在喀麦隆承建的曼维莱水电站项目和当地社会关系，项目部通过参观已建和在建的工程项目，走访各中资企业代表机构，结合对沿线较大城市的实地考察结果，更新完善了该国的政府机构设置和职能、工程相关的法律法规、海关和税收的相关规定及市场物资供应的价格水平等重要信息资料。

1.2.2 了解项目环境因素

针对基础工作阶段对项目了解的局限性，项目部以总工程师和生产经理牵头，对项目的自然环境、社会环境和作业环境进行考察，其中对自然环境主要收集了当地政府机构和在建项目所掌握的地质、水文和气象条件等资料；对社会环境主要了解了沿线劳务分部情况和矿业、劳监、土地等政府机构的管控力度；通过协调项目业主促成对规划线路的联合考察工作，掌握了便道、通道、交通等施工作业环境因素。

1.2.3 提前进行准备工作

考虑设计工作先行的必要性，项目部提前安排测量人员进场，以布设施工测量控制网为主要任务，同步执行本阶段其他工作，实现资源优化。

经过本阶段近半年的细致工作，通过对基础工作阶段策划方案的现场检查和校核，结合更新后的信息资料，项目部于2015年3月完成了首版项目前期策划书。

1.3 前期策划的调整优化阶段

前期策划的数据资料受对当地条件的了解程度影响非常大，数据资料的准确性直接关系到项目实施的重大决策。在等待合同签订（2015年7月）的过程中，公司高度重视前期策划的数据修正，指导项目部在首版项目前期策划书的基础上进行调整优化阶段的工作，该阶段的重点为施工组织设计和项目成本控制。

（1）通过对项目范围内交通条件和城市分部情况，以30～40 m管控半径为标准，重新规划了主、副营地的布置，并结合项目起止位置均有公司在建项目的优势，增加两处临时营地。

（2）根据掌握的海关货物进口规定，在详细调查项目沿线房屋租赁价格和房源信息后，以租赁房屋设置生活营地的方案取代自建营地方案，节约建设成本，缩短临建布置周期。

（3）通过先期开始的施工便道规划和线路通道考察工作，结合收集了解的当地分包商信息，将施工便道和线路通道的砍伐清表工作在当地分包，调整施工机械配置计划。

（4）根据一个雨季和旱季周期的天气情况记录，重新核定不同季节的有效工作天数，调整施工总进度计划和相应资源配置。

在2015年8月完成修订的项目前期策划书中，进一步深化了对现场条件的认识，修改后的施工组织设计的指导性和适用性更强，对应的人、材、机数量和费用的计算也更加准确，以此为基础进行的二次预算成为项目成本控制的重要依据。

2 过程组织管理

喀麦隆曼维莱水电站输变电线路工程为设计、施工（Design and Build，DB）一体化工程总承包项目，采用由业主、总承包商、工程师组成的三元管理体制，总承包商负责工程项目的设计和施工等工作，另协助业主进行工程成套设备的采购。由于我国高压输电各项技术已十分成熟，本工程就施工技术而言并不复杂，项目部主要的工作是在施工区域无同类工程借鉴的热带雨林地区进行施工管理，以及国际工程DB模式下同设计、供应商等之间的协调。

2.1 设计工作协调

工程设计是项目实施的首要环节，不仅关系施工组织，还直接影响项目成本。DB模式下的设计工作是对针对概要设计的详细设计，包括对空间划分、功能设置、外形设计和各单元之间联系的处理，完成的图纸经过业主批准后才能用于工程实施。为使合理的设计方案能够尽快付诸实施，尽早开始各项设计工作和尽力保持各方沟通顺畅是设计工作协调的重点。

项目部的设计工作均围绕“早”字展开。在前期策划阶段（2014年9月）即与业主、工程师一同对拟定规划的线路路径和变电站选址进行现场考察，获取数据后开始细化研究。合同签订后，项目部采取先进的航拍测量技术取得地形资料，使线路详细设计不受制于砍伐清表和地形测量。塔位排杆完成后，采用手持GPS初步定位即开始塔基地形复测和地质勘探工作，为基础图纸设计争取宝贵的时间。依靠清晰的管理思路和有效的技术措施，设计资料均在计划时间内提交并得到批准，未影响现场施工。

热带雨林地区数量众多的沼泽是影响塔基施工的最大障碍，虽然有前期地勘数据，但受样本局限，往往到基础开挖至设计高程后才发现基础承载力不足，及时的数据反馈和设计变更成为解决该问题的关键。项目部通过协调各方关系，制定了一套涵盖现场反馈、检测试验、补充测量和数据报告等环节的工作流程，利用前方设代和后方支持，及时高效地完成设计变更方案。

热带雨林地区植物生长快，根系入土浅，致使细高树木易倒伏，应对不能危及线路安全的此类树木实施定点砍伐。而线路通道的砍伐清表工作在当地分包，这就要求施工组织设计对此实行“早统计”、“早定位”，方可减少合同纠纷，使工程施工顺序推进。

2.2 劳务管理和技能培训

人力资源是项目实施的重要因素。喀麦隆人口约2 100万，与大部分非洲国家劳务情况类似，因基础设施建设缓慢和技能学校不足，当地劳务以从事体力劳动的底层作业人员居多，流动性强。从本工程实施和后续市场考虑，项目部在劳务管理方面主要从以下两个方面进行。

（1）熟悉法律法规，保持政府部门紧密联系。通过主动联系，项目部与政府劳动和劳监部门建立工作联系，将阶段劳务用工计划上报劳动部门，由其向社会公布，招聘符合条件的工人为项目服务，同时用正规方式邀请劳监部门人员以顾问身份介入项目部用工管理，指导合同签订，处理劳动纠纷。

（2）组织技能培训，促进当地劳务能力提高。针对当地劳务中缺少输变电施工登高作业人员的情况，项目部在组立塔和放紧线施工开始后，分批选拔优秀劳务，并教授其工作技能，在中方人员的指导和监督下学习劳动保护用品的使用，并逐步开始登高作业。在各选拔阶段，项目部聘请具备资质的第三方认证机构APAVE公司对获选员工进行职业健康安全培训和技能认证，与项目部共同签发证书，以此提高劳务积极性和归属感。

（3）多种薪酬模式，拓展工作效率提升思路。项目部严格按照法律规定的薪酬标准为当地劳务定岗定薪，但单一的薪酬制度无法有效刺激劳动积极性，对此，项目部积极发展和培养喀方班组长，在地质探坑开挖、铁塔基础回填和接地线埋设等工作中试行计件制，并鼓励有能力的喀方班组长自行组织人员按量承包。此举不仅提高了喀方员工的工作效率和收入，更减少了中方人员配置和工作量。

2.3 施工设备保障管控

机械设备是项目实施的基本保障。输变电线路工程为典型的线性工程，施工范围大，工作面分散，只有提高设备的使用率和完好率才能满足施工需要。

为实现生产材料的运输和人员、设备的进入，本工程在全长278.5 km的线路通道上共规划了149条连接主要交通道路的施工便道，便道总长约326 km。综合考虑热带雨林地区实际情况，项目部借鉴周边公路工程建设项目的施工经验，提高了施工便道的建设标准，在开辟便道时即清除表层腐殖土，使用当地透水性强的红土砾石材料铺筑路面，该措施虽然增加了便道建设成本，但提高了旱季和雨季初期的便道通行能力，降低了轮式车辆被困泥泞道路后的机械损耗，减少了因设备故障和运输受阻造成的工效损失。

项目部对机械设备使用维护采取两级管理体系，即：厂队、工区等设备使用单位负责日常维护和保养，填写设备运行记录，每日施工结束设备返场后，由修理班组向驾驶员了解设备使用情况，并进行基本检查。项目部机物部负责定期巡检，通过对设备动向、配件消耗、运行记录等情况的整理分析，统计设备运行情况，对使用率较低和情况异常的设备进行重点检查和督促整改。

2.4 成套设备集中采购

设备采购是项目实施的主要风险，关系到项目使用功能能否达到预期目标。DB总承包模式中业主采用较为严格的控制机制，承包商自主权较小，尤其在成套设备采购工作中，承包商既要配合业主工作，推荐合格设备供业主和工程师选择批准，使雇主满意，又要熟悉项目功能性要求，努力说服业主减少超标配置，控制项目成本。

受国内长期执行设计、施工分离的承包模式影响，施工单位为国际工程总承包方在设备采购方面面对诸多困难，一方面是掌握的供应商资源和信息较少，对设备的型号、规格缺乏系统了解；另一方面是短时间内很难全面实现国际标准（IEC、IEEE等）和中国标准（GB）的对接和转换。对此，项目部采取以下方法。

（1）充分利用设计单位掌握的信息资源进行设备的选型，凭借其在以往工程项目设计过程中掌握的产品信息分析判断是否满足工程需要，并向业主推荐选用。

（2）依托公司集中采购的信息化成果，邀请合格供应商数据库中具有国际工程设备供货经验的供应商共同参与投标，同等条件下优先选用，保证产品的标准水平。

（3）在设计单位、供应商和业主间搭建沟通平台，正常工作中及时传递各方需求，遇重要设备选型和重大调整时，通过协调会议的形式集中讨论研究。

此外，为达到合作共赢的目的，项目部针对热带雨林地区高热、高湿的自然环境条件，主动协调供应商在防锈、密封、防虫蚁等方面进行技术改造，以提高设备可靠性，并协助供应商积累用于同类区域的产品经验。

3 针对热带雨林地区采取的措施

我国输变电线路设计、建造和应用技术发展迅速，自1952年建设了新中国成立后的第一条220 kV输电线路，开创我国建设高压输电线路的历史篇章后，经过60余年的发展，高压、超高压输电技术已十分成熟，输电线路总长度和输送容量均居世界第一，而近年开始试验并投入使用的特高压输电技术，更让中国的输变电技术占据世界领先水平，也为中国的电力建设企业积累了宝贵的施工经验。

安全、高效地实现项目实施阶段各项目标是工程施工的基本任务。本工程在传统施工方案和工法上已无明显的提升空间，只有针对热带雨林地区特殊的气候和自然条件采用新技术、新设备和新方法才是有效途径。

3.1 采用航拍测量技术提高测量效率

非洲赤道地区热带雨林被誉为“地球之肺”，喀麦隆的国家森林覆盖率达到42.1%，超过30.54%的世界平均水平，且多集中在中南部地区。按照传统测量方式，线路通道地形测量工作必须在通道砍伐清表之后进行，否则光学仪器不具备通视条件，GPS设备接收的信号也极其微弱。

为尽早获得地形测量数据用于设计研究和塔位排杆，项目部在查询国内外多家航拍测量公司信息后，选取有喀麦隆航拍经验和飞行许可文件的法国FIT Conseil公司进行合作。

此次航测的现场工作采用BN2T小型螺旋桨载人飞机执行，由飞机搭载Leica RCD105中型数码相机和Leica ALS70激光雷达从离地高度500 m位置进行数据采集，通过一个测回形成2条平行飞行路线获取500 m宽的测量走廊数据。现场数据与预先布设的25个已知空间座标的像控点进行对比修正后，通过技术处理得到数字地面模型（DTM）、数字高程模型（DEM）、数字表面模型（DSM），并同时取得分辨率达到0.15～0.3 m的数字正射影像照片。

通过项目部实测检验，航测数据空间座标误差小于±5 cm，高程误差小于±20 cm，可直接用于线路布设、塔位排杆和地形图绘制，航拍获得的清晰影像照片不仅为地形图中地貌地物标注提供参考，还大大减少了便道规划的现场踏勘工作量。而14 d的现场飞行和16 d的后期处理取代了近4.5个月的现场测量工作，节约了大量时间和人员投入，值得在同类工程中推广使用。

3.2 选用履带运输车保障雨季交通

通过参考公司在东南亚热带地区输电线路工程施工经验，项目部与专业设备改装厂商合作，根据雨季便道路况条件和铁塔构件实际规格，共同选择合适的发动机功率和货箱尺寸，为本工程量身定制了货箱长度为3.6 m的履带式自卸运输车和货箱长度为5.0 m的履带式平板运输车，分别用于砂石骨料等散装材料运输和铁塔构件与线材运输。

该车采用全钢制履带，履带宽度500 mm，长度3 655 mm，额定载重量5 t，设计车速5 km/h，可适应最大25%坡度。设备定位于雨季便道内特别泥泞道路的500 m以内短距离接驳式运输，起止两端位置辅以随车起重运输车（简称：随车吊）转运。

该设备的投入使用一定程度上解决了在沼泽、陡坡等位置修筑的便道在雨季期间的通行问题，但受行驶速度慢和载重量小的限制，未能大范围使用，接驳式运输的多次装卸也影响了工作效率。但是，通过本工程实践，履带式运输车经过改进后仍是热带雨林地区便道交通的可行方式。

3.3 使用无人机进行特殊地形放紧线施工

热带雨林地区沟塘密布，河流与沼泽较多，长距离输电线路不可避免遇到线路和公路的跨越，如果采用常规的放紧线设备和施工方式，成本较高，施工周期也较长。项目部通过关注国内输电线路施工技术，将近几年发展迅速的无人机放线工艺应用于本工程。

经过比对，项目选用6轴一体化高负载的大疆经纬M600Pro无人机，该机型起飞重量15.5 kg，最大负重6 kg，有足够的动力拖拽长达1 km的牵引绳。其加装的机载抛绳器，可在牵引绳被牵引至目标塔位后，远程遥控将其释放。

施工过程中，与无人机配套使用的是每米质量只有同直径钢丝绳15%的迪尼玛绳作为一级牵引绳，由无人机将牵引绳带至目标塔位，在塔上施工人员的配合下将牵引绳穿过铁塔上预先挂好的滑车后，再继续携带牵引绳往下一基铁塔飞行。施工人员使用无人机在一个放紧线施工区段内每基铁塔之间完成一级牵引绳的展放后，再逐级置换为规格更高、直径更大牵引绳，直至把导地线牵放至各塔位。

本工程无人机的应用给热带雨林地区放紧线施工提供了一个高效、安全、快捷的解决方案，使用选配的航拍设备后，还将执行线路完工前的巡检工作，应用前景十分广阔。

4 结语

通过两年来的施工管理，曼维莱水电站225 kV输变电线路工程取得阶段性成果，部分区段已建设完成并具备试验条件。在此过程中，前期策划阶段的方案被逐项落实，并围绕实现项目目标而不断改进修正。随着国家“一带一路”战略的持续深入和中非国家对能源需求的逐步增大，非洲热带雨林地区电网建设规模也会继续扩大，本工程施工管理过程的方法和措施将为后续项目实施提供宝贵经验。