CCS項目TBM廠家的技術服務與管理

杜 尚 春， 高 霞

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

TBM(Tunnel Boring Machine)隧洞掘進機是利用回轉刀具開挖、同時破碎洞內圍巖及掘進，形成整個隧洞斷面的一種新型隧洞施工機械。目前作為長距離隧洞掘進的最先進設備的選擇，廣泛應用于水利水電、交通等行業。其中硬巖雙護盾TBM作為性能最佳、適應面最廣的高端集成系統設備，利用激光導向、電子電氣、液壓、信息、遙測、遙控等高新技術對全部作業進行制導和監控，集超前地質預報、掘進、出渣、襯砌支護、灌漿回填等工序于一體平行作業實現完整成洞。通常，在相同圍巖條件下，其施工速度較常規鉆爆法快達數倍，具有高速、優質、安全、經濟、利于環境保護和人身安全等諸多優點，特別是其高效快速地完成工程項目，可創造出巨大的社會和經濟效益。

目前世界上生產硬巖TBM的廠家主要有美國的ROBBINS、德國的HERRENKNECHT、WIRTH以及法國的NFM。作為一種高端集成綜合系統設備，僅有上述廠家的狀況表明TBM是一個非充分競爭的供應行業，且由于進入國內工程建設市場時間較短，其應用在國內尚未完全普及。因此，在硬巖TBM使用過程中，廠家的技術服務支持就顯得極為重要和必需，包括從最初的工程建設方案規劃、設備選型及設計、人員培訓、運輸及組裝滑行、初始參數判定、正常掘進直至拆機出洞等全過程。

2 項目背景

CCS水電站位于厄瓜多爾東部距首都基多130 km的亞馬遜流域Napo河，為裝機1 500 MW的引水式電站，主要由閘壩取水、經24.8 km長、直徑為9.1 m(襯前)的隧洞至廠房引水發電。

項目采用非標準合同條件(談判的結果)下的EPC合同，不含稅合同金額達19.8億美元，是目前南美最大的在建水電項目，合同工期為66個月。整個項目控制工期的關鍵線 路 是 長 度 為

24.8 km的輸水隧洞。經過綜合比選，負責整個EPC合同內工作的承包商(中國水利水電建設集團)最終決定采用2臺由德國HERRENKNECH制造的雙護盾硬巖掘進機分別從隧洞出口及中間部位設支洞分別向上游掘進的方案。

3 工程規劃階段的技術咨詢

項目前期，業主招標條件中已要求采用開敞式TBM，但經過承包商和廠家進行現場實地考查，在對項目工程巖層、地下水及探硐等進行充分了解和判斷后，對隧洞布置、TBM的工期分析及優缺點等多方面進行分析論證，并考慮到輸水隧洞處于項目關鍵線路的重要性，為確保隧洞按期完工和順利通過各種不良地質洞段，提出采用雙護盾硬巖掘進機的建議，并詳細對開敞式和雙護盾TBM的各種性能數據、適用性及優劣特點等進行了比較，最終成功地說服了業主及承包商專家委員會，為現項目隧洞的順利實施奠定了最關鍵的基礎。

4 設計聯絡會與技術資料的提供

(1)承包商與廠家在簽訂TBM系統采購合同后，按照約定進行設計溝通并舉行聯絡會。首次聯絡會由廠家負責組織，在廠家制造地進行，主要由廠家向承包商提交有關設計制造標準、規范和目錄，介紹初步設計方案、相關圖紙、交貨計劃、關鍵部件選型、分包廠商名稱等。

(2)后續設計聯絡會由廠家向承包商全面提交和介紹合同設備主要部件的設計方案和圖紙、最終部件的選型和交貨計劃、組裝、調試、滑行、試掘進及驗收計劃、最后的拆機轉場以及其他設計中存在的問題，并確認設計審查決議書。

(3)最終的技術文件以合同約定的形式和數量由廠家向承包商提供，包括設備技術資料及圖紙、說明書、工廠組裝和試驗報告、合格證明資料、配件手冊等。

5 承包商人員的培訓

(1)廠家在合同設備開始制造前3個月內向承包商提交初步培訓計劃供承包商確認，承包商在培訓前1個月將人員信息通知廠家，最終培訓計劃按照需要經雙方協商確定。

(2)廠家根據提供的圖紙及技術標準，按大綱細則等文件對承包商人員進行TBM各階段的工作培訓。承包商參與培訓的人員有權向廠家查看必要的、與設備相關的詳細圖紙資料和規范標準。

(3)廠家保證承包商人員在工廠和現場的不同專業人員得到培訓，至少包括TBM總體情況、功能說明書及設備調試方法、液壓原理、電氣及自動控制原理、操作手冊和維修保養手冊、常見故障及排除方法、組裝與拆卸方法、其他設備運行維護的相關信息介紹等。

(4)培訓期間由廠家向受訓人員提供住房、膳食和交通等，協助承包商人員辦理有關進出境簽證手續，并向受訓人員提供試驗儀器、工具、技術資料、圖紙、參考數據、工作服、防護用具、辦公用品、國際聯絡方式等條件，同時為受訓人員提供在培地免費醫療及人身保險。

(5)培訓費用按合同約定計算，包括所提供的辦公條件、食宿、交通、通訊等。

6 運輸及組裝滑行過程中的技術支持

CCS項目所使用的TBM從德國發運，2012年4月9日到達厄瓜多爾瓜亞基爾港口，5月12日經公路運輸至隧洞出口，7月24日完成組裝滑行，9月21日正式開始掘進。

6.1 面臨的困難和技術問題

6.1.1 運輸困難

從港口至工地現場道路多屬山區重丘標準，所經過的數座橋梁寬度和承重均無法達到TBM最重件主軸承整體運輸要求，因此只能對TBM主軸承進行解體運輸，解體后的最重件刀盤支撐+主軸承+法蘭尺寸為L×W×H=6.3 m×6.1 m×2.3 m，單重105 t，在此類山區道路條件下的TBM大件運輸方案及組織管理較為困難。

6.1.2 組裝困難

由于主軸承受道路運輸限制，解體運輸后需在工地現場進行組裝，而工地的組裝質量又將影響到TBM的掘進性能，而安全可靠地在工地組裝TBM的核心部件——主軸承在國內外工程尚未得到應用。因此，本項目的TBM主軸承在解體運輸至現場后的組裝是極為復雜的系統工程。由于受現場條件限制，TBM在現場組裝過程中安裝線和出渣皮帶系統只能共用，即在TBM組裝完成滑行進洞后才能進行出渣系統的安裝，從而使工期壓縮得極為緊張，而后續滑行進洞伊始便進入半徑300 m的轉彎洞段，這也是同等規模TBM滑行中的難題。

6.2 采取的技術服務措施

(1)TBM在上述運輸、組裝到滑行的三個階段都需要進行詳細的調查準備，需要強有力的技術支持方可實施。期間，廠家的配合支持就顯得尤為重要。為使各階段工作順利進行，廠家派遣了具有豐富經驗的、熟練的專業人員到現場進行技術指導。

(2) 廠家技術人員抵達現場后，雙方代表協商確定了總的工作計劃并及時根據實時進度進行調整。

(3)廠家技術人員在現場對承包商人員再次進行理論和實踐培訓，培訓內容包括前述5.3條所示內容，在不遲于試掘進前一個月內進行。

(4)承包商負責在現場向廠家人員提供膳食、住房、辦公室、勞保用品、工作用具、交通工具、網絡、手機、傳真設備以及翻譯人員。

(5)廠家從主機設備現場安裝開始，提供1名專業現場經理，機械、液壓、電氣工程師各1名指導組裝，組裝結束時增加2名操作手進行合同設備的調試和試掘進工作。

7 試掘進及性能考核與驗收

7.1 試掘進

(1)試掘進是在完成組裝調試后進入隧洞并完成2 km掘進及襯砌。其中，前1.5 km由廠家人員進行操作，承包商人員學習并輔助配合；后續0.5 km由承包商人員操作，廠家人員進行指導，但操作責任由廠家負責。

(2)廠家負責前2 km的掘進義務包括：使TBM運作良好，補救TBM的任何質量和設計缺陷；根據隧洞的設計操作TBM，組織安排掘進機和后配套系統中的各項準備工作，并將準備工作計劃以及隧洞掘進措施提交給承包商。

(3)承包商根據廠家的準備工作計劃，提供掘進機及后配套之后的所有物流服務及設施，如安排運輸施工物料和管片、供應施工必需的水電等、提供人員給廠家完成指定工作。

(4)在試掘進期間，雙方任命1位現場負責人記錄掘進機每天的停機時間。記錄中注明停機原因，如設備故障或由于承包商原因造成，包括停電或任何阻礙掘進機掘進的地質條件情況等。除每天正常的4 h維修保養時間外，雙方每天各有2 h免責時間，1個工作日為16 h的掘進時間。

(5)經雙方共同檢查停機記錄后，若產生因各自原因造成總停機時間之間有差值時，將以按責互償條款進行費用賠償處理，但雙方仍有義務根據按合作原則完成試掘進。

(6)如2 km試掘進未能在約定時間內完成，廠家有義務繼續完成前2 km余下的長度，并且承包商按照合同約定單價支付剩余掘進進尺的費用。

7.2 技術服務安排

(1)技術服務時間和服務費用是指在正常條件下TBM在3個月內完成組裝調試，20周完成試掘進。如果在規定的期限內不能完成設備組裝調試和所規定的試掘進長度，廠家應自費延長技術服務時間，直至完成合同約定的內容。

(2)廠家進行現場技術服務的人員崗位安排為：現場代表1名、操作手2名、PLC工程師2名、液壓工程師2名、電氣工程師2名。

(3)人員服務時間標準為10 h/d，50 h/周，220 h/月。夜班和周六工作計入該服務費用中。周日工作加收50%費用，公共假期加班另外計100%費用。

(4)服務費率分為三種情況：短期服務1個月內、中期服務1～3個月、長期服務>3個月。設備組裝及試掘進期間技術服務時間段為7個月/2 km，長期服務費率標準包含往返經濟艙機票、服務人員工資、稅費、保險等，不含周日及公共假期加班費用、往返厄機場至工地交通住宿費用、現場福利及餐食等。

7.3 性能考核及驗收

當試掘進完成后，雙方商定時間開始設備的性能考核，考核期為1個月。性能考核的目的是為檢查設備是否達到合同要求，如純掘進1.8 m(即1環)時間不超過30 min、單環管片安裝速度不大于12 min、掘進機換步時間小于5 min、開挖軸線偏差控制在±40 mm以內、月均施工進尺達到600 m等。

合同設備完成性能考核并實現合同專用技術條件規定的全部技術性能和設備保證要求后，雙方可進行驗收并簽署確認驗收證書并各執保留。如果性能測試失敗，技術參數和性能指標沒有達到合同要求，則將繼續按照合同規定重新進行考核驗收直至合格。

8 正常掘進過程中的技術服務

8.1 協 議

在試掘進結束后，基于工程需要，承包商要求延長技術服務時間，雙方協商確定繼續提供技術服務并簽署協議，通常時間不小于6個月，到期前根據需要雙方協商確定延期及人員變更與否。同時，協議中約定若人員臨時調到廠家其它項目時，需提供同等合格人員替換補充。

8.2 詳細服務計時及計費

現場技術服務費率按主合同中約定的長期服務費率，基于小時計費情況如下：

* 服務費基于10 h/d，超過10 h/d的額外時間支付額外費用，每月不超過220 h/人·月；

* 洞內路途時間已含在工作時間內；

* 除10 h/d正常工作時間外，超出的額外小時按150%計取；

* 星期日加班額外支付50%的費用；公共假日加班額外支付100%的費用。

8.3 支 付

承包商在收到廠家當月遞交發票30 d內，按廠家提供的賬戶用美元支付。根據厄稅法規定，技術服務費用的支付由承包商在厄境內匯出時會產生匯出稅，承包商和廠家各承擔50%，先行由承包商墊付，廠家在收到款項后按約定方式返還。

8.4 特殊稅費的處理

由于技術服務發生在現場，因此，根據厄稅法規定，廠家需交納當地增值稅和所得稅。此費用由承包商代扣代繳，然后提供預扣憑證給廠家，相應費用在應支付給廠家的費用中扣除。

同時，根據厄德雙重避稅協定，對于其所得稅已在德國繳納的，無需在厄境內重復繳納。當厄稅務機構要求廠家提供完稅證明資料時，由廠家按要求提供后承包商代為辦理在厄境內的退稅事宜并將其返還廠家。

9 結 語

CCS項目TBM施工在2013年4月創造了同等級直徑(≥9 m)世界紀錄第三的優異成績(月進尺1 000.8 m)，年度月均進尺達685 m，為整個CCS項目順利實施提供了可靠的工期保證。其間，TBM廠家從項目伊始，特別是在TBM掘進時遇到卡機脫困、穿越特殊地質情況洞段，如流沙、斷層或軟弱巖層等情況時的技術服務工作做出了較大的貢獻和支持。

但同時也須注意到：在要求廠家提供技術服務時，作為歐美廠家基本壟斷的設備供應行業，廠家的技術服務費用較為昂貴。因此，在使用時一定要根據項目實際需要，合理地選擇服務內容及標準，以避免不必要的支出。在現場應特別注意對廠家人員的工作考勤需認真而詳實的記錄并經雙方確認，否則極易發生費用糾紛而導致協作不暢。