美國化工項目大型設備吊裝管理的探索

佘 軍

惠生工程（中國）有限公司 上海 201210

1 項目簡介

南亞塑膠集團在美國德克薩斯州波因特康福特（Point Comfort）新建一套80 萬t/ a 乙二醇項目（簡稱NPC EG- 2 項目）。該項目是中國工程公司目前在美國本土承接規模最大的整裝化工建造項目，現場開工日期為2018 年1 月24 日，合同中交日期為2020 年3 月23 日，合同工期26 個月。惠生工程（中國）有限公司（以下簡稱惠生公司）承擔了該項目管廊模塊化設計、現場機械安裝（MEI）等任務。

NPC EG- 2 項目的核心設備集中在反應區，包括1臺高度105m、凈重1700t 的水洗塔（B- C- 115），為項目中 的 最 大 設 備；2 臺 單 重 1008t 的 EO 反 應 器（B- R- 110/ 120）；2 臺 單 重 327t 的 反 應 器 汽 包（B- V- 110/ 120）。在其他工藝區域，還有再生塔（B- C- 220）、循環氣汽包（B- V- 145）等設備。

經過分析比較該項目大型設備到貨時間，以及塔類設備在現場“穿衣戴帽”的進度計劃，經過成本比較分析后，項目部最終決定將水洗塔、反應器汽包、再生塔等17臺大型設備的吊裝作業任務進行獨立發包。

2 大型設備吊裝招標與發包

考慮到NPC EG- 2 項目中最大的設備“穿衣戴帽”之后的吊裝重量（包括附屬設施、吊索具重量）將超過1900t。且地處美國德州，項目部希望將該項目的大型設備吊裝任務單獨發包給一家具有美國特大型設備吊裝經驗和組織能力，且報價合理的專業吊裝公司來執行。為此，項目部特邀請了瑪蒙特（Mammoet）、沙倫氏（Sarens）和ALE 等國際知名吊裝公司來參與本項目大型設備吊裝標段分包的角逐。

在技術標方面，Mammoet、Sarens 和ALE 均能滿足NPC EG- 2 項目水洗塔及其他大型設備的吊裝，只是在環軌吊車車型、臂桿長度、作業半徑、額定載荷等技術參數細節上略有不同。但從吊裝安全角度考慮，水洗塔的吊裝負荷率越低，在技術標評分時將更有優勢。

在商務標方面，項目部組織了公司內的專業人員進行比較和評審，并與投標人進行多輪商務談判，最終達成了Lump Sum +Unit Rate（總價+ 費率）的計價方式。最終，項目部從技術、商務、合作前景等多方面綜合考量，選擇了Mammoet 作為NPC EG- 2 項目大型設備吊裝分包商。

在大型設備招標和分包過程中，還發生了以下插曲，值得引起國內同行的注意。項目部原計劃將大型設備吊裝及吊裝場地處理、檢測作為一個整體標段進行分包招標，但由于美國專業化分工較細，在與Mammoet、Sarens和ALE 進行技術澄清和商務談判時，他們均不接受吊裝場地處理和檢測的施工任務。或者提交一個吊裝場地處理、檢測費用的“天價”帳單，這是項目部進行成本分析后無法承受的。為此，項目部緊急調整分包策略，將吊裝場地處理、檢測作為兩個Lower Tiers Subcontractor（合同金額不大的分包商）進行單獨發包，最終確保了大型設備吊裝施工工序流程的閉環策劃及管理。

3 大型設備吊裝現場執行紀實

3.1 現場場地總體規劃

作為NPC EG- 2 項目的總承包商，項目部需要做好各重點區域的場地規劃。當時的場地規劃按照優先保證環軌吊車基礎及組裝區、大型設備卸車區，合理利用PTC環軌吊車部件存放區，兼顧分包商現場辦公區，其他專業材料存放區的指導思想來進行現場場地的總體規劃。圖1為NPC EG- 2 項目鳥瞰實景圖。

圖1 NPC EG-2 項目鳥瞰實景

3.2 環軌吊車地基施工與檢測

PTC 環軌吊車地基施工質量關系到整個項目大型設備的吊裝安全，因此項目部組織設計部門和施工部門，根據地勘報告集體討論PTC 環軌吊車地基的處理方案，最終基于安全性和經濟性平衡考慮，決定采用“換填墊層法”。

經過現場勘查地下設施情況，并與Mammoet 吊裝團隊建議和協商，將PTC 環軌吊車的作業半徑由投標時的44m 調整為40m（主要是受1 口混凝土排水井影響）。因此，以水洗塔（B- C- 115）向北40m 進行PTC 環軌吊車中心點定位，中心點經項目部、土建分包商（Cajun）、Mammoet 現場負責人三方確認后，對半徑25m 范圍內的區域使用石灰石進行深度為2m（6’～7”）的換填壓實處理，方可達到22t/ m2（≈4500PSF）的地基承載力要求。每層回填深度控制在300mm，夯實后進行密實度檢測，密實度≥95%為合格。

整個PTC 環軌吊車地基全部處理完畢之后，項目部還邀請第三方檢測機構（TWE_Tolunay- Wong Engineers, Inc.）對PTC 環軌吊車內軌、外軌上總計12個點進行地耐力值的檢測，并出具檢測試驗報告。地耐力值檢測合格，將第三方檢測報告的電子版郵件給Mammoet 現場負責人確認后，項目部方可安排土建分包商（Cajun）繼續下一步砂墊層的施工。

由于PTC 環軌吊車對地基的平整度要求非常高，需要控制在5‰之內，這對于一個直徑為25m 的圓形投影面積來說，施工質量的控制具有很大挑戰。經驗做法是在處理完畢的地基上鋪設土工布（長度需要預留出翻折后能夠滿足完全覆蓋的要求），再鋪墊100mm 的細砂層并進行找平。水平度經Mammoet PTC 環軌吊車機組成員驗收合格后，將土工布翻折覆蓋住細砂層，防止砂層被雨水沖砂、流失。這也是PTC 環軌吊車與國內特大型履帶吊車地基處理最大的不同之處。

待砂墊層的水平度驗收合格之后，Mammoet PTC環軌吊車機組鋪設環形底板，并對每塊底板鋪設后的標高值進行記錄。這也標志著PTC 環軌吊車地基處理工作全部結束，并移交給Mammoet 進行PTC 環軌吊車的現場組裝。PTC 環軌吊車底板鋪設完畢現場如圖2 所示。

3.3 PTC 環軌吊車現場組裝

將環軌吊車地基移交給Mammoet 之后，PTC 環軌吊車已經具備現場獨立組裝的條件，這就意味著現場各專業之間的交叉會相對獨立（PTC 環軌吊車組裝區域已經使用警示帶進行了隔離），施工界面協調的工作量大大降低，施工現場主要對安全作業進行監控。

由于該臺PTC- 140 環軌吊車在完成NPC EG- 2 項目之后，還有后續項目的銜接，所以PTC 環軌吊車必須嚴格按照大型設備吊裝進度計劃執行。Mammoet 也組織了充足的施工人力，執行2 班×12h×13d 的工作制度（美國法律規定，2 周內強制性休息1d），來積極推動NPC EG- 2 項目共同工期目標的實現。

PTC 環軌吊車現場組裝的主要流程為：底板找平→（內、外）軌道鋪設→軌道之間連接件安裝→小車安裝→主機結構安裝（含發動機、卷揚機等）→4000t 配重安裝（裝沙的集裝箱）→臂桿系統安裝（包括105m A 型主臂，42m副臂，以及后桅桿）→拉板、跑繩安裝→信號系統調試→臂桿扳起，完成組裝。

PTC 環軌吊車整個組裝周期約為1 個月，投入了1臺650t 履帶吊車、1 臺300t 履帶吊車和1 臺280t 履帶吊車等輔助車輛。

3.4 大型設備卸車

NPC EG- 2 項目中的設備均為全球集中采購，其中大型設備在制造廠內完成保溫、防火施工后，通過海運的方式運抵項目現場附近的碼頭。所以大型設備到貨時間非常集中，如何合理地安排大型設備的卸車位置將是決定項目執行效果的關鍵因素之一。

為了規劃好NPC EG- 2 項目大型設備的卸車和吊裝工作，項目部提前規劃好了大型設備卸車區域。但每臺大型設備的具體卸車位置需要綜合考慮：大型設備的卸船批次和順序；塔器設備需要在現場進行“穿衣戴帽”施工空間預留；大型設備吊裝的可行性和便利性；溜尾吊車通道的預留等。

因此，以水洗塔（B- C- 115） 和EO 反應器（B- R- 110/ 120）為重點，對每臺設備的卸車位置進行提前策劃，并聘請第三方公司使用GPS 定位系統對每臺設備卸車的特征點進行現場定位，做好標識點，并在現場噴涂好特征點之間的連線，為大型設備卸車位置提供可視化的參考，取得了良好的效果。

3.5 大型塔類設備附屬設施的安裝

在NPC EG- 2 項目Mammoet 的吊裝合同中，共有10 臺塔器設備，包括1 臺105m 高的水洗塔（B- C- 115）和1 臺72m 高的再生塔（B- C- 220）。如果這兩臺設備在吊裝前不能在地面完成附屬平臺、直梯、管道支架、管線、電氣照明、避雷系統和航空警示燈等設施的安裝，將會大大增加施工難度，并給項目安全、進度、成本帶來巨大沖擊。因此，在項目策劃階段就已經規劃好，利用PTC 環軌吊車組裝過程中的1 個月時間，同步進行塔器設備附屬設施的地面安裝工作，做到PTC 環軌吊車組裝、塔器附屬設施現場安裝兩不誤，為PTC 環軌吊車準時開吊和按時退場奠定了良好的基礎。

3.6 吊裝方案評審

NPC EG- 2 項目中包含1 臺2000t 級（水洗塔，B- C- 115）和2 臺千噸級（EO 反應器，B- R- 110/ 120）的吊裝。項目部高度重視吊裝方案的評審工作，在Mammoet 進場之時，就已經通過會議和郵件方式明確Mammoet 在設備吊裝前至少需要提前1 個月提交經Mammoet 總部審核的吊裝方案，為公司專家級審批預留出合理的時間窗口。

從Mammoet 團隊進場以來，大家根據現場施工實際情況，經常在一起集思廣益，積極優化吊裝策略和方案。例如，討論并論證只要將反應區鋼結構框架進行局部預留，就可以使用PTC- 140 環軌吊車跨越框架吊裝再生塔（B- C- 220），這就在原投標方案的基礎上節省1 臺1600t履帶吊車的進場，并減少了吊裝場地處理的工作量和費用，達到了雙贏的效果。

在大型設備吊裝之前1 個月的時間節點，Mammoet提交了經荷蘭總部審批的吊裝方案和卸車支撐方案等技術文件。項目吊裝工程師對Mammoet 提交的技術資料進行了初審后，專程回國向公司技術專家委員會進行報告并組織大家進行評審。

3.7 大型設備吊裝

在大型設備正式吊裝前，項目部已經與Mammoet 聯合編制了吊裝日程，并按照該日程督促各自的施工安排和協調。Mammoet 主要負責吊索具（平衡梁、拉板、無接頭繩圈、鋼絲繩扣等）的配套更換及溜尾吊車的到位。項目部將更多的精力放在協調、監督安裝分包商（BAY）對附塔管線的組對、焊接和試壓方面，加快施工進度，為塔器吊裝創造條件。

經過項目部、Mammoet、安裝分包商（BAY）的共同努力，NPC EG- 2 項目終于圓滿完成了大型設備吊裝目標。

EO 反應器、水洗塔現場吊裝現場如圖3、圖4 所示。

圖3 EO 反應器（B-R-110/120，1000t/臺）現場吊裝照片

圖4 水洗塔（B-C-115，105m@1850t，含附件）現場吊裝照片

4 管理小結和經驗分享

NPC EG- 2 項目作為惠生公司在美國化工建設市場的“敲門磚”，整個項目按照美國項目管理標準、合同模式、施工程序來執行，尤其是大型設備吊裝作為該項目執行的亮點，得到了業主管理團隊的高度認可，也為中國工程公司在美國化工建設市場樹立了良好的口碑。

（1）項目部管理團隊成員主要來自中國、加拿大和美國，堪稱“多國聯合部隊”。中國員工主要負責項目策劃和技術工作，加拿大和美國員工則側重與當地分包商的溝通和現場監督。這種執行模式的主要優點是有效地避免了在施工習慣和文化理念方面上的潛在沖突，做到各盡所長，取得了良好的效果。

（2）在美國化工建設市場，合同作為聯系各方的紐帶，必須高度重視合同談判和合同管理工作。而且在合同層面，總包商和分包商是兩個完全平等的主體。美國當地分包商在一個競爭相對寬松的市場中，許多都不接受Lump Sum 報價（固定總價），只接受Unit Rate（清單單價）和T&M（Time & Material，人工時+ 材料）。在這樣的市場環境下，總承包需要承擔更多風險，需要在與業主進行合同談判前就進行充分的合同風險識別和分析。

（3）在項目執行過程中，合同管理人員對各專業管理人員進行合同交底非常重要，使各專業管理人員詳細熟知本專業內的合同界面，以及一些潛在的“索賠點”和“被索賠點”，為項目成本管理“開源節流”。

（4）美國當地專業化分工比較細，類似劃分至NDE、腳手架（塔器安裝平臺、附塔管線時使用）等。

（5）如果說項目合同管理為紐帶的話，那進度控制管理就是檢驗項目執行最直觀的“標尺”。當地分包商一般都執行“計劃→批準→施工→監控→檢查→驗收”基本流程，如果施工過程中現場客觀條件發生改變或施工計劃發生調整，當地分包商的應變能力稍顯不足，這就需要總包商提供較為詳細的施工進度計劃和現場應變指令。

（6）從另一方面，當地分包商的施工進度有時候不理想也與當地管理制度和環境有關。美國政府法律、法規相當重視勞動階層，有著完善的勞動者權益保護法，加點、加班工資是基本工資的1.5 倍、2 倍甚至3 倍。所以一般來講，如果現場需要加班，需要分包商提前報告給總包商，總包商批準后方可進行加班施工作業，并按照合同要求支付加班費用。如果中國工程企業進行美國項目投標，一定要按照美國工效和正常勞動時間來統籌考慮項目施工進度和費用。

（7）美國工人屬于藍領階層，收入不菲，有著較強的安全意識和專業技能。每天早上的施工晨會（Tool Box Meeting）都能見到PPE（個人勞保用品，包括熒光馬甲、安全帽、勞保眼鏡、勞保鞋、長袖工作服、安全帶等）穿戴整齊的工人，認真地聽著工長（Forman）關于當天的工作安排。他們在工作中兢兢業業，按部就班，沒有類似“大干30天，苦干90 天”的勞動競賽。

（8）美國與中國施工成本比重的差異決定了彼此施工方式的不同。美國人工成本高昂，現場施工機械化程度非常高，高空作業車（Manlift）、叉車（Forklift）和SPMT被戲稱為“美國施工三寶”。100A 反應區鋼結構的安裝和高空作業基本上沒有搭設腳手架，2 臺Manlift 就搞定整個鋼結構的安裝（后期連系梁安裝時使用了生命繩）；現場小型材料倒運均采用Forklift 或皮卡；吊車配重塊或吊索具倒運則直接使用SPMT。提高施工機械化程度，也應該是中國工程企業努力的方向。

（9）美國度量衡單位獨樹一幟，與國際單位不兼容，在施工和生活中常帶來一定的困擾，因此需要一個換算器常伴左右。 中國企業及員工習慣上使用“t- m- m2- t/ m2- L”等公制計量單位，而在美國需要經常使用“LB- FT- ACRE- PSF- Gal”（磅- 英尺- 英畝-磅/ 平方英尺- 加侖）等美標單位，所以牢記其轉換系數也是重要的適應功課之一。

（10）團隊建設（Team Building）在美國同樣很重要，通過不定期的Team Building Party，使得來自不同地域，有著不同項目經驗、文化背景的項目管理團隊、分包商主要負責人，在一種輕松的氛圍下進行感情的交流、理念的碰撞，也加強了彼此的了解和認知。

（11）中國工程企業在美國本土執行建造項目時，還需要重點考慮中美兩國關稅稅率變化所帶來的經營風險。NPC EG- 2 項目執行期間，恰逢中美貿易戰正處在拉鋸之時，美國貿易代表辦公室（USTR）對多項原產地為中國的進口材料、設備加征強制性關稅。項目部為了降低項目經營財務風險，一方面積極與業主匯報并溝通協調，讓業主出面給予支持；另一方面積極與貨代聯系，讓其將管廊模塊（NPC EG- 2 項目有62 個模塊，模塊化施工也是海外項目的發展趨勢）按照設備進行報關（設備關稅稅率比散材要低），以最大程度降低項目部的經營財務成本。

總的來說，在NPC EG- 2 項目大型設備吊裝執行過程中上，各分包商都積極地配合項目安全、質量和進度目標，本著整體項目“一盤棋”的思想，圓滿地完成了大型設備吊裝施工節點，為項目后續專業的施工奠定了良好的基礎。

衷心希望中國工程企業能夠借助全球經濟一體化的發展趨勢和“一帶一路”的東風，把中國企業的管理理念、程序，以及千百年來的文化積淀帶到更多的國家和地區，尤其是發達的資本主義國家，讓全世界都能夠見證中國工程企業的崛起和所創造的輝煌業績。