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(jìn)機(jī)是利用回轉(zhuǎn)刀具開挖、同時破碎洞內(nèi)圍巖及掘進(jìn)，形成整個隧洞斷面的一種新型隧洞施工機(jī)械。目前作為長距離隧洞掘進(jìn)的最先進(jìn)設(shè)備的選擇，廣泛應(yīng)用于水利水電、交通等行業(yè)。其中硬巖雙護(hù)盾TBM作為性能最佳、適應(yīng)面最廣的高端集成系統(tǒng)設(shè)備，利用激光導(dǎo)向、電子電氣、液壓、信息、遙測、遙控等高新技術(shù)對全部作業(yè)進(jìn)行制導(dǎo)和監(jiān)控，集超前地質(zhì)預(yù)報、掘進(jìn)、出渣、襯砌支護(hù)、灌漿回填等工序于一體平行作業(yè)實現(xiàn)完整成洞。通常，在相同圍巖條件下，其施工速度較常規(guī)鉆爆法快達(dá)數(shù)倍，具有高速、優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)、利于環(huán)境保護(hù)和人身安全等諸多優(yōu)點，特別是其高效快速地完成工程項目，可創(chuàng)造出巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

目前世界上生產(chǎn)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(tǒng)設(shè)備，僅有上述廠家的狀況表明TBM是一個非充分競爭的供應(yīng)行業(yè)，且由于進(jìn)入國內(nèi)工程建設(shè)市場時間較短，其應(yīng)用在國內(nèi)尚未完全普及。因此，在硬巖TBM使用過程中，廠家的技術(shù)服務(wù)支持就顯得極為重要和必需，包括從最初的工程建設(shè)方案規(guī)劃、設(shè)備選型及設(shè)計、人員培訓(xùn)、運輸及組裝滑行、初始參數(shù)判定、正常掘進(jìn)直至拆機(jī)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(jī)1 500 MW的引水式電站，主要由閘壩取水、經(jīng)24.8 km長、直徑為9.1 m(襯前)的隧洞至廠房引水發(fā)電。

項目采用非標(biāo)準(zhǔn)合同條件(談判的結(jié)果)下的EPC合同，不含稅合同金額達(dá)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(guān)鍵線 路 是 長 度 為

24.8 km的輸水隧洞。經(jīng)過綜合比選，負(fù)責(zé)整個EPC合同內(nèi)工作的承包商(中國水利水電建設(shè)集團(tuán))最終決定采用2臺由德國HERRENKNECH制造的雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)分別從隧洞出口及中間部位設(shè)支洞分別向上游掘進(jìn)的方案。

3 工程規(guī)劃階段的技術(shù)咨詢

項目前期，業(yè)主招標(biāo)條件中已要求采用開敞式TBM，但經(jīng)過承包商和廠家進(jìn)行現(xiàn)場實地考查，在對項目工程巖層、地下水及探硐等進(jìn)行充分了解和判斷后，對隧洞布置、TBM的工期分析及優(yōu)缺點等多方面進(jìn)行分析論證，并考慮到輸水隧洞處于項目關(guān)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(zhì)洞段，提出采用雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)的建議，并詳細(xì)對開敞式和雙護(hù)盾TBM的各種性能數(shù)據(jù)、適用性及優(yōu)劣特點等進(jìn)行了比較，最終成功地說服了業(yè)主及承包商專家委員會，為現(xiàn)項目隧洞的順利實施奠定了最關(guān)鍵的基礎(chǔ)。

4 設(shè)計聯(lián)絡(luò)會與技術(shù)資料的提供

(1)承包商與廠家在簽訂TBM系統(tǒng)采購合同后，按照約定進(jìn)行設(shè)計溝通并舉行聯(lián)絡(luò)會。首次聯(lián)絡(luò)會由廠家負(fù)責(zé)組織，在廠家制造地進(jìn)行，主要由廠家向承包商提交有關(guān)設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和目錄，介紹初步設(shè)計方案、相關(guān)圖紙、交貨計劃、關(guān)鍵部件選型、分包廠商名稱等。

(2)后續(xù)設(shè)計聯(lián)絡(luò)會由廠家向承包商全面提交和介紹合同設(shè)備主要部件的設(shè)計方案和圖紙、最終部件的選型和交貨計劃、組裝、調(diào)試、滑行、試掘進(jìn)及驗收計劃、最后的拆機(jī)轉(zhuǎn)場以及其他設(shè)計中存在的問題，并確認(rèn)設(shè)計審查決議書。

(3)最終的技術(shù)文件以合同約定的形式和數(shù)量由廠家向承包商提供，包括設(shè)備技術(shù)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(xùn)

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

(2)廠家根據(jù)提供的圖紙及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按大綱細(xì)則等文件對承包商人員進(jìn)行TBM各階段的工作培訓(xùn)。承包商參與培訓(xùn)的人員有權(quán)向廠家查看必要的、與設(shè)備相關(guān)的詳細(xì)圖紙資料和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

(3)廠家保證承包商人員在工廠和現(xiàn)場的不同專業(yè)人員得到培訓(xùn)，至少包括TBM總體情況、功能說明書及設(shè)備調(diào)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(yǎng)手冊、常見故障及排除方法、組裝與拆卸方法、其他設(shè)備運行維護(hù)的相關(guān)信息介紹等。

(4)培訓(xùn)期間由廠家向受訓(xùn)人員提供住房、膳食和交通等，協(xié)助承包商人員辦理有關(guān)進(jìn)出境簽證手續(xù)，并向受訓(xùn)人員提供試驗儀器、工具、技術(shù)資料、圖紙、參考數(shù)據(jù)、工作服、防護(hù)用具、辦公用品、國際聯(lián)絡(luò)方式等條件，同時為受訓(xùn)人員提供在培地免費醫(yī)療及人身保險。

(5)培訓(xùn)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(shù)支持

CCS項目所使用的TBM從德國發(fā)運，2012年4月9日到達(dá)厄瓜多爾瓜亞基爾港口，5月12日經(jīng)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(jìn)。

6.1 面臨的困難和技術(shù)問題

6.1.1 運輸困難

從港口至工地現(xiàn)場道路多屬山區(qū)重丘標(biāo)準(zhǔn)，所經(jīng)過的數(shù)座橋梁寬度和承重均無法達(dá)到TBM最重件主軸承整體運輸要求，因此只能對TBM主軸承進(jìn)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(qū)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(xiàn)場進(jìn)行組裝，而工地的組裝質(zhì)量又將影響到TBM的掘進(jìn)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(nèi)外工程尚未得到應(yīng)用。因此，本項目的TBM主軸承在解體運輸至現(xiàn)場后的組裝是極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。由于受現(xiàn)場條件限制，TBM在現(xiàn)場組裝過程中安裝線和出渣皮帶系統(tǒng)只能共用，即在TBM組裝完成滑行進(jìn)洞后才能進(jìn)行出渣系統(tǒng)的安裝，從而使工期壓縮得極為緊張，而后續(xù)滑行進(jìn)洞伊始便進(jìn)入半徑300 m的轉(zhuǎn)彎洞段，這也是同等規(guī)模TBM滑行中的難題。

6.2 采取的技術(shù)服務(wù)措施

(1)TBM在上述運輸、組裝到滑行的三個階段都需要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查準(zhǔn)備，需要強有力的技術(shù)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(jìn)行，廠家派遣了具有豐富經(jīng)驗的、熟練的專業(yè)人員到現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。

(2) 廠家技術(shù)人員抵達(dá)現(xiàn)場后，雙方代表協(xié)商確定了總的工作計劃并及時根據(jù)實時進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整。

(3)廠家技術(shù)人員在現(xiàn)場對承包商人員再次進(jìn)行理論和實踐培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括前述5.3條所示內(nèi)容，在不遲于試掘進(jìn)前一個月內(nèi)進(jìn)行。

(4)承包商負(fù)責(zé)在現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)、手機(jī)、傳真設(shè)備以及翻譯人員。

(5)廠家從主機(jī)設(shè)備現(xiàn)場安裝開始，提供1名專業(yè)現(xiàn)場經(jīng)理，機(jī)械、液壓、電氣工程師各1名指導(dǎo)組裝，組裝結(jié)束時增加2名操作手進(jìn)行合同設(shè)備的調(diào)試和試掘進(jìn)工作。

7 試掘進(jìn)及性能考核與驗收

7.1 試掘進(jìn)

(1)試掘進(jìn)是在完成組裝調(diào)試后進(jìn)入隧洞并完成2 km掘進(jìn)及襯砌。其中，前1.5 km由廠家人員進(jìn)行操作，承包商人員學(xué)習(xí)并輔助配合；后續(xù)0.5 km由承包商人員操作，廠家人員進(jìn)行指導(dǎo)，但操作責(zé)任由廠家負(fù)責(zé)。

(2)廠家負(fù)責(zé)前2 km的掘進(jìn)義務(wù)包括：使TBM運作良好，補救TBM的任何質(zhì)量和設(shè)計缺陷；根據(jù)隧洞的設(shè)計操作TBM，組織安排掘進(jìn)機(jī)和后配套系統(tǒng)中的各項準(zhǔn)備工作，并將準(zhǔn)備工作計劃以及隧洞掘進(jìn)措施提交給承包商。

(3)承包商根據(jù)廠家的準(zhǔn)備工作計劃，提供掘進(jìn)機(jī)及后配套之后的所有物流服務(wù)及設(shè)施，如安排運輸施工物料和管片、供應(yīng)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(jìn)期間，雙方任命1位現(xiàn)場負(fù)責(zé)人記錄掘進(jìn)機(jī)每天的停機(jī)時間。記錄中注明停機(jī)原因，如設(shè)備故障或由于承包商原因造成，包括停電或任何阻礙掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)的地質(zhì)條件情況等。除每天正常的4 h維修保養(yǎng)時間外，雙方每天各有2 h免責(zé)時間，1個工作日為16 h的掘進(jìn)時間。

(5)經(jīng)雙方共同檢查停機(jī)記錄后，若產(chǎn)生因各自原因造成總停機(jī)時間之間有差值時，將以按責(zé)互償條款進(jìn)行費用賠償處理，但雙方仍有義務(wù)根據(jù)按合作原則完成試掘進(jìn)。

(6)如2 km試掘進(jìn)未能在約定時間內(nèi)完成，廠家有義務(wù)繼續(xù)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(jìn)進(jìn)尺的費用。

7.2 技術(shù)服務(wù)安排

(1)技術(shù)服務(wù)時間和服務(wù)費用是指在正常條件下TBM在3個月內(nèi)完成組裝調(diào)試，20周完成試掘進(jìn)。如果在規(guī)定的期限內(nèi)不能完成設(shè)備組裝調(diào)試和所規(guī)定的試掘進(jìn)長度，廠家應(yīng)自費延長技術(shù)服務(wù)時間，直至完成合同約定的內(nèi)容。

(2)廠家進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)的人員崗位安排為：現(xiàn)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(wù)時間標(biāo)準(zhǔn)為10 h/d，50 h/周，220 h/月。夜班和周六工作計入該服務(wù)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(wù)費率分為三種情況：短期服務(wù)1個月內(nèi)、中期服務(wù)1～3個月、長期服務(wù)>3個月。設(shè)備組裝及試掘進(jìn)期間技術(shù)服務(wù)時間段為7個月/2 km，長期服務(wù)費率標(biāo)準(zhǔn)包含往返經(jīng)濟(jì)艙機(jī)票、服務(wù)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(jī)場至工地交通住宿費用、現(xiàn)場福利及餐食等。

7.3 性能考核及驗收

當(dāng)試掘進(jìn)完成后，雙方商定時間開始設(shè)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(shè)備是否達(dá)到合同要求，如純掘進(jìn)1.8 m(即1環(huán))時間不超過30 min、單環(huán)管片安裝速度不大于12 min、掘進(jìn)機(jī)換步時間小于5 min、開挖軸線偏差控制在±40 mm以內(nèi)、月均施工進(jìn)尺達(dá)到600 m等。

合同設(shè)備完成性能考核并實現(xiàn)合同專用技術(shù)條件規(guī)定的全部技術(shù)性能和設(shè)備保證要求后，雙方可進(jìn)行驗收并簽署確認(rèn)驗收證書并各執(zhí)保留。如果性能測試失敗，技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)沒有達(dá)到合同要求，則將繼續(xù)按照合同規(guī)定重新進(jìn)行考核驗收直至合格。

8 正常掘進(jìn)過程中的技術(shù)服務(wù)

8.1 協(xié) 議

在試掘進(jìn)結(jié)束后，基于工程需要，承包商要求延長技術(shù)服務(wù)時間，雙方協(xié)商確定繼續(xù)提供技術(shù)服務(wù)并簽署協(xié)議，通常時間不小于6個月，到期前根據(jù)需要雙方協(xié)商確定延期及人員變更與否。同時，協(xié)議中約定若人員臨時調(diào)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(xì)服務(wù)計時及計費

現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)費率按主合同中約定的長期服務(wù)費率，基于小時計費情況如下：

* 服務(wù)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(nèi)路途時間已含在工作時間內(nèi)；

* 除10 h/d正常工作時間外，超出的額外小時按150%計??；

* 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(dāng)月遞交發(fā)票30 d內(nèi)，按廠家提供的賬戶用美元支付。根據(jù)厄稅法規(guī)定，技術(shù)服務(wù)費用的支付由承包商在厄境內(nèi)匯出時會產(chǎn)生匯出稅，承包商和廠家各承擔(dān)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(shù)服務(wù)發(fā)生在現(xiàn)場，因此，根據(jù)厄稅法規(guī)定，廠家需交納當(dāng)?shù)卦鲋刀惡退枚?。此費用由承包商代扣代繳，然后提供預(yù)扣憑證給廠家，相應(yīng)費用在應(yīng)支付給廠家的費用中扣除。

同時，根據(jù)厄德雙重避稅協(xié)定，對于其所得稅已在德國繳納的，無需在厄境內(nèi)重復(fù)繳納。當(dāng)厄稅務(wù)機(jī)構(gòu)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(nèi)的退稅事宜并將其返還廠家。

9 結(jié) 語

CCS項目TBM施工在2013年4月創(chuàng)造了同等級直徑(≥9 m)世界紀(jì)錄第三的優(yōu)異成績(月進(jìn)尺1 000.8 m)，年度月均進(jìn)尺達(dá)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(jìn)時遇到卡機(jī)脫困、穿越特殊地質(zhì)情況洞段，如流沙、斷層或軟弱巖層等情況時的技術(shù)服務(wù)工作做出了較大的貢獻(xiàn)和支持。

但同時也須注意到：在要求廠家提供技術(shù)服務(wù)時，作為歐美廠家基本壟斷的設(shè)備供應(yīng)行業(yè)，廠家的技術(shù)服務(wù)費用較為昂貴。因此，在使用時一定要根據(jù)項目實際需要，合理地選擇服務(wù)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)，以避免不必要的支出。在現(xiàn)場應(yīng)特別注意對廠家人員的工作考勤需認(rèn)真而詳實的記錄并經(jīng)雙方確認(rèn)，否則極易發(fā)生費用糾紛而導(dǎo)致協(xié)作不暢。