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摘要:阿卡铁路是尼日利亚铁路现代化项目一期工程,为非洲第一条由中国提供优贷资金、采用中国铁路技术标准建设并开通运营的现代化铁路。中铁二院作为该项目的勘测设计单位,克服了项目基础资料缺乏、咨询公司对中国技术标准不认可等困难,按期实现了图纸批复,为项目实施提供了有力的技术保证。
本文结合阿卡铁路的勘察设计过程,对阿卡铁路应对基础资料缺乏,妥善处理技术标准争议,优化设计控制投资等工作进行了总结,提出了做好海外铁路项目勘察设计的对策要点。
关键词 海外设计 经验总结 铁路
一、项目简介
尼日利亚铁路现代化项目,由中国土木工程集团有限公司承建,中铁二院工程集团有限公司承担勘测设计工作。尼日利亚铁路现代化项目全长1315公里,从该国南部沿海城市拉各斯一直连通到北部重镇卡诺,合同总额为83亿美元。它是非洲首条由中国进出口银行提供优贷资金、采用中国铁路技术标准建设的现代化铁路。
阿卡铁路是尼铁现代化项目的一期工程,项目位于尼北部豪萨兰高平原,自首都地区规划的物流中心IDU站至卡杜纳,线路全长186.5km,设车站9座,设计速度150km/h,客货共线,采用内燃机车牵引,按照中国国铁I级标准设计(合同约定不低于欧洲同类标准)建设,项目合同金额约为8.5亿美元。
中铁二院是阿卡铁路的勘测设计单位,同时业主聘请了意大利TEAM公司作为咨询公司,全权代表业主负责该项目的技术咨询和监理工作。
二、勘测设计过程
2006年10月,中国土木工程集团公司与尼日利亚政府签订了铁路现代化项目合同,项目全长1315km,合同总额为83亿美元,合同工期48个月。2006年12月,中铁二院与中土公司签订项目勘测设计合同,中铁二院承担了约550km铁路的勘测设计任务。
合同签订后,中铁二院派遣了测量、地勘和项目总体组人员赴现场,开展项目的初测、定测工作和设计文件编制。2007年10月,中铁二院完成了项目的可行性研究文件编制;2008年5月,完成了项目的初步设计文件编制;但除线路平、纵断面设计图之外的所有设计文件均未得到咨询公司批准。
2008年9月26日,受尼方政府更替、资金不足等因素影响,业主方尼日利亚交通部通知整个尼铁现代化项目工作暂停。2009年10月,由于中国进出口银行的介入,尼政府与中土公司重新签订了分段实施的合同,当月阿卡铁路设计、施工工作正式启动。
设计院从2010年开始,根据施工进度需要,分批提供阿卡铁路的站前施工图,经过与咨询公司艰苦的沟通和图纸的反复修改,站前施工图在2012年陆续得到了咨询公司的批准。
设计院于2012年7月底,根据业主、承包商提出的建议单独完成了《站后工程设计方案》的编制,将说明书和图纸提交给咨询公司;2013年1月,在尼日利亚阿布贾阿卡项目经理部,设计院与咨询公司召开了为期一周的技术会议,咨询公司对站后设计文件形成了咨询意见;2013年7月20日,按咨询公司的意见完成《站后工程设计方案(修编)》文件;2014年5月完成了全部站后施工图设计。
阿卡铁路于2011年2月正式开工,2014年12月1日全线铺轨贯通,2016年7月26日正式开通运行。
三、解决的突出问题
中铁二院的设计团队自2007年进入项目现场,面对当地艰苦的自然和生活条件、项目基础资料的缺乏、咨询公司对中国技术标准持怀疑态度、文件编制要求及审批流程与国内截然不同等困难,发挥设计单位的技术优势,灵活变通地寻找解决问题的对策办法,设计工作开展得卓有成效。
1.克服勘察基础资料难以获取问题
阿卡铁路的勘察难度远大于国内,一是资料不全且分散,难以收集;二是当地技术人员数量少且能力有限,咨询公司对工程管理、设计分包均有较高要求。
为了更有效地完成基础资料收集,顺利推进勘察设计工作,中铁二院的设计团队直面现实、积极创新,尽管项目初期一度不适应,但最终较好地解决了这些问题。采取的主要措施包括:
(1)我方设计单位把部分主要设计尽量前移到现场,优化了国内勘察设计流程的框架限制,结合现场实际情况随机应变。
(2)与咨询公司有效沟通,特别解释资料收集的难度,邀请咨询公司代表一起參与地方政府对项目方案的讨论会,让咨询公司亲自感受到当地基础资料缺项的实际情况,使之对收集资料做评估时能实事求是。
(3)积极联系地方相关技术部门参与现场工作,邀请部分当地工程师到现场一起解决实际问题。
(4)对重要基础资料进行必要的调查、分析和论证,并取得业主和咨询公司的认同。例如,本项目专门开展的水文计算科研专题,经过咨询公司用美国水文计算方法进行了严格的验证,其相似度超过98%,咨询公司十分满意,在审批桥涵设计时非常顺利地进行了批图,保证了设计工作的正常开展。
2.克服技术标准对接问题
合同约定本项目“采用中国标准,但不得低于欧洲同类标准”。但实际上,中、欧标准间存在诸多差异,无法逐条比对。例如,国内标准要求的路基压实度和路基容许沉降量,与欧标有一定差异;按国内标准设计的路基断面结构材料当地无法满足,造成设计施工脱节。标准不同、理念不同,加剧了咨询公司的不信任,意大利咨询公司最初对中国的标准、规范极为排斥。
(1)以中国标准为基础,针对实际情况做出改进。
在项目的执行过程中,我方企业以中国标准为基础,对咨询公司的要求进行适度满足,例如,涵洞翼墙不再采用传统素混凝土结构,改用咨询公司坚持的钢筋混凝土结构,改用轻巧结实的钢筋混凝土结构;中国规范的设计沉降量通过现场材料的检测和沉降量计算,计算出的沉降量也符合西方标准,被咨询公司接受。
结合当地实际情况,设计方对部分的设计方案、工程处理措施进行了改进。例如,考虑到当地工人浆砌片石的施工工艺比较差,便将全线水沟材料由浆砌片石改为混凝土,并取消其它浆砌片石圬工。 设计方还借鉴了欧洲公司在同类铁路项目上的经验,部分技术标准未严格照搬国内的规定,例如,考虑到项目当地天然A、B组填料极度缺乏的实际情况,对基床填料进行了调整,取得了很好的经济效益。
表1以路基专业为例,简要对比我国设计标准与阿卡项目采用的设计标准间差异。通过对设计潜力的充分挖掘,项目降低了成本,化解了项目合同中的一些不利因素,取得较好效果。
(2)妥善处理标准争议,与第三方咨询公司沟通协调。
意大利TEAM咨询公司是在合同签署之后才介入咨询管理,对合同签署过程不了解,又对执行中国标准和规范有强烈抵触情绪。项目最初准备按照国内勘察设计流程开展工作,但咨询公司一直坚持按照欧洲标准或者英国标准进行审查,对中方上报的工作计划、设计图纸迟迟不予批准,协调难度非常大。主要分歧存在于以下几个方面:
1)要求修改设计图纸。原则上同意文件组成内容,但部分图纸格式、图标必须修改。例如,在无缝线路轨道图纸上要求加上大量的桥隧、车站和线路等内容;要求施工设计说明单独分册交付,不太同意在图纸上附注大量的施工注意事项说明;要求所有的图纸,如涉及到引用其他设计规范,需提供引用规范的内容等。
2)要求监督勘察过程。包括:重点工程要超阶段先勘探、扩大测量影响范围,在与精确的方案比较后才能讨论和审批最终采用的方案,由此造成大量外业工作;严格遵守勘察工作的申报和审批,承包商需上报工作计划及质量管理控制程序。只有获其批准之后,才能根据完成的工作量清算费用;必须严格执行钻探过程监管,咨询公司在现场对作业全程进行监管,并提出超出国内标准的要求。
3)要求调整中国标准。项目初期,咨询公司一再坚持按照欧洲规范审查设计文件。当时中国铁路建设标准在世界其他国家并未得到普遍承认,虽然合同约定采用中国设计规范,但咨询公司却总想坚持参照英国或欧洲规范审批文件。
为了更好地推动项目,自2010年以来,我方在积极耐心地与咨询公司进行现场沟通的同时,多次开展专题技术研讨会议,妥善处理各方关于规范的争议,加快了咨询公司的审批进度,保证了施工的正常进行。例如:对使用中国规范存在的争議问题进行理论分析对照,适时调整和改变国内设计文件的出图习惯;部分争议问题对工作量影响不大、又没有严重违背中国规范以及使用安全,设计方通过协商,部分采用了欧洲标准。
3.克服项目施工周期长,设计和配合施工人员调配困难
阿卡项目前后持续近10年时间,在实施过程中,由于资金原因,项目干干停停;且由于项目所在地各方面条件差,设计人员都不愿意长期在现场工作;作为该项目的设计单位,承担着非常大的人员压力。结合项目的客观实际情况,中铁二院尼日利亚项目部采取如下措施,取得了较好的效果。
(1)根据施工进度,合理确定现场的专业人员配置,主要设计工作都安排在国内完成,在国内的设计人员提供技术支持,做好配合工作。
(2)由于施工工期长,一个专业难以安排同一名人员长期在现场配合开展工作,项目部坚持专业设计负责人尽量不作更换,配合的施工人员可以根据各单位的情况作更换,但一定要做好资料交接。如本项目的地质专业先后有10余名同志到现场配合施工,但专业设计负责人一直没有变,这样既保证了设计工作的连续性,又有利于工作的顺利开展。
(3)项目部在前期初测、定测阶段,着力培养了几名当地钻探工人,使他们能熟练操作钻机。项目从2011年2月正式开工以后,所有施工阶段的补充钻探,都由之前培养的当地钻探工人来完成,节约了大量的费用。
四、主要对策
1.立足实际、因地制宜,推进中国技术标准落地
在前期设计时,我方工作人员对尼日利亚国情、气候、环境等客观因素缺乏深入了解就直接套用国内技术标准和设计理念,导致“水土不服”。项目开工后,相当长一段时间整个项目设计只有一张平面图,一张纵断面图得到了批复,使现场工作陷入了困境。
设计院与总承包商商量后,确定了“坚持中国技术标准,不照搬照抄,立足实际,因地制宜”的设计原则,从五个方面实现了解扣:
(1)结构设计摆脱国内套通用图的做法,采用工点设计。
(2)对问题比较突出的地质难题,摒弃国内经验值做法,采取现场钻探实验,让现场数据说话。
(3)加强现场沟通和解释,尽可能让咨询公司在现场解决问题(意大利TEAM咨询公司总部设在罗马),避免现场问题到罗马总部报批,造成现场问题解决延误。
据不完全统计,与咨询专家召开的大型技术会议有18次之多,小型的技术会议有上百次,与咨询方的专家按照新思路开展工作,设计问题出现曙光。咨询方也产生了从抵触中国规范,到逐渐学习中国规范,再到深入了解中国规范的变化,项目图纸批复大大提速。
2.积极沟通、合作共赢,理顺与项目相关各方关系
阿卡项目是中铁二院最早的海外铁路项目,项目总体组人员均缺乏海外铁路的设计经验。在项目初期,设计院认为本项目采用中国标准,据理力争;而意大利咨询公司,利用合同中“采用的中国标准不能低于同等欧洲标准”的限制条件,对我们的设计完全不予认可。中方企业、意大利咨询公司为中西方标准间差异进行长时间的争论,图纸迟迟无法获得批准,使设计院和总承包商都面临着巨大的压力。
一段时间的僵持过后,设计院和总承包商经过仔细分析,决定调整工作方法,采取柔性解决问题的思路,既据理力争又在部分非关键问题上做适当的让步,得到了意想不到的效果。总承包商提出了以理顺与业主方、咨询方关系为第一要责,营造一个合作共赢,和谐发展的氛围,派出专人对业主方、咨询方等外部关系进行协调沟通。设计院有理、有据、有节地阐述我方标准优势,并适度满足对方要求,逐步使业主方、咨询方对中国标准、规范有了进一步的理解,双方之间的“坚冰”逐渐开始融化,很多制约性问题也达成共识。
设计院通过改进工作方法,理顺项目相关各方的关系,设计工作的进展速度大大提高,为整个项目各阶段工作的完成提供了有力的技术保障。
本文结合阿卡铁路的勘察设计过程,对阿卡铁路应对基础资料缺乏,妥善处理技术标准争议,优化设计控制投资等工作进行了总结,提出了做好海外铁路项目勘察设计的对策要点。
关键词 海外设计 经验总结 铁路
一、项目简介
尼日利亚铁路现代化项目,由中国土木工程集团有限公司承建,中铁二院工程集团有限公司承担勘测设计工作。尼日利亚铁路现代化项目全长1315公里,从该国南部沿海城市拉各斯一直连通到北部重镇卡诺,合同总额为83亿美元。它是非洲首条由中国进出口银行提供优贷资金、采用中国铁路技术标准建设的现代化铁路。
阿卡铁路是尼铁现代化项目的一期工程,项目位于尼北部豪萨兰高平原,自首都地区规划的物流中心IDU站至卡杜纳,线路全长186.5km,设车站9座,设计速度150km/h,客货共线,采用内燃机车牵引,按照中国国铁I级标准设计(合同约定不低于欧洲同类标准)建设,项目合同金额约为8.5亿美元。
中铁二院是阿卡铁路的勘测设计单位,同时业主聘请了意大利TEAM公司作为咨询公司,全权代表业主负责该项目的技术咨询和监理工作。
二、勘测设计过程
2006年10月,中国土木工程集团公司与尼日利亚政府签订了铁路现代化项目合同,项目全长1315km,合同总额为83亿美元,合同工期48个月。2006年12月,中铁二院与中土公司签订项目勘测设计合同,中铁二院承担了约550km铁路的勘测设计任务。
合同签订后,中铁二院派遣了测量、地勘和项目总体组人员赴现场,开展项目的初测、定测工作和设计文件编制。2007年10月,中铁二院完成了项目的可行性研究文件编制;2008年5月,完成了项目的初步设计文件编制;但除线路平、纵断面设计图之外的所有设计文件均未得到咨询公司批准。
2008年9月26日,受尼方政府更替、资金不足等因素影响,业主方尼日利亚交通部通知整个尼铁现代化项目工作暂停。2009年10月,由于中国进出口银行的介入,尼政府与中土公司重新签订了分段实施的合同,当月阿卡铁路设计、施工工作正式启动。
设计院从2010年开始,根据施工进度需要,分批提供阿卡铁路的站前施工图,经过与咨询公司艰苦的沟通和图纸的反复修改,站前施工图在2012年陆续得到了咨询公司的批准。
设计院于2012年7月底,根据业主、承包商提出的建议单独完成了《站后工程设计方案》的编制,将说明书和图纸提交给咨询公司;2013年1月,在尼日利亚阿布贾阿卡项目经理部,设计院与咨询公司召开了为期一周的技术会议,咨询公司对站后设计文件形成了咨询意见;2013年7月20日,按咨询公司的意见完成《站后工程设计方案(修编)》文件;2014年5月完成了全部站后施工图设计。
阿卡铁路于2011年2月正式开工,2014年12月1日全线铺轨贯通,2016年7月26日正式开通运行。
三、解决的突出问题
中铁二院的设计团队自2007年进入项目现场,面对当地艰苦的自然和生活条件、项目基础资料的缺乏、咨询公司对中国技术标准持怀疑态度、文件编制要求及审批流程与国内截然不同等困难,发挥设计单位的技术优势,灵活变通地寻找解决问题的对策办法,设计工作开展得卓有成效。
1.克服勘察基础资料难以获取问题
阿卡铁路的勘察难度远大于国内,一是资料不全且分散,难以收集;二是当地技术人员数量少且能力有限,咨询公司对工程管理、设计分包均有较高要求。
为了更有效地完成基础资料收集,顺利推进勘察设计工作,中铁二院的设计团队直面现实、积极创新,尽管项目初期一度不适应,但最终较好地解决了这些问题。采取的主要措施包括:
(1)我方设计单位把部分主要设计尽量前移到现场,优化了国内勘察设计流程的框架限制,结合现场实际情况随机应变。
(2)与咨询公司有效沟通,特别解释资料收集的难度,邀请咨询公司代表一起參与地方政府对项目方案的讨论会,让咨询公司亲自感受到当地基础资料缺项的实际情况,使之对收集资料做评估时能实事求是。
(3)积极联系地方相关技术部门参与现场工作,邀请部分当地工程师到现场一起解决实际问题。
(4)对重要基础资料进行必要的调查、分析和论证,并取得业主和咨询公司的认同。例如,本项目专门开展的水文计算科研专题,经过咨询公司用美国水文计算方法进行了严格的验证,其相似度超过98%,咨询公司十分满意,在审批桥涵设计时非常顺利地进行了批图,保证了设计工作的正常开展。
2.克服技术标准对接问题
合同约定本项目“采用中国标准,但不得低于欧洲同类标准”。但实际上,中、欧标准间存在诸多差异,无法逐条比对。例如,国内标准要求的路基压实度和路基容许沉降量,与欧标有一定差异;按国内标准设计的路基断面结构材料当地无法满足,造成设计施工脱节。标准不同、理念不同,加剧了咨询公司的不信任,意大利咨询公司最初对中国的标准、规范极为排斥。
(1)以中国标准为基础,针对实际情况做出改进。
在项目的执行过程中,我方企业以中国标准为基础,对咨询公司的要求进行适度满足,例如,涵洞翼墙不再采用传统素混凝土结构,改用咨询公司坚持的钢筋混凝土结构,改用轻巧结实的钢筋混凝土结构;中国规范的设计沉降量通过现场材料的检测和沉降量计算,计算出的沉降量也符合西方标准,被咨询公司接受。
结合当地实际情况,设计方对部分的设计方案、工程处理措施进行了改进。例如,考虑到当地工人浆砌片石的施工工艺比较差,便将全线水沟材料由浆砌片石改为混凝土,并取消其它浆砌片石圬工。 设计方还借鉴了欧洲公司在同类铁路项目上的经验,部分技术标准未严格照搬国内的规定,例如,考虑到项目当地天然A、B组填料极度缺乏的实际情况,对基床填料进行了调整,取得了很好的经济效益。
表1以路基专业为例,简要对比我国设计标准与阿卡项目采用的设计标准间差异。通过对设计潜力的充分挖掘,项目降低了成本,化解了项目合同中的一些不利因素,取得较好效果。
(2)妥善处理标准争议,与第三方咨询公司沟通协调。
意大利TEAM咨询公司是在合同签署之后才介入咨询管理,对合同签署过程不了解,又对执行中国标准和规范有强烈抵触情绪。项目最初准备按照国内勘察设计流程开展工作,但咨询公司一直坚持按照欧洲标准或者英国标准进行审查,对中方上报的工作计划、设计图纸迟迟不予批准,协调难度非常大。主要分歧存在于以下几个方面:
1)要求修改设计图纸。原则上同意文件组成内容,但部分图纸格式、图标必须修改。例如,在无缝线路轨道图纸上要求加上大量的桥隧、车站和线路等内容;要求施工设计说明单独分册交付,不太同意在图纸上附注大量的施工注意事项说明;要求所有的图纸,如涉及到引用其他设计规范,需提供引用规范的内容等。
2)要求监督勘察过程。包括:重点工程要超阶段先勘探、扩大测量影响范围,在与精确的方案比较后才能讨论和审批最终采用的方案,由此造成大量外业工作;严格遵守勘察工作的申报和审批,承包商需上报工作计划及质量管理控制程序。只有获其批准之后,才能根据完成的工作量清算费用;必须严格执行钻探过程监管,咨询公司在现场对作业全程进行监管,并提出超出国内标准的要求。
3)要求调整中国标准。项目初期,咨询公司一再坚持按照欧洲规范审查设计文件。当时中国铁路建设标准在世界其他国家并未得到普遍承认,虽然合同约定采用中国设计规范,但咨询公司却总想坚持参照英国或欧洲规范审批文件。
为了更好地推动项目,自2010年以来,我方在积极耐心地与咨询公司进行现场沟通的同时,多次开展专题技术研讨会议,妥善处理各方关于规范的争议,加快了咨询公司的审批进度,保证了施工的正常进行。例如:对使用中国规范存在的争議问题进行理论分析对照,适时调整和改变国内设计文件的出图习惯;部分争议问题对工作量影响不大、又没有严重违背中国规范以及使用安全,设计方通过协商,部分采用了欧洲标准。
3.克服项目施工周期长,设计和配合施工人员调配困难
阿卡项目前后持续近10年时间,在实施过程中,由于资金原因,项目干干停停;且由于项目所在地各方面条件差,设计人员都不愿意长期在现场工作;作为该项目的设计单位,承担着非常大的人员压力。结合项目的客观实际情况,中铁二院尼日利亚项目部采取如下措施,取得了较好的效果。
(1)根据施工进度,合理确定现场的专业人员配置,主要设计工作都安排在国内完成,在国内的设计人员提供技术支持,做好配合工作。
(2)由于施工工期长,一个专业难以安排同一名人员长期在现场配合开展工作,项目部坚持专业设计负责人尽量不作更换,配合的施工人员可以根据各单位的情况作更换,但一定要做好资料交接。如本项目的地质专业先后有10余名同志到现场配合施工,但专业设计负责人一直没有变,这样既保证了设计工作的连续性,又有利于工作的顺利开展。
(3)项目部在前期初测、定测阶段,着力培养了几名当地钻探工人,使他们能熟练操作钻机。项目从2011年2月正式开工以后,所有施工阶段的补充钻探,都由之前培养的当地钻探工人来完成,节约了大量的费用。
四、主要对策
1.立足实际、因地制宜,推进中国技术标准落地
在前期设计时,我方工作人员对尼日利亚国情、气候、环境等客观因素缺乏深入了解就直接套用国内技术标准和设计理念,导致“水土不服”。项目开工后,相当长一段时间整个项目设计只有一张平面图,一张纵断面图得到了批复,使现场工作陷入了困境。
设计院与总承包商商量后,确定了“坚持中国技术标准,不照搬照抄,立足实际,因地制宜”的设计原则,从五个方面实现了解扣:
(1)结构设计摆脱国内套通用图的做法,采用工点设计。
(2)对问题比较突出的地质难题,摒弃国内经验值做法,采取现场钻探实验,让现场数据说话。
(3)加强现场沟通和解释,尽可能让咨询公司在现场解决问题(意大利TEAM咨询公司总部设在罗马),避免现场问题到罗马总部报批,造成现场问题解决延误。
据不完全统计,与咨询专家召开的大型技术会议有18次之多,小型的技术会议有上百次,与咨询方的专家按照新思路开展工作,设计问题出现曙光。咨询方也产生了从抵触中国规范,到逐渐学习中国规范,再到深入了解中国规范的变化,项目图纸批复大大提速。
2.积极沟通、合作共赢,理顺与项目相关各方关系
阿卡项目是中铁二院最早的海外铁路项目,项目总体组人员均缺乏海外铁路的设计经验。在项目初期,设计院认为本项目采用中国标准,据理力争;而意大利咨询公司,利用合同中“采用的中国标准不能低于同等欧洲标准”的限制条件,对我们的设计完全不予认可。中方企业、意大利咨询公司为中西方标准间差异进行长时间的争论,图纸迟迟无法获得批准,使设计院和总承包商都面临着巨大的压力。
一段时间的僵持过后,设计院和总承包商经过仔细分析,决定调整工作方法,采取柔性解决问题的思路,既据理力争又在部分非关键问题上做适当的让步,得到了意想不到的效果。总承包商提出了以理顺与业主方、咨询方关系为第一要责,营造一个合作共赢,和谐发展的氛围,派出专人对业主方、咨询方等外部关系进行协调沟通。设计院有理、有据、有节地阐述我方标准优势,并适度满足对方要求,逐步使业主方、咨询方对中国标准、规范有了进一步的理解,双方之间的“坚冰”逐渐开始融化,很多制约性问题也达成共识。
设计院通过改进工作方法,理顺项目相关各方的关系,设计工作的进展速度大大提高,为整个项目各阶段工作的完成提供了有力的技术保障。