杜 尚 春， 高 霞

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

TBM(Tunnel Boring Machine)隧洞掘进机是利用回转刀具开挖、同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧洞断面的一种新型隧洞施工机械。目前作为长距离隧洞掘进的最先进设备的选择，广泛应用于水利水电、交通等行业。其中硬岩双护盾TBM作为性能最佳、适应面最广的高端集成系统设备，利用激光导向、电子电气、液压、信息、遥测、遥控等高新技术对全部作业进行制导和监控，集超前地质预报、掘进、出渣、衬砌支护、灌浆回填等工序于一体平行作业实现完整成洞。通常，在相同围岩条件下，其施工速度较常规钻爆法快达数倍，具有高速、优质、安全、经济、利于环境保护和人身安全等诸多优点，特别是其高效快速地完成工程项目，可创造出巨大的社会和经济效益。

目前世界上生产硬岩TBM的厂家主要有美国的ROBBINS、德国的HERRENKNECHT、WIRTH以及法国的NFM。作为一种高端集成综合系统设备，仅有上述厂家的状况表明TBM是一个非充分竞争的供应行业，且由于进入国内工程建设市场时间较短，其应用在国内尚未完全普及。因此，在硬岩TBM使用过程中，厂家的技术服务支持就显得极为重要和必需，包括从最初的工程建设方案规划、设备选型及设计、人员培训、运输及组装滑行、初始参数判定、正常掘进直至拆机出洞等全过程。

2 项目背景

CCS水电站位于厄瓜多尔东部距首都基多130 km的亚马逊流域Napo河，为装机1 500 MW的引水式电站，主要由闸坝取水、经24.8 km长、直径为9.1 m(衬前)的隧洞至厂房引水发电。

项目采用非标准合同条件(谈判的结果)下的EPC合同，不含税合同金额达19.8亿美元，是目前南美最大的在建水电项目，合同工期为66个月。整个项目控制工期的关键线 路 是 长 度 为

24.8 km的输水隧洞。经过综合比选，负责整个EPC合同内工作的承包商(中国水利水电建设集团)最终决定采用2台由德国HERRENKNECH制造的双护盾硬岩掘进机分别从隧洞出口及中间部位设支洞分别向上游掘进的方案。

3 工程规划阶段的技术咨询

项目前期，业主招标条件中已要求采用开敞式TBM，但经过承包商和厂家进行现场实地考查，在对项目工程岩层、地下水及探硐等进行充分了解和判断后，对隧洞布置、TBM的工期分析及优缺点等多方面进行分析论证，并考虑到输水隧洞处于项目关键线路的重要性，为确保隧洞按期完工和顺利通过各种不良地质洞段，提出采用双护盾硬岩掘进机的建议，并详细对开敞式和双护盾TBM的各种性能数据、适用性及优劣特点等进行了比较，最终成功地说服了业主及承包商专家委员会，为现项目隧洞的顺利实施奠定了最关键的基础。

4 设计联络会与技术资料的提供

(1)承包商与厂家在签订TBM系统采购合同后，按照约定进行设计沟通并举行联络会。首次联络会由厂家负责组织，在厂家制造地进行，主要由厂家向承包商提交有关设计制造标准、规范和目录，介绍初步设计方案、相关图纸、交货计划、关键部件选型、分包厂商名称等。

(2)后续设计联络会由厂家向承包商全面提交和介绍合同设备主要部件的设计方案和图纸、最终部件的选型和交货计划、组装、调试、滑行、试掘进及验收计划、最后的拆机转场以及其他设计中存在的问题，并确认设计审查决议书。

(3)最终的技术文件以合同约定的形式和数量由厂家向承包商提供，包括设备技术资料及图纸、说明书、工厂组装和试验报告、合格证明资料、配件手册等。

5 承包商人员的培训

(1)厂家在合同设备开始制造前3个月内向承包商提交初步培训计划供承包商确认，承包商在培训前1个月将人员信息通知厂家，最终培训计划按照需要经双方协商确定。

(2)厂家根据提供的图纸及技术标准，按大纲细则等文件对承包商人员进行TBM各阶段的工作培训。承包商参与培训的人员有权向厂家查看必要的、与设备相关的详细图纸资料和规范标准。

(3)厂家保证承包商人员在工厂和现场的不同专业人员得到培训，至少包括TBM总体情况、功能说明书及设备调试方法、液压原理、电气及自动控制原理、操作手册和维修保养手册、常见故障及排除方法、组装与拆卸方法、其他设备运行维护的相关信息介绍等。

(4)培训期间由厂家向受训人员提供住房、膳食和交通等，协助承包商人员办理有关进出境签证手续，并向受训人员提供试验仪器、工具、技术资料、图纸、参考数据、工作服、防护用具、办公用品、国际联络方式等条件，同时为受训人员提供在培地免费医疗及人身保险。

(5)培训费用按合同约定计算，包括所提供的办公条件、食宿、交通、通讯等。

6 运输及组装滑行过程中的技术支持

CCS项目所使用的TBM从德国发运，2012年4月9日到达厄瓜多尔瓜亚基尔港口，5月12日经公路运输至隧洞出口，7月24日完成组装滑行，9月21日正式开始掘进。

6.1 面临的困难和技术问题

6.1.1 运输困难

从港口至工地现场道路多属山区重丘标准，所经过的数座桥梁宽度和承重均无法达到TBM最重件主轴承整体运输要求，因此只能对TBM主轴承进行解体运输，解体后的最重件刀盘支撑+主轴承+法兰尺寸为L×W×H=6.3 m×6.1 m×2.3 m，单重105 t，在此类山区道路条件下的TBM大件运输方案及组织管理较为困难。

6.1.2 组装困难

由于主轴承受道路运输限制，解体运输后需在工地现场进行组装，而工地的组装质量又将影响到TBM的掘进性能，而安全可靠地在工地组装TBM的核心部件——主轴承在国内外工程尚未得到应用。因此，本项目的TBM主轴承在解体运输至现场后的组装是极为复杂的系统工程。由于受现场条件限制，TBM在现场组装过程中安装线和出渣皮带系统只能共用，即在TBM组装完成滑行进洞后才能进行出渣系统的安装，从而使工期压缩得极为紧张，而后续滑行进洞伊始便进入半径300 m的转弯洞段，这也是同等规模TBM滑行中的难题。

6.2 采取的技术服务措施

(1)TBM在上述运输、组装到滑行的三个阶段都需要进行详细的调查准备，需要强有力的技术支持方可实施。期间，厂家的配合支持就显得尤为重要。为使各阶段工作顺利进行，厂家派遣了具有丰富经验的、熟练的专业人员到现场进行技术指导。

(2) 厂家技术人员抵达现场后，双方代表协商确定了总的工作计划并及时根据实时进度进行调整。

(3)厂家技术人员在现场对承包商人员再次进行理论和实践培训，培训内容包括前述5.3条所示内容，在不迟于试掘进前一个月内进行。

(4)承包商负责在现场向厂家人员提供膳食、住房、办公室、劳保用品、工作用具、交通工具、网络、手机、传真设备以及翻译人员。

(5)厂家从主机设备现场安装开始，提供1名专业现场经理，机械、液压、电气工程师各1名指导组装，组装结束时增加2名操作手进行合同设备的调试和试掘进工作。

7 试掘进及性能考核与验收

7.1 试掘进

(1)试掘进是在完成组装调试后进入隧洞并完成2 km掘进及衬砌。其中，前1.5 km由厂家人员进行操作，承包商人员学习并辅助配合；后续0.5 km由承包商人员操作，厂家人员进行指导，但操作责任由厂家负责。

(2)厂家负责前2 km的掘进义务包括：使TBM运作良好，补救TBM的任何质量和设计缺陷；根据隧洞的设计操作TBM，组织安排掘进机和后配套系统中的各项准备工作，并将准备工作计划以及隧洞掘进措施提交给承包商。

(3)承包商根据厂家的准备工作计划，提供掘进机及后配套之后的所有物流服务及设施，如安排运输施工物料和管片、供应施工必需的水电等、提供人员给厂家完成指定工作。

(4)在试掘进期间，双方任命1位现场负责人记录掘进机每天的停机时间。记录中注明停机原因，如设备故障或由于承包商原因造成，包括停电或任何阻碍掘进机掘进的地质条件情况等。除每天正常的4 h维修保养时间外，双方每天各有2 h免责时间，1个工作日为16 h的掘进时间。

(5)经双方共同检查停机记录后，若产生因各自原因造成总停机时间之间有差值时，将以按责互偿条款进行费用赔偿处理，但双方仍有义务根据按合作原则完成试掘进。

(6)如2 km试掘进未能在约定时间内完成，厂家有义务继续完成前2 km余下的长度，并且承包商按照合同约定单价支付剩余掘进进尺的费用。

7.2 技术服务安排

(1)技术服务时间和服务费用是指在正常条件下TBM在3个月内完成组装调试，20周完成试掘进。如果在规定的期限内不能完成设备组装调试和所规定的试掘进长度，厂家应自费延长技术服务时间，直至完成合同约定的内容。

(2)厂家进行现场技术服务的人员岗位安排为：现场代表1名、操作手2名、PLC工程师2名、液压工程师2名、电气工程师2名。

(3)人员服务时间标准为10 h/d，50 h/周，220 h/月。夜班和周六工作计入该服务费用中。周日工作加收50%费用，公共假期加班另外计100%费用。

(4)服务费率分为三种情况：短期服务1个月内、中期服务1～3个月、长期服务>3个月。设备组装及试掘进期间技术服务时间段为7个月/2 km，长期服务费率标准包含往返经济舱机票、服务人员工资、税费、保险等，不含周日及公共假期加班费用、往返厄机场至工地交通住宿费用、现场福利及餐食等。

7.3 性能考核及验收

当试掘进完成后，双方商定时间开始设备的性能考核，考核期为1个月。性能考核的目的是为检查设备是否达到合同要求，如纯掘进1.8 m(即1环)时间不超过30 min、单环管片安装速度不大于12 min、掘进机换步时间小于5 min、开挖轴线偏差控制在±40 mm以内、月均施工进尺达到600 m等。

合同设备完成性能考核并实现合同专用技术条件规定的全部技术性能和设备保证要求后，双方可进行验收并签署确认验收证书并各执保留。如果性能测试失败，技术参数和性能指标没有达到合同要求，则将继续按照合同规定重新进行考核验收直至合格。

8 正常掘进过程中的技术服务

8.1 协 议

在试掘进结束后，基于工程需要，承包商要求延长技术服务时间，双方协商确定继续提供技术服务并签署协议，通常时间不小于6个月，到期前根据需要双方协商确定延期及人员变更与否。同时，协议中约定若人员临时调到厂家其它项目时，需提供同等合格人员替换补充。

8.2 详细服务计时及计费

现场技术服务费率按主合同中约定的长期服务费率，基于小时计费情况如下：

* 服务费基于10 h/d，超过10 h/d的额外时间支付额外费用，每月不超过220 h/人·月；

* 洞内路途时间已含在工作时间内；

* 除10 h/d正常工作时间外，超出的额外小时按150%计取；

* 星期日加班额外支付50%的费用；公共假日加班额外支付100%的费用。

8.3 支 付

承包商在收到厂家当月递交发票30 d内，按厂家提供的账户用美元支付。根据厄税法规定，技术服务费用的支付由承包商在厄境内汇出时会产生汇出税，承包商和厂家各承担50%，先行由承包商垫付，厂家在收到款项后按约定方式返还。

8.4 特殊税费的处理

由于技术服务发生在现场，因此，根据厄税法规定，厂家需交纳当地增值税和所得税。此费用由承包商代扣代缴，然后提供预扣凭证给厂家，相应费用在应支付给厂家的费用中扣除。

同时，根据厄德双重避税协定，对于其所得税已在德国缴纳的，无需在厄境内重复缴纳。当厄税务机构要求厂家提供完税证明资料时，由厂家按要求提供后承包商代为办理在厄境内的退税事宜并将其返还厂家。

9 结 语

CCS项目TBM施工在2013年4月创造了同等级直径(≥9 m)世界纪录第三的优异成绩(月进尺1 000.8 m)，年度月均进尺达685 m，为整个CCS项目顺利实施提供了可靠的工期保证。其间，TBM厂家从项目伊始，特别是在TBM掘进时遇到卡机脱困、穿越特殊地质情况洞段，如流沙、断层或软弱岩层等情况时的技术服务工作做出了较大的贡献和支持。

但同时也须注意到：在要求厂家提供技术服务时，作为欧美厂家基本垄断的设备供应行业，厂家的技术服务费用较为昂贵。因此，在使用时一定要根据项目实际需要，合理地选择服务内容及标准，以避免不必要的支出。在现场应特别注意对厂家人员的工作考勤需认真而详实的记录并经双方确认，否则极易发生费用纠纷而导致协作不畅。