拉伊铁路项目中欧设计管理和理念的差异分析

卢铖昀

(中国土木工程集团有限公司 北京 100038)

1 引言

在“一带一路”国家战略指引下，大量中国企业走出国门参与非洲国家的铁路基础设施建设。目前，中国承包商已经在尼日利亚、肯尼亚、埃塞俄比亚、吉布提、安哥拉等多个国家建成并投入运营中国标准铁路。如何让中国铁路标准得到欧洲监理咨询的认可，并让中国铁路标准走向世界，是目前国际铁路工程设计与施工管理者需要思考与总结的问题。

新建尼日利亚拉各斯至伊巴丹铁路(简称“拉伊铁路”)，线路南起港口城市拉各斯，向东北延伸至工业重镇伊巴丹，全长156.8 km。拉伊铁路是西非首条中国技术标准双线标准轨铁路，旅客列车设计行车速度150 km/h，采用中国一级铁路标准、内燃机车牵引设计。拉伊铁路项目为EPC设计采购施工总承包合同，合同总额约16亿美元。拉伊铁路项目业主为尼日利亚联邦交通部，总承包商为中国土木工程集团有限公司，咨询方为欧洲意大利TEAM咨询公司，项目设计单位为中土集团福州设计院。

基于拉伊铁路项目设计过程中与欧洲咨询方的碰撞交流，总结中欧设计团队在设计管理与设计理念的差异，为后续类似铁路项目设计提供借鉴。

2 中欧设计管理差异分析

工程设计是工程项目建设的灵魂，设计作品的优劣直接关系到工程的功能、投资效益以及安全运行[1]。EPC项目全方位的设计管理，应该围绕设计的进度把控、价值创造、品质保证和安全保障展开。设计管理主要工作内容为方案设计及报批、初步设计与报批、施工图设计与报批、样本样品的审查与报批、施工过程的技术服务[2]。

由于合同角色、文化背景、价值理念、标准规范的不同，中国承包商和欧洲咨询方在设计管理上存在较大差异，其中设计管理组织结构、设计管理权限方面的差异尤为明显。

2.1 设计管理组织结构的不同

中国承包商的设计管理，采用设计总分包模式负责施工设计图纸的制作，即中土集团福州设计院为设计总包，国内相关设计院按里程段落或专业划分为设计分包。

欧洲咨询方的设计管理，采用设计专业工点分包模式负责施工设计图纸的审批，即设计审批分包细化到单位工程，例如单座桥梁、涵洞或车站建筑工程，一定长度的路基或轨道工程等。

2.2 设计管理权限的不同

中国承包商的设计管理，福州设计院作为总承包商的设计分部，负责设计咨询沟通、设计文件制作、设计进度跟踪、设计质量审核等方面工作。在技术方案决策方面，中国承包商在中国国内组建设计专家评审组，对设计重难点问题进行技术指导。

欧洲咨询方的设计管理，采用设计总监管理下的专业工程师负责制。除特殊问题需要设计总监进行决策外，通常情况下设计问题由专业设计工程师负责审核与批复。

简言之，对于设计疑难问题的处理，中国设计方通常请教国内设计专家组，由上至下确定设计方案；欧洲咨询方则非常重视和依赖专业设计工程师的意见，由下至上确定设计方案。其结果是欧洲咨询方现场设计工程师的管理和决策权限比中方现场设计工程师的权限大很多。

3 中欧设计理念差异分析

中国承包商和欧洲咨询方在设计理念方面有诸多不同，主要体现是标准化和个性化差异、服务理念差异[3]，以及设计习惯和设计方法的差异[4]。结合项目设计批复实践，中欧设计团队在软基换填深度、路基基床表层填料、涵洞沉降缝、特殊边坡防护措施、设计检算要求等方面存在设计理念差异。

3.1 软基换填深度

根据中国《铁路路基设计规范》(TB 10001—2016)相关要求，一级铁路基床底层范围内的天然地基基本承载力应不小于150 kPa，否则需采取换填或者加固处理[5]。

在确定软基换填深度设计中，中国铁路标准对软土地基稳定性计算采用总应力法，而欧洲咨询采用有效应力法[6]。中方设计工程师认为随着路基高度的增加，天然地基上部荷载会产生应力释放，因此换填深度随着路基高度增加而减小。但是，欧洲咨询方认为随着路基高度的增加，天然地基上部荷载将越大，基底承受的压力将越大，因而换填深度随着路基高度增加而增加；但通常情况下，换填深度不超过2.5 m。

3.2 路基基床表层填料

根据中国《铁路路基设计规范》(TB 10001—2005)相关要求，一级铁路的基床表层填料一般采用60 cm厚的A组填料或50 cm厚的A组填料＋10 cm厚的中粗砂(中粗砂之间夹一层复合土工膜)进行填筑。当A组填料缺乏时，经济比选后可以采用级配碎石或级配砂砾石。对于不符合要求的填料，应采取土质改良或加固措施。

经多次沟通交流，咨询方同意拉伊铁路60 cm路基基床表层采用75%天然B组填料(土质砾砂)＋25%级配碎石进行填筑，替换A组填料。另外，在基床表层上部采用3 cm沥青双表进行封面，替换中粗砂之间夹一层复合土工膜。欧洲咨询方认可中国标准下的基床厚度及填料标准(包括压实度K、地基系数K30[7]、静态变形模量EV1和动态变形模量Evd值)，即承认这些指标可满足欧洲标准的要求。这一点为后期其他铁路项目与欧洲咨询沟通确定基床结构与填料类型提供参考。

3.3 涵洞沉降缝

根据中国《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1—2005)，涵洞置于非岩石基础上，每隔2～5 m应设沉降缝一处[8]。另外，涵洞出入口翼墙与涵身之间应设沉降缝一处。

但咨询方认为设计的涵节长度过短，且沉降缝不应设置在线路中心附近。另外，咨询方认为涵身和翼墙间设置沉降缝会影响结构整体性，且存在漏水风险，建议取消。

对于咨询方提出的涵身中部不应设置沉降缝，保证线路中心部分涵洞和路基的整体性，中方设计认为该设计理念值得借鉴，同意接受。通过计算，在满足结构物受力要求的情况下，根据涵洞上方路基宽度将中间涵节长设计为12～18 m，中间不设置沉降缝；剩余涵节平均分在两侧。另外，关于涵洞出入口翼墙与涵身之间的沉降缝，中方设计提出由于涵身与翼墙之间存在受力不同和沉降差，因而设置沉降缝；并且沉降缝采用有弹性和不透水的材料填塞，可以保证沉降缝处不开裂不漏水。最终，咨询方同意在涵洞翼墙与涵身之间设置沉降缝的设计理念。涵洞沉降缝设置示意见图1。

图1 涵洞沉降缝设置示意(单位:cm)

3.4 特殊边坡防护措施

对于普通路基，咨询方认可中方设计理念，即挖方或填方边坡高度在8 m以下采用流水槽排水＋边坡种草方案，8 m以上设置混凝土骨架＋骨架内种草方案。

对于特殊路基，咨询方认为需要进一步加强边坡防护措施。对于风化程度高、裂隙发育的岩石边坡，中方设计常采用挂网或者挂网喷浆进行防护；对于地下水位高、边坡渗水严重的边坡，中方设计常采用石笼进行防护；对于遇水易膨胀、坡率缓的边坡，中方设计常采用土工膜和重力式罩面进行防护。对于这些特殊边坡防护措施，由于材料来源广泛、施工简易迅捷、防护效果良好，在中国国内被广泛使用。但是欧洲咨询方对上述每一种特殊防护措施持谨慎态度，均需要提供详细设计规范、计算文件、材料质量合格证书及规格尺寸说明、施工工艺方法等，批复周期较长。

3.5 路基设计检算

对于普通路基的边坡坡率设计，中方设计常采用查参考图或者通用图，无需提供路基边坡稳定性检算或路堤沉降检算资料。但是欧洲咨询方认为所有工点路基边坡设计均应提供路基边坡稳定性检算或路堤沉降检算资料。

对于普通路基的边沟、站场内水沟，中方设计常采用通用水沟断面图，无需提供汇水面积计算和过水能力检算。但是欧洲咨询方认为所有的水沟设计均应提供汇水面积计算和过水能力检算，并根据计算结果确定水沟尺寸的大小。

4 思考与建议

为了加快项目的建设进度，中国总承包商不得不“边设计、边施工、边优化”，并在设计与施工过程中不断与欧洲咨询方进行沟通交流、博弈斗争、求同存异，最终确定最优设计方案。基于拉伊铁路项目设计实践，从设计管理的重要性、设计理念的更新、设计沟通的关键方面进行思考。

4.1 设计管理的重要性

设计管理、采购管理和施工管理是EPC项目的三大管理体系，三者相互依存、缺一不可[9]。设计是采购和施工的前提条件，因此设计管理在三大管理体系中位居首位，是EPC项目管理的龙头。总承包商应将设计管理作为项目管理的重中之重，通过行政手段将设计项目经理聘用为项目总包管理团队的核心成员，增加设计管理在总包管理中的话语权；通过经济手段和合理的奖惩办法，充分调动设计人员的创造性和积极性。如果总承包商无法充分调动设计团队的主观能动性，有可能出现设计参与人员责任意识不强、设计优化积极性不高，被动应付无视总承包商总体利益的现象[10]。

总承包商在设计管理上，要聘请专业技术水平高、对外沟通能力强、既懂技术又懂语言的综合性人才赴现场办公，提高设计审核水平、加大设计优化范围、提升争议问题解决能力，增强设计管理综合实力。

4.2 设计理念的更新

中国设计工程师根据设计规范和标准，强于通用图、参考图、工点图设计，弱于设计检算和个性设计，对于特殊问题局限于国内通用设计。在国际工程中，欧洲咨询工程师看重设计标准和规范的同时，注重现场个性设计，强调设计检算与依据。

EPC项目的设计方，应更新设计理念和转换设计角色。设计方案在满足业主功能性目标需求的前提下，设计方应更多地考虑总包方的利益，并积极与施工方进行沟通，不断优化设计方案[11]。另外，设计方应深入研究项目合同条款，结合项目所在国工料机成本比重特点和项目成本管控需求，制定承包商经济效益最大化的设计原则，打破国内的传统设计理念[12]。例如，梯形水沟施工便捷高效，是路基边沟的首选；在特殊地段，为了满足排水流量要求，梯形沟将会增加沟深和壁厚。但是，如果与总承包商的合同计量原则相结合，这种非常常用的设计方案也存在很大的成本风险。由于拉伊项目合同计量中约定，梯形沟按照延米计价，因此在特殊地段不能简单地加大梯形沟深及壁厚，而是需要修改水沟设计形式，比如可采用钢筋混凝土矩形沟或排洪渠新增工程项。通过采用新的设计方案，让总承包商规避风险和增加收益。

4.3 设计沟通的关键

在中国标准与欧洲标准的博弈中，中方设计者常常处于劣势地位，究其原因除了合同身份不同导致的地位不同外，最大的挑战是设计沟通问题。

沟通是一门艺术，中方设计者的设计理论水平、工作经验完全不低于欧洲咨询方，但在沟通中常常无法用通俗易懂的外语解释，不能让咨询很容易地接受我方设计方案。

因此，总承包方需聘用一名或多名设计理论水平深厚、设计经验丰富、外语水平一流的设计管理者，并深入研究欧洲咨询方不同设计人员的宗教信仰、文化背景、工作经历、个性特点等因素，提升总包方设计对外沟通人员的跨文化交际能力，在设计交流中发挥关键作用。

只有准确地理解咨询方设计理念和问题根源，充分地吸取咨询方设计意见，才能准确地解决设计问题并完善设计成果，从而加快设计图纸的获批。

5 结论

(1)设计管理是EPC项目总包管理的核心，中国承包商在设计管理方面应结合欧洲咨询方设计管理特点，调整设计管理组织架构和管理权限，增强设计管理在总包管理中的话语权；采用适当的行政手段和激励措施，充分调动设计管理人员的能动性和灵活性。

(2)中国设计人员的设计理念不仅要基于中国规范和标准，更要充分理解欧洲设计标准的精髓，吸收欧洲咨询方的设计理念，并结合项目合同条款及成本管控需求，转变传统设计思维和工作角色，制定承包商经济效益最大化的设计原则。

(3)中国承包商应结合中欧设计管理和设计理念差异，深入研究欧洲咨询方不同设计人员的宗教信仰、文化背景、工作经历、个性特点等因素，提升中方设计人员跨文化交际水平和对外沟通能力；弄清欧洲咨询方的设计意见，完善设计成果和加快设计批复进度，更好地服务现场施工。