美国化工项目大型设备吊装管理的探索

佘 军

惠生工程（中国）有限公司 上海 201210

1 项目简介

南亚塑胶集团在美国德克萨斯州波因特康福特（Point Comfort）新建一套80 万t/ a 乙二醇项目（简称NPC EG- 2 项目）。该项目是中国工程公司目前在美国本土承接规模最大的整装化工建造项目，现场开工日期为2018 年1 月24 日，合同中交日期为2020 年3 月23 日，合同工期26 个月。惠生工程（中国）有限公司（以下简称惠生公司）承担了该项目管廊模块化设计、现场机械安装（MEI）等任务。

NPC EG- 2 项目的核心设备集中在反应区，包括1台高度105m、净重1700t 的水洗塔（B- C- 115），为项目中 的 最 大 设 备；2 台 单 重 1008t 的 EO 反 应 器（B- R- 110/ 120）；2 台 单 重 327t 的 反 应 器 汽 包（B- V- 110/ 120）。在其他工艺区域，还有再生塔（B- C- 220）、循环气汽包（B- V- 145）等设备。

经过分析比较该项目大型设备到货时间，以及塔类设备在现场“穿衣戴帽”的进度计划，经过成本比较分析后，项目部最终决定将水洗塔、反应器汽包、再生塔等17台大型设备的吊装作业任务进行独立发包。

2 大型设备吊装招标与发包

考虑到NPC EG- 2 项目中最大的设备“穿衣戴帽”之后的吊装重量（包括附属设施、吊索具重量）将超过1900t。且地处美国德州，项目部希望将该项目的大型设备吊装任务单独发包给一家具有美国特大型设备吊装经验和组织能力，且报价合理的专业吊装公司来执行。为此，项目部特邀请了玛蒙特（Mammoet）、沙伦氏（Sarens）和ALE 等国际知名吊装公司来参与本项目大型设备吊装标段分包的角逐。

在技术标方面，Mammoet、Sarens 和ALE 均能满足NPC EG- 2 项目水洗塔及其他大型设备的吊装，只是在环轨吊车车型、臂杆长度、作业半径、额定载荷等技术参数细节上略有不同。但从吊装安全角度考虑，水洗塔的吊装负荷率越低，在技术标评分时将更有优势。

在商务标方面，项目部组织了公司内的专业人员进行比较和评审，并与投标人进行多轮商务谈判，最终达成了Lump Sum +Unit Rate（总价+ 费率）的计价方式。最终，项目部从技术、商务、合作前景等多方面综合考量，选择了Mammoet 作为NPC EG- 2 项目大型设备吊装分包商。

在大型设备招标和分包过程中，还发生了以下插曲，值得引起国内同行的注意。项目部原计划将大型设备吊装及吊装场地处理、检测作为一个整体标段进行分包招标，但由于美国专业化分工较细，在与Mammoet、Sarens和ALE 进行技术澄清和商务谈判时，他们均不接受吊装场地处理和检测的施工任务。或者提交一个吊装场地处理、检测费用的“天价”帐单，这是项目部进行成本分析后无法承受的。为此，项目部紧急调整分包策略，将吊装场地处理、检测作为两个Lower Tiers Subcontractor（合同金额不大的分包商）进行单独发包，最终确保了大型设备吊装施工工序流程的闭环策划及管理。

3 大型设备吊装现场执行纪实

3.1 现场场地总体规划

作为NPC EG- 2 项目的总承包商，项目部需要做好各重点区域的场地规划。当时的场地规划按照优先保证环轨吊车基础及组装区、大型设备卸车区，合理利用PTC环轨吊车部件存放区，兼顾分包商现场办公区，其他专业材料存放区的指导思想来进行现场场地的总体规划。图1为NPC EG- 2 项目鸟瞰实景图。

图1 NPC EG-2 项目鸟瞰实景

3.2 环轨吊车地基施工与检测

PTC 环轨吊车地基施工质量关系到整个项目大型设备的吊装安全，因此项目部组织设计部门和施工部门，根据地勘报告集体讨论PTC 环轨吊车地基的处理方案，最终基于安全性和经济性平衡考虑，决定采用“换填垫层法”。

经过现场勘查地下设施情况，并与Mammoet 吊装团队建议和协商，将PTC 环轨吊车的作业半径由投标时的44m 调整为40m（主要是受1 口混凝土排水井影响）。因此，以水洗塔（B- C- 115）向北40m 进行PTC 环轨吊车中心点定位，中心点经项目部、土建分包商（Cajun）、Mammoet 现场负责人三方确认后，对半径25m 范围内的区域使用石灰石进行深度为2m（6’～7”）的换填压实处理，方可达到22t/ m2（≈4500PSF）的地基承载力要求。每层回填深度控制在300mm，夯实后进行密实度检测，密实度≥95%为合格。

整个PTC 环轨吊车地基全部处理完毕之后，项目部还邀请第三方检测机构（TWE_Tolunay- Wong Engineers, Inc.）对PTC 环轨吊车内轨、外轨上总计12个点进行地耐力值的检测，并出具检测试验报告。地耐力值检测合格，将第三方检测报告的电子版邮件给Mammoet 现场负责人确认后，项目部方可安排土建分包商（Cajun）继续下一步砂垫层的施工。

由于PTC 环轨吊车对地基的平整度要求非常高，需要控制在5‰之内，这对于一个直径为25m 的圆形投影面积来说，施工质量的控制具有很大挑战。经验做法是在处理完毕的地基上铺设土工布（长度需要预留出翻折后能够满足完全覆盖的要求），再铺垫100mm 的细砂层并进行找平。水平度经Mammoet PTC 环轨吊车机组成员验收合格后，将土工布翻折覆盖住细砂层，防止砂层被雨水冲砂、流失。这也是PTC 环轨吊车与国内特大型履带吊车地基处理最大的不同之处。

待砂垫层的水平度验收合格之后，Mammoet PTC环轨吊车机组铺设环形底板，并对每块底板铺设后的标高值进行记录。这也标志着PTC 环轨吊车地基处理工作全部结束，并移交给Mammoet 进行PTC 环轨吊车的现场组装。PTC 环轨吊车底板铺设完毕现场如图2 所示。

3.3 PTC 环轨吊车现场组装

将环轨吊车地基移交给Mammoet 之后，PTC 环轨吊车已经具备现场独立组装的条件，这就意味着现场各专业之间的交叉会相对独立（PTC 环轨吊车组装区域已经使用警示带进行了隔离），施工界面协调的工作量大大降低，施工现场主要对安全作业进行监控。

由于该台PTC- 140 环轨吊车在完成NPC EG- 2 项目之后，还有后续项目的衔接，所以PTC 环轨吊车必须严格按照大型设备吊装进度计划执行。Mammoet 也组织了充足的施工人力，执行2 班×12h×13d 的工作制度（美国法律规定，2 周内强制性休息1d），来积极推动NPC EG- 2 项目共同工期目标的实现。

PTC 环轨吊车现场组装的主要流程为：底板找平→（内、外）轨道铺设→轨道之间连接件安装→小车安装→主机结构安装（含发动机、卷扬机等）→4000t 配重安装（装沙的集装箱）→臂杆系统安装（包括105m A 型主臂，42m副臂，以及后桅杆）→拉板、跑绳安装→信号系统调试→臂杆扳起，完成组装。

PTC 环轨吊车整个组装周期约为1 个月，投入了1台650t 履带吊车、1 台300t 履带吊车和1 台280t 履带吊车等辅助车辆。

3.4 大型设备卸车

NPC EG- 2 项目中的设备均为全球集中采购，其中大型设备在制造厂内完成保温、防火施工后，通过海运的方式运抵项目现场附近的码头。所以大型设备到货时间非常集中，如何合理地安排大型设备的卸车位置将是决定项目执行效果的关键因素之一。

为了规划好NPC EG- 2 项目大型设备的卸车和吊装工作，项目部提前规划好了大型设备卸车区域。但每台大型设备的具体卸车位置需要综合考虑：大型设备的卸船批次和顺序；塔器设备需要在现场进行“穿衣戴帽”施工空间预留；大型设备吊装的可行性和便利性；溜尾吊车通道的预留等。

因此，以水洗塔（B- C- 115） 和EO 反应器（B- R- 110/ 120）为重点，对每台设备的卸车位置进行提前策划，并聘请第三方公司使用GPS 定位系统对每台设备卸车的特征点进行现场定位，做好标识点，并在现场喷涂好特征点之间的连线，为大型设备卸车位置提供可视化的参考，取得了良好的效果。

3.5 大型塔类设备附属设施的安装

在NPC EG- 2 项目Mammoet 的吊装合同中，共有10 台塔器设备，包括1 台105m 高的水洗塔（B- C- 115）和1 台72m 高的再生塔（B- C- 220）。如果这两台设备在吊装前不能在地面完成附属平台、直梯、管道支架、管线、电气照明、避雷系统和航空警示灯等设施的安装，将会大大增加施工难度，并给项目安全、进度、成本带来巨大冲击。因此，在项目策划阶段就已经规划好，利用PTC 环轨吊车组装过程中的1 个月时间，同步进行塔器设备附属设施的地面安装工作，做到PTC 环轨吊车组装、塔器附属设施现场安装两不误，为PTC 环轨吊车准时开吊和按时退场奠定了良好的基础。

3.6 吊装方案评审

NPC EG- 2 项目中包含1 台2000t 级（水洗塔，B- C- 115）和2 台千吨级（EO 反应器，B- R- 110/ 120）的吊装。项目部高度重视吊装方案的评审工作，在Mammoet 进场之时，就已经通过会议和邮件方式明确Mammoet 在设备吊装前至少需要提前1 个月提交经Mammoet 总部审核的吊装方案，为公司专家级审批预留出合理的时间窗口。

从Mammoet 团队进场以来，大家根据现场施工实际情况，经常在一起集思广益，积极优化吊装策略和方案。例如，讨论并论证只要将反应区钢结构框架进行局部预留，就可以使用PTC- 140 环轨吊车跨越框架吊装再生塔（B- C- 220），这就在原投标方案的基础上节省1 台1600t履带吊车的进场，并减少了吊装场地处理的工作量和费用，达到了双赢的效果。

在大型设备吊装之前1 个月的时间节点，Mammoet提交了经荷兰总部审批的吊装方案和卸车支撑方案等技术文件。项目吊装工程师对Mammoet 提交的技术资料进行了初审后，专程回国向公司技术专家委员会进行报告并组织大家进行评审。

3.7 大型设备吊装

在大型设备正式吊装前，项目部已经与Mammoet 联合编制了吊装日程，并按照该日程督促各自的施工安排和协调。Mammoet 主要负责吊索具（平衡梁、拉板、无接头绳圈、钢丝绳扣等）的配套更换及溜尾吊车的到位。项目部将更多的精力放在协调、监督安装分包商（BAY）对附塔管线的组对、焊接和试压方面，加快施工进度，为塔器吊装创造条件。

经过项目部、Mammoet、安装分包商（BAY）的共同努力，NPC EG- 2 项目终于圆满完成了大型设备吊装目标。

EO 反应器、水洗塔现场吊装现场如图3、图4 所示。

图3 EO 反应器（B-R-110/120，1000t/台）现场吊装照片

图4 水洗塔（B-C-115，105m@1850t，含附件）现场吊装照片

4 管理小结和经验分享

NPC EG- 2 项目作为惠生公司在美国化工建设市场的“敲门砖”，整个项目按照美国项目管理标准、合同模式、施工程序来执行，尤其是大型设备吊装作为该项目执行的亮点，得到了业主管理团队的高度认可，也为中国工程公司在美国化工建设市场树立了良好的口碑。

（1）项目部管理团队成员主要来自中国、加拿大和美国，堪称“多国联合部队”。中国员工主要负责项目策划和技术工作，加拿大和美国员工则侧重与当地分包商的沟通和现场监督。这种执行模式的主要优点是有效地避免了在施工习惯和文化理念方面上的潜在冲突，做到各尽所长，取得了良好的效果。

（2）在美国化工建设市场，合同作为联系各方的纽带，必须高度重视合同谈判和合同管理工作。而且在合同层面，总包商和分包商是两个完全平等的主体。美国当地分包商在一个竞争相对宽松的市场中，许多都不接受Lump Sum 报价（固定总价），只接受Unit Rate（清单单价）和T&M（Time & Material，人工时+ 材料）。在这样的市场环境下，总承包需要承担更多风险，需要在与业主进行合同谈判前就进行充分的合同风险识别和分析。

（3）在项目执行过程中，合同管理人员对各专业管理人员进行合同交底非常重要，使各专业管理人员详细熟知本专业内的合同界面，以及一些潜在的“索赔点”和“被索赔点”，为项目成本管理“开源节流”。

（4）美国当地专业化分工比较细，类似划分至NDE、脚手架（塔器安装平台、附塔管线时使用）等。

（5）如果说项目合同管理为纽带的话，那进度控制管理就是检验项目执行最直观的“标尺”。当地分包商一般都执行“计划→批准→施工→监控→检查→验收”基本流程，如果施工过程中现场客观条件发生改变或施工计划发生调整，当地分包商的应变能力稍显不足，这就需要总包商提供较为详细的施工进度计划和现场应变指令。

（6）从另一方面，当地分包商的施工进度有时候不理想也与当地管理制度和环境有关。美国政府法律、法规相当重视劳动阶层，有着完善的劳动者权益保护法，加点、加班工资是基本工资的1.5 倍、2 倍甚至3 倍。所以一般来讲，如果现场需要加班，需要分包商提前报告给总包商，总包商批准后方可进行加班施工作业，并按照合同要求支付加班费用。如果中国工程企业进行美国项目投标，一定要按照美国工效和正常劳动时间来统筹考虑项目施工进度和费用。

（7）美国工人属于蓝领阶层，收入不菲，有着较强的安全意识和专业技能。每天早上的施工晨会（Tool Box Meeting）都能见到PPE（个人劳保用品，包括荧光马甲、安全帽、劳保眼镜、劳保鞋、长袖工作服、安全带等）穿戴整齐的工人，认真地听着工长（Forman）关于当天的工作安排。他们在工作中兢兢业业，按部就班，没有类似“大干30天，苦干90 天”的劳动竞赛。

（8）美国与中国施工成本比重的差异决定了彼此施工方式的不同。美国人工成本高昂，现场施工机械化程度非常高，高空作业车（Manlift）、叉车（Forklift）和SPMT被戏称为“美国施工三宝”。100A 反应区钢结构的安装和高空作业基本上没有搭设脚手架，2 台Manlift 就搞定整个钢结构的安装（后期连系梁安装时使用了生命绳）；现场小型材料倒运均采用Forklift 或皮卡；吊车配重块或吊索具倒运则直接使用SPMT。提高施工机械化程度，也应该是中国工程企业努力的方向。

（9）美国度量衡单位独树一帜，与国际单位不兼容，在施工和生活中常带来一定的困扰，因此需要一个换算器常伴左右。 中国企业及员工习惯上使用“t- m- m2- t/ m2- L”等公制计量单位，而在美国需要经常使用“LB- FT- ACRE- PSF- Gal”（磅- 英尺- 英亩-磅/ 平方英尺- 加仑）等美标单位，所以牢记其转换系数也是重要的适应功课之一。

（10）团队建设（Team Building）在美国同样很重要，通过不定期的Team Building Party，使得来自不同地域，有着不同项目经验、文化背景的项目管理团队、分包商主要负责人，在一种轻松的氛围下进行感情的交流、理念的碰撞，也加强了彼此的了解和认知。

（11）中国工程企业在美国本土执行建造项目时，还需要重点考虑中美两国关税税率变化所带来的经营风险。NPC EG- 2 项目执行期间，恰逢中美贸易战正处在拉锯之时，美国贸易代表办公室（USTR）对多项原产地为中国的进口材料、设备加征强制性关税。项目部为了降低项目经营财务风险，一方面积极与业主汇报并沟通协调，让业主出面给予支持；另一方面积极与货代联系，让其将管廊模块（NPC EG- 2 项目有62 个模块，模块化施工也是海外项目的发展趋势）按照设备进行报关（设备关税税率比散材要低），以最大程度降低项目部的经营财务成本。

总的来说，在NPC EG- 2 项目大型设备吊装执行过程中上，各分包商都积极地配合项目安全、质量和进度目标，本着整体项目“一盘棋”的思想，圆满地完成了大型设备吊装施工节点，为项目后续专业的施工奠定了良好的基础。

衷心希望中国工程企业能够借助全球经济一体化的发展趋势和“一带一路”的东风，把中国企业的管理理念、程序，以及千百年来的文化积淀带到更多的国家和地区，尤其是发达的资本主义国家，让全世界都能够见证中国工程企业的崛起和所创造的辉煌业绩。