吳 晗, 侯 杰, 汪佳君, 蔡文婷, 禹治泓
(中船第九設計研究院工程有限公司, 上海 200063)
“十一五”期間我國市政行業的建設項目大多采用傳統的總承包模式(General Contractor),即業主對勘查、設計、采購和施工分別進行招標,由每家中標單位分別完成合同約定的工作,相應地對其工作的安全性、質量、進度和造價負責,并由業主將整個項目貫穿起來。隨著建筑市場的不斷發展與完善,這種模式的缺點越來越明顯:有的業主不夠專業,工作接口多、變更多,容易造成造價增加;管理復雜、協調工作任務繁重,業主單位管理人員的能力不足;施工環節多、周期長,導致建設成本上升等。針對上述問題,早在19世紀就有研究人員開始探索實施工程、采購和設計一體化的總承包模式,即EPC(Engineering Procurement Construction)總承包模式,2010年之后,國內EPC總承包模式得到了快速發展。當前,國際上大多數項目都采用EPC總承包模式,并由專業化的國際工程公司承擔。這類公司有很強的工程設計能力和項目組織實施能力,同時其項目運作和管理能力均大大強于我國傳統型設計院和施工企業。隨著我國市場的深入開放,工程總承包模式已在建筑行業形成一股強勁的發展勢力。國家有關部門已下發加快推進工程總承包的指導意見,并提出進一步規范化工程總承包管理模式,鼓勵市政工程、國有資本占投資主體的項目優先采用EPC總承包模式。
中船第九設計研究院工程有限公司(以下簡稱“中船九院”)作為一家以船舶設計起家的綜合設計企業,其船舶海洋類核心設計業務量的占比近年來隨著全球航運市場的逐漸蕭條呈現出下降的趨勢。為此,中船九院持續開拓設計業務領域,憑借自身設計優勢加快轉型發展,工程總承包業務是其重要切入點之一。
EPC總承包模式有助于強化設計,從源頭上控制成本。
1) 因該模式以設計牽頭,便于實現設計、采購和施工的緊密配合,對工程投資、進度和質量等進行全面控制,減少后期設計和施工階段的變更,從而更有效地控制成本。
2) 利于合理安排施工進度,縮短建設周期。該模式對項目資源進行有效整合,可更合理地組織設計、采購和施工,減少協調事宜,避免因相互溝通脫節造成變更和返工。
3) 提高工作效率,更有效地控制風險。業主只與中船九院建立總承包合同關系,由中船九院全面負責工程整體建設,能大幅縮短招投標、合同談判周期,有效規避建設過程中出現的脫節和推諉現象。同時,中船九院可協助業主完成前期手續辦理等工作,進一步減少業主在人員和時間上的投入。
在工程建設規范化管控方面,中船九院的母公司中國船舶集團有限公司(以下簡稱“中國船舶集團”)面臨著巨大挑戰,例如:
1) 投資規模大且頗為分散。目前,中國船舶集團的投資項目散布在其下屬的多個成員單位,建設內容多樣,若沒有一個專業經驗豐富、項目管理程序嚴密且完善的組織機構予以統籌,很難做到有效管理。
2) 下屬各單位管理人員隊伍建設的發展進程參差不齊。各單位從事工程建設管理工作的人員難以跨企業形成具有扁平化管理特點的精英團隊,這給中國船舶集團提升工程管控方面的綜合競爭力帶來了巨大挑戰。相對而言,中船九院積累有豐富的技術經驗,且培育有專業的管理團隊,更有利于協助母公司實現其內部建設項目的規范化和統一化管理。
中船九院EPC總承包業務的發展可歸納為3個階段。
1) 從1984年到2002年的摸索階段,主要以設計咨詢業務為基礎,牽頭提供項目管理服務;
2) 從2003年到2009年的轉型階段,著重借助中國船舶集團大型船廠項目的開發建設,從單純的設計院成功轉型為工程公司;
3) 從2010年起,總承包業務進入發展成熟期,具備了承接多類型、超大綜合型和專業承包型項目的能力。
當前,中船九院的總承包項目主要可分為傳統的設計加施工的建設模式、項目管理總承包模式和EPC交鑰匙模式等3種。這3種模式各有其優缺點,分別應用于不同的場景,在實際項目運作中取得了不錯的效果。傳統設計加施工的模式與EPC交鑰匙模式的典型項目分析見表1。

表1 中船九院的典型項目對比分析
埃及亞歷山大船廠改造項目是中船九院承接的大型海外EPC交鑰匙項目,主要目標是將該廠的造船能力提升到57 000載重噸。經3 a的建設,項目于2013年10月基本完成并通過驗收交付。船廠南船臺為新建縱向傾斜半塢式船臺,寬38 m,長220 m,坡度1/20,塢墻頂標高+2.50 m,船臺末端標高-4.65 m。該船臺的水文條件為:平均高潮位+0.13 m;平均低潮位-0.13 m;極端高水位+0.66 m;極端低水位-0.51 m。船臺滑道為半塢式油脂下水船臺滑道,設計船舶下水水位0.00 m。
該船臺擋水閘門采用浮箱式塢門型式擋水閘門,是總工程中一個重要的分項工程設備單體,這是中船九院首次進行該類產品EPC交鑰匙模式的總承包,同時又是海外項目總承包,本身具備不同于國內項目的某些特點。在總承包項目管理中,將采購納入設計階段考慮之后,劃分為設計和施工2個階段,較好地對二者進行結合、統籌規劃、有序管理,取得了良好效果。EPC制造過程中有很多技術問題需要關注與思考,在制造開工之前就要充分做好技術準備,選擇并比較各種建造方案,明確施工要領。
忽略塢門制造前期的預處理、放樣和零部件加工等工作,重點關注分段建造和總裝合攏2個階段。此次塢門制造中的分段建造有2種方案:一種是國內分段建造完成之后運往業主現場總裝;另一種是直接在業主現場采購鋼材建造分段。第一種方案便于進行施工和管理控制,但運輸成本很高;第二種方案的材料和人工成本較高,且不利于控制,但能節省大筆運輸費用。綜合比較設備造價和施工難易度之后,最終采取折中方案,在國內將塢門分段建造一部分,制作成平面分段片體之后運輸到業主現場,在現場進行立體分段的拼裝和后續總裝工作。該方案能降低材料費和加工費,同時由于平面分段體積小,能有效降低運輸費用。根據現場轉運起吊能力,將塢門分成8個立體分段,在船臺邊的裝焊平臺上進行制作,塢門制造分段劃分圖見圖1。

圖1 塢門制造分段劃分圖
在選擇總裝合攏方案時,需密切聯系后續下水方案,關鍵是選擇合適的場地。通常來說,塢門下水和船舶一樣,從下水原理上看有重力式、漂浮式和牽引式等方式,從利用到的下水設施看有船臺滑道下水、升船機下水、干船塢下水、浮船塢下水和平地造船的駁船下水等種類。結合現場設施和設備借用、租賃的實際情況,主要考慮利用船臺或干船塢下水,但利用外部船臺或船塢不僅需要增加大筆設施租用費,而且難以控制計劃進度,會大幅增加塢門制造成本,因此方案確定為在該半塢式船臺內部完成總裝合攏之后就地下水。
此時產生2種下水方案:一種是將半塢式船臺作為船臺利用,塢門通過滑道重力式下水;另一種是將半塢式船臺作為干船塢利用,塢內浸水之后,塢門依靠浮力漂浮式下水。由于第一種方案需要船臺與滑道均建設到位,且在拆除圍堰之后再進行,無法有效安排塢門總裝合攏與船臺、滑道建設交叉進行,從而節省工期,同時塢門的性能未得到驗證之前,破開圍堰存在一定的風險,因此不采用該下水方案,重點考慮第二種方案,在圍堰不拆除的情況下向塢內灌水,實現塢門的漂浮式下水。
確定采用漂浮式下水方案之后,對于塢門的總裝合攏場地進行選擇,形成2種方案:方案1為在船臺面上進行;方案2為在塢口區進行。方案1便于利用船臺面上方大型門式起重機吊運分段;方案2需借助汽車吊等輔助設備吊運分段。圖2為2種方案下塢門在船臺面上總裝合攏布置示意。

圖2 2種方案下塢門在船臺面上總裝合攏布置示意
對這2種方案進行可行性論證:
由圖2可知,對于方案1而言,由于船臺存在傾斜度,塢門本身將耗費相當大一部分下水高度,即使塢門斜向布置,可降低部分高度,此時仍需橫跨900 mm高滑道,實際降低值也有限。由于塢口圍堰高度的限制,塢內灌水至0 m標高,塢門大約只能淹沒至吃水2.55 m位置,解決方法只能是先不進行固體壓載的安裝或僅安裝少量,減小塢門輕載吃水,待塢門漂浮,移運出塢口之后再進行所需設計固體壓載的安裝。但是,若固體壓載安裝不到位,塢門的穩性下降,抵抗風傾或帶纜不平衡等外力力矩的復原力矩將顯著不足,容易傾翻,加大塢門起浮與拖帶的危險性。因此,從安全可靠性的角度考慮,方案1不予采納。經過進一步的計算評審,最終決定采用方案2。圖3為現場塢口立體總段大合攏場景。

圖3 現場塢口立體總段大合攏場景
在EPC交鑰匙模式下,企業從總體規劃和概算出發,做好限額設計、成本控制完善和質量管理結構優化等工作,同時確保項目建設過程中的各項技術和保障支持滿足要求,針對性地配置強力團隊管理好項目的前期、設計、采購、施工和竣工移交工作,滿足業主對項目管理的各項要求,以交鑰匙的方式滿足業主的規劃建設需求。經過十幾年的積累,EPC交鑰匙總承包項目主要從以下5個方面進行管控。
從總體規劃和概算出發,做好方案設計、限額設計和成本控制等工作,設計方案完成之后,通過業主審查、確認,確保設計方案最優化。同時,協助業主完成土地征地、規證辦理等地方手續,確保項目順利落地。
按照市場化招投標模式,根據業主方的要求,合理利用有效聯合體模式或單獨EPC模式,通過對設計界面和清單報價進行有效審查,控制造價,推進進度。在此過程中,無論是業主還是中船九院,均應采用市場化手段確定施工單位。
組成以項目經理為核心的項目團隊,設立項目總工程師負責項目的總體技術性管理,設立項目控制團隊重點對費用和進度進行宏觀控制,設立項目商務、財務經理嚴格管控合同執行情況。中船九院作為EPC的牽頭人,對項目負總責。同時,邀請第三方審價單位和監理單位對項目投資、質量、安全和進度等進行全方面、全過程監管。
以BIM技術應用作為EPC工程總承包管理的抓手,深度融合設計、采購與施工的關系,提高EPC的整體質量。項目完成之后,在向業主移交實體建筑物的同時,向其移交BIM的三維數字資產,為其高質量的數字化運維打下堅實的基礎。此外,中船九院的財務部、技術質量部、法律事務部、安全生產和保衛部等職能管理部門為項目的推進提供各項支持,確保項目順利完成。
配合業主完成項目的整體竣工交付和運營工作,在維保階段,中船九院作為EPC牽頭人,仍履行維修保養職責,服務好業主。業主單位可設定相關評估指標,進行項目后評估等。
近年來,中船九院在國內船舶市場的固有傳統優勢隨著業內經濟形勢的日益嚴峻而不斷下滑。在此情況下,中船九院的業務逐步適應和趨向非船市場,同時跟隨國家政策,堅定地走EPC總承包的道路,取得了較好的經濟效益。2015—2019年,中船九院總承包實現營業收入合計118.52億元,占公司營業收入的87.40%;實現總承包毛利7.04億元,已成為公司主要的收入和利潤來源。