大型試驗水池機電設備建設技術

陳志法，鐘秋文，周益平

(1.國家海洋技術中心漳州基地籌建辦公室,福建 廈門 361007； 2.無錫東方海洋測試設備有限公司，江蘇 無錫 214000)

1 概述

21世紀是海洋的世紀，海洋工程技術取得了巨大的發展。試驗水池作為船舶與海洋科學研究的重要設施平臺，在海洋科技研究發展過程中起到至關重要的作用，被廣泛建造于國內外研究機構[1]，例如國內有中船重工第七〇二研究所拖曳水池(長474 m、寬14 m、深7 m)、哈爾濱工程大學耐波性水池(長108 m、寬7 m、深3.5 m)、上海交通大學海洋工程水池(長50 m、寬30 m、深6 m)等，國外有美國海軍水面作戰指揮中心拖曳水池(長845 m、寬15.6 m、深6.7 m)、德國漢堡船模水池(長300 m、寬18 m、深6 m)、法國巴黎水動力船舶研究中心水池(長1 150 m、寬5.6 m、深3 m)等。試驗水池按使用功能可分為拖曳水池、耐波性操縱性水池以及海洋工程水池等類型[2]。大型試驗水池配套機電設備多(如圖1所示)，常見的有吊裝系統、軌道及拖車系統、造消波系統、造風系統、造流系統、試驗平臺、照明系統、觀測采集系統、數據分析系統、水下作業系統以及水質處理系統等[3-5]。這些設備具有種類多、安裝精度高、作業面廣等特點，如何完成集成建設任務，實現水池試驗功能，是一個極具挑戰性的工作，值得人們研究思考[6-7]。

2 機電設備主要建設過程及注意事項

建設單位組織大型試驗水池機電設備建設，一般可分為以下幾個步驟：立項申請→設備采購→方案設計→生產制造→安裝調試→驗收交付。

2.1 立項申請

根據發展規劃和建設需求，組織編報立項申報書，一般與水池立項同步開展，用于申報項目和經費。立項申請為前期規劃階段，編制的建設內容和設備技術指標一般不夠詳實，需建設單位在后續建設過程中不斷細化完善。

2.2 設備采購

建設任務和項目經費批復后，一般通過競爭性采購方式組織設備采購，因為涉及的機電設備種類多，且絕大部分設備不是標準定型設備，所以需采購的設備承制單位較多，且設備研制周期一般也比較長。設備采購階段，建設單位要充分考慮技術市場日新月異的特點，緊跟技術發展，不斷優化調整建設內容，確保設備建設先進性，避免“建成即落后”。

2.3 方案設計

設備承制單位確定后即可組織方案設計，設計過程中要求每個設備承制單位要與水池土建設計單位做好對接，合理提出設備預埋預設、安裝調試及施工配合等要求，為后續兩者交叉施工奠定良好基礎，同時設備承制單位之間也要加強溝通協調，避免設備建設、安裝和使用過程中互相干擾。據統計，工程項目質量有70%～80%形成于設計階段，控制好設計環節是質量主動控制的重要組成部分[8]。但是由于機電設備涉及多個領域，其方案設計及互相之間的配合銜接要求高、質量影響因素多、專業性強，建設單位要加強技術力量統籌，確保方案設計這一源頭質量。

2.4 生產制造

承制單位根據設備研制規律及土建施工進度組織設備生產制造和運輸倉儲等工作，生產過程中需建設單位做好監督檢查，確保設備質量過關、進度可控、投資合理[9]。從實際生產制造看，建設單位往往沒有單獨選取監理單位，參與機電設備的生產監督，而是采取派員進廠的形式，監督設備研制工作，容易造成“外行監督內行”問題，起不到應有的作用。

2.5 安裝調試

包括池體建設過程中的預埋預設以及后續主體設備的安裝、架設和調試等工作，是影響試驗水池建設成敗的關鍵環節之一，需設備安裝單位與土建施工單位做好施工配合，建設單位做好監督檢查。從調研了解的實際案例來看，相當多的工程并沒有引入設備安裝調試監理單位參與其中，而是以目標管理為牽引，直接要求設備安裝單位、土建施工單位及工程監理單位做好設備安裝調試工作[10]，容易造成協調不順暢、配合不密切、監督不到位等問題，進而影響機電設備安裝調試進度和質量。

2.6 驗收交付

根據設計目標，組織各機電設備聯調聯試，完善檔案資料，做好設備交付和資料移交。驗收交付階段，建設單位除了要注重設備功能實現外，還要重視后續操作使用與維護保養培訓。

3 機電設備建設技術管理

大型試驗水池機電設備種類多、技術含量高，涉及專業領域廣、系統集成度高、工藝復雜，且與土建設計及施工關聯緊密，其生產制造、安裝調試也往往涉及多個地方、多家單位。從上述機電設備建設過程可以看出，作為水池項目建設主體，建設單位需深度參與立項、采購、設計、制造、預埋預設、安裝調試及驗收交付等全過程管理，可以說是集“項目管理與監理”為一體，是一項智力密集型技術兼管理工作，其工作內容廣泛、管理錯綜復雜、專業化程度高[11]。但是，實際上建設單位往往是“小甲方”角色，僅靠自身力量，存在技術把關能力不足問題，可能面臨較大建設風險，造成設備技術落后、產品質量缺陷、設備之間互擾、土建與設備配合不緊密、建設進度滯后、投資超預算，甚至水池試驗功能無法實現等情況。因此，很有必要引入相關行業力量，設立專業的技術支撐機構，隨時響應建設單位技術支撐需求，確保技術指導規范化、專業化和先進性，形成以建設單位為核心，技術支撐機構直接提供服務，必要時輻射至相關行業專家的“小核心、大外圍”管理技術力量體系(見圖2)。例如，中船重工第七〇二研究所在組織拖曳水池、操縱性旋臂水池、耐波性水池等多個項目建設過程中，由機關牽頭，整合了單位內外行業領域專家，形成技術支撐團隊支持項目建設。

技術支撐機構的設立方式可以采取聘用行業專家組成技術顧問團隊、采購第三方單位技術支撐服務等形式。其主要職責如下(本文按沒有專門的設備制造及安裝監理單位分析)。

3.1 立項申請階段

協助建設單位了解機電設備技術動態和市場行情，立足實際，分析建設需求，預留發展空間，論證建設內容及初步技術指標，提出初步規劃，向上申請項目和經費。具體工作包括協助開展市場調研、需求論證、立項申報書編寫、會議評審等(需要注意的是，有些項目在立項申請階段并沒有經費來源用于選取技術支撐機構，此時可由建設單位臨時聘請部分行業專家開展前期相關工作，待后續經費到位后，引入相對固定的技術支撐機構)。

3.2 設備采購階段

協助建設單位根據技術發展情況，優化完善建設內容及技術指標，編制采購需求，開展競爭性采購。具體工作包括協助開展技術研究、市場調研、建設方案變更論證、招標文件編制、會議評審、競爭性采購技術支撐、合同草案技術審核等。

3.3 方案設計階段

協助建設單位監督機電設備方案設計，組織各設備承制單位之間，以及與土建設計單位做好方案設計對接，明確機電設備尺寸、承重、供電、預埋預設等要求以及線路管溝大小、位置、數量和相關施工技術、工作環境、保護措施等方案，為后續設備研制、安裝調試以及與土建施工配合銜接奠定基礎。具體工作包括參與設備研制方案設計及評審、組織或監督設備承制單位與土建設計單位做好互相之間的協同對接、協調各單位之間的技術分歧等。

3.4 生產制造階段

協助建設單位監督各設備承制單位根據水池建設進度要求、設備研制規律以及池體施工進展，合理安排生產制造進度，開展質量監督，參與各節點驗收。具體工作包括協助編制生產計劃、制造監理、進廠監督等。

3.5 安裝調試階段

協助建設單位監督設備安裝單位、土建施工單位及工程監理單位做好設備前期預埋預設和后期安裝調試等工作，確保安裝質量。具體工作包括協調各參建單位做好銜接配合、現場施工監督、協調解決技術難點、提出整改意見等。

3.6 驗收交付階段

協助建設單位按規程完成設備聯調聯試，組織驗收審查，做好設備交付驗收和檔案資料移交。具體工作包括協助組織聯調聯試驗收評審、技術資料整編歸檔等。

3.7 其他

根據技術支撐需求補充聘用相關行業專家，確保技術支撐力量；協助建設單位確認機電設備設計變更，控制投資規模；協助編寫機電設備運行維護規程，開展使用、維護人員培訓等。

4 結語

大型試驗水池機電設備建設集成度高、技術復雜，通過設立技術支撐機構，引入多專業、多技能、實踐經驗豐富的專業人才，有利于建設單位彌補自身技術力量不足，全過程、全方位、全專業把控機電設備建設，提高項目管理、技術監督、過程控制的能力水平，也有利于盡早培養一批熟知設備底數、了解設備“脾氣”、善于設備操作的行家里手，做到“不讓設備等人”，為“建管一體、建用銜接”提供有效技術保障。