論綜合管廊PPP社會資本方建造能力的構建與提升
一、當前活躍在綜合管廊領域內的社會資本分析
從課題組對財政部綜合管廊試點項目的調查來看,已經簽約或正在與政府方進行合同談判的社會資本多為大型施工企業(yè),主要有中國建筑股份有限公司及下屬單位、中國中鐵股份有限公司及下屬單位、中國鐵建股份有限公司及下屬單位、中國冶金科工集團有限公司及下屬單位以及中交系統(tǒng)個別單位等,一般性地方國企有很少一部分參與了競標,但中標率很低,而石化系統(tǒng)、電建系統(tǒng)、礦建系統(tǒng)、水利系統(tǒng)等非主營建筑業(yè)務的央企則很少介入,關鍵是作為社會資本中一個主要組成部分——民營建筑企業(yè)除了在白銀市綜合管廊項目上有所表現(xiàn)外尚沒有看到其他身影。
PPP項目的社會資本是一個大的概念,參與PPP項目的社會資本必須具有實施項目設計、建造、運營、融投資的條件和能力,也就是說當某一承包商同時具備提供上述四個方面服務的保障并與政府實施機構簽訂PPP項目合同,那么該承包商即為唯一的項目社會資本方。而當由分別具備設計、建造、運營、融投資資質與能力的社會資本聯(lián)合體中選時,則該聯(lián)合體必須推舉一個牽頭人并由聯(lián)合體協(xié)議授權與政府實施機構簽訂PPP項目合同,該牽頭人可以是承擔PPP項目設計、建造或運營的任何一家法人企業(yè),但原則上不能由融投資機構為聯(lián)合體牽頭人。由于現(xiàn)階段綜合管廊PPP項目大多采用的是施工總承包,故呈現(xiàn)出多以施工企業(yè)而且是大型央企為綜合管廊PPP項目社會資本的局面,應該說這只是一個過渡性現(xiàn)象,一旦時機成熟,以施工企業(yè)為主的社會資本現(xiàn)象將會有大的改觀。
二、對綜合管廊建造能力的匹配要求
1、明挖現(xiàn)澆法建造綜合管廊的施工能力匹配要求
明挖現(xiàn)澆法建造綜合管廊是國內建設綜合管廊的主要技術選擇之一。
現(xiàn)代意義上的城市地下綜合管廊工程建設在我國上世紀90年代就開始了,已經建成的上海、廣州等地的綜合管廊起到了很好的示范作用。從工程角度來看,綜合管廊只是一個埋設于地下的帶狀構筑物,廊道斷面的體量遠小于地鐵,埋深位于淺層地下空間(<15米),采用的土方大開挖加混凝土現(xiàn)澆的施工工藝,其技術含量并不高,技術風險基本可控。據此判斷,這樣的工程項目完全不需要使用國內頂尖的施工單位或專業(yè)市政工程施工單位來承建。需要注意的是,當前把廊道工程的土建施工和管線安裝施工完全割裂的做法是違背建設項目整體性原則的錯誤做法,必須得到迅速糾正。而當依據改正后的整體設計展開社會資本采購時,作為綜合管廊整體工程中重要的各種專業(yè)管線的安裝、調試就自然成為對投標的施工企業(yè)的能力要求,而從這一點來看,市政工程公司可能還不如其他工業(yè)門類的工程公司更有經驗。鑒于此,與綜合管廊施工能力相匹配的施工企業(yè)以綜合性見長的工業(yè)門類甲級工程公司更為適宜。政府主管部門應該尊重科學,在進行社會資本采購時避免人為墊高門檻,把可能的社會資本攔在門外,讓競爭更加充分,讓行業(yè)壁壘遁形于公開、公平、公正的競爭氛圍中。
2、預制拼裝法建造綜合管廊的施工能力匹配要求
1)預制拼裝法建造綜合管廊的技術發(fā)展簡況
1875年Willion Henry Lascell發(fā)明的improvement in the construction of building標志著裝配式結構的誕?,1945-1970年間,在全歐洲因為勞動力缺失,大規(guī)模的使用了預制裝配式建筑,與此同時,歐美國家預制裝配式綜合管廊建設隨之興起。日本后來居上,自1990年之后,采用預制箱涵裝配化建設綜合管廊開始在工程中大量應用。
我國隨著制造工業(yè)的迅猛發(fā)展,預制裝配式結構工廠化生產也實現(xiàn)了快速崛起,在交通業(yè)、建筑業(yè)以前的現(xiàn)澆施工領域,逐漸形成了標準的預制構件裝配式施?,不僅提高了工效,也有效的保證了質量,預制構件中小的像鐵路軌道板、盾構管片,大的像鐵路箱梁、城軌的U形梁等,混凝土預制制品的范圍不斷擴大,其中,綜合管廊的預制管涵也在近年得到了大的發(fā)展。
2)綜合管廊預制拼裝的施工特點與有待完善的技術空間
預制裝配式城市綜合管廊,與現(xiàn)有明挖現(xiàn)澆技術比較,具有以下優(yōu)勢:a、以預制管件結構為主體的管廊結構,可以不僅大大降低材料消耗,而且管廊結構具有優(yōu)異的整體質量、抗腐蝕能力強,使用壽命長;b、可實現(xiàn)標準化、工廠化預制件生產、不受自然環(huán)境影響,可以充分保證預制件質量和批量化生產;c、現(xiàn)場拼裝施工,可大大提高生產效率,降低建設成本;d、工廠化生產保證了管廊結構的尺寸準確性,同時也保證了預制裝配式城市綜合管廊安裝的準確性;e、無需施工周轉材料、無需占用大量材料堆場、施工時間大為減少,可有效降低綜合管廊的建設成本。因此,預制拼裝法是代表我國綜合管廊建設領域技術進步的一個方向。
目前我國綜合管廊混凝土預制構件生產方式根據構件規(guī)格和運輸條件,分工廠化作業(yè)模式和移動式現(xiàn)場預制模式。在工廠化作業(yè)模式中又有臺座法生產和流水線制造之別,技術日臻成熟。
受制于運輸的經濟性和安全性考慮,對于大型預制構件,工廠化制備顯得不利,由此誕生了移動式預制生產模式。移動式預制生產模式類似游牧作業(yè),像綜合管廊這樣的帶狀工程,可以借用沿施工線路一側或者周邊規(guī)劃大臨或者小臨用地,利用安全區(qū)域的某狹長地帶建立移動式預制生產設施,將預制混凝土構件所需的設備、材料、工裝模塊等直接運到項目的施工現(xiàn)場附近,就近下料、預制、養(yǎng)護、然后將產成品短距離運輸到拼裝場地,進而完成拼裝作業(yè)。當某個區(qū)段的廊道施工完畢后,可將移動式裝備拆裝到下一個場地,如此往復,從而大大節(jié)約成本、提高工效。
但是,預制拼裝法建設綜合管廊仍然面臨很多問題。從預制工裝模塊的角度來看,因為預制構件的形狀、材料等不同而有很大的差異。在拼裝構件的形狀方面,當前有底板現(xiàn)澆加預制板片拼裝、雙側對稱的正反L型預制構件拼裝、U型預制結構體加預制頂板拼裝、整體預制管涵節(jié)段拼裝、預應力頂蓋節(jié)段與預應力底座節(jié)段拼裝等,在預制管件材料選用方面,除了鋼筋混凝土預制構件外,大直徑塑鋼纏繞管也進入到了綜合管廊工程應用中。以上各種預制拼裝方法在國內城市地下綜合管廊工程應用中應該說都還沒有進入到大規(guī)模市場化階段,預制拼裝除了技術上諸如綜合管廊走向出現(xiàn)垂直變化或水平變化時,其預制件的結構調整問題、各類管線導入導出時與拼裝節(jié)段如何結合問題、預制構件如何解決管線安裝所需的預埋預留問題、預制構件節(jié)段拼裝縫防水問題、裝成段廊體防漂浮問題等有待完善外,還涉及到預制構件二次設計、預制構件模具設計與制作、預制設備研發(fā)與應用、預制工法、移動式混凝土預制裝置模塊化設計與制備、預制件運輸與吊裝機械整合、拼裝設備研發(fā)與應用、拼裝工法等一系列技術和管理水平的提升。
3)預制拼裝法建造綜合管廊的施工單位選擇
當通過可行性研究階段的多方案比選,決定采用某種預制拼裝法建設綜合管廊時,政府實施機構應結合預制拼裝法建造綜合管廊的諸多特點,在驗證技術成熟度的基礎上,提前與項目的設計單位、潛在的預制拼裝技術提供單位進行溝通,同時也要向PPP咨詢機構充分交底,以便在PPP項目實施方案中選擇并確定合適的政府采購辦法??紤]到預制拼裝領域多表現(xiàn)出技術初創(chuàng)、技術及裝備的普及率較低、擁有該技術及其施工能力的企業(yè)相對固定等特點,估計在施工單位的選擇上難有更大的選擇范圍,換句話說就是,可能的采購方式不得不選用競爭性磋商甚至單一來源采購。
有一個現(xiàn)實的問題必須引起注意,一般來說,即使是能夠制備大型混凝土構件的預制企業(yè),其大多數都不具備較高的施工資質,這是同一家企業(yè)試圖完全承攬綜合管廊預制與拼裝工程時的尷尬情形,此時,應該有一家具有一級以上(含一級)施工資質的企業(yè)參與社會資本聯(lián)合體,并由他主導施工管理。
3、盾構法建造綜合管廊的施工能力匹配要求
1)盾構技術在隧道工程中的應用情況
采用盾構法建造城市地下綜合管廊的思路來自盾構技術在隧道工程中的應用。
盾構法應用始于1818年,由法國工程師布羅諾爾(M I Brunel)研發(fā)并取得專利,至今已有180多年的歷史。我國在1957年北京的下水道工程中首次使用了盾構法修建地下工程。
盾構法進行隧道施工的基本原理是用一組有形的鋼質組件沿隧道設計軸線開挖土體并向前推進。這個鋼質組件在初步和最終隧道襯砌建成前,主要起著防護開挖出的土體坍塌、防止地下水或流沙的入侵、保證作業(yè)人員和機械設備安全的作用。盾構作業(yè)方法是先在隧道某段的一端建造豎井或基坑,以供盾構設備安裝就位。盾構從豎井或基坑的墻壁預留孔出發(fā),在地層中沿著設計軸線,向另一豎井或基坑的設計預留洞推進。盾構推進中所受到的地層阻力,由盾構千斤頂反作用于豎井或基坑后壁的力予以克服。盾構是一個既能支撐地層壓力,又能在地層中推進的鋼筒結構,鋼筒直徑稍大于隧道襯砌的直徑,在鋼筒的前面設置各類的支撐和開挖土體的裝置,在鋼筒中段周圈內安裝頂進所需的千斤頂,鋼筒尾部是具有一定空間的殼體,在盾尾內可以安置數環(huán)拼成的隧道襯砌環(huán)。盾構每推進一環(huán)距離就在盾尾支護下拼裝一環(huán)襯砌,并及時向盾尾后面的襯砌環(huán)外周的空隙中壓注漿體,以防止隧道及地面下沉,隧道在盾構推進的過程中不斷形成。
我國盾構技術及裝備水平發(fā)展很快,目前國內已經擁有從2.44——16m挖掘直徑的不同型號盾構機,可滿足圓形、矩形、馬蹄形及其他特殊斷面形狀的隧道掘進需要,在地鐵、過江隧道等建設領域發(fā)揮了重要作用。
2)盾構法建造地下綜合管廊的優(yōu)勢及其局限性
① 盾構法建造綜合管廊的現(xiàn)狀及優(yōu)勢
我國采用盾構法建設綜合管廊的歷史不長,且多為配合性局部工程,如天津市劉莊橋海河改造工程中的地下共同過河隧道,盾構施工總長度226.5m。隧道內部共分為4個功能空間,分別供電力、通信、熱力自來水、中水和煤氣管線通過。南京云錦路電纜隧道莫雙線220kv下地工程中的一部分采用了盾構技術,該工程是江蘇省首條盾構法施工的電纜隧道,也是國內首條超高壓電纜隧道。盾構隧道全長849m,埋深5.2-9.8m,盾構穿越地段主要地層為淤泥質粉質黏土。在當前新一輪城市地下綜合管廊建設熱潮中,沈陽市南運河段綜合管廊擬采用盾構法施工,其雙圓單倉綜合管廊總長度12.8km,建成以后這將是國內盾構法施工建設的最長的一條綜合管廊。
采用盾構法建設城市地下綜合管廊具有一系列優(yōu)點,主要表現(xiàn)在:
a)在盾構支護下進行地下工程暗挖施工,不受地面交通、河道、航運、潮汐、季節(jié)、氣候等條件影響,能經濟合理地保證綜合管廊安全施工。
b)盾構的推進、出土、襯砌拼裝等可實行自動化、智能化和施工遠程控制信息化,掘進速度快,施工勞動強度較低。
c)地面人文自然景觀可以得到良好的保護,周圍環(huán)境不受盾構施工干擾,這在中央商務區(qū)、交通密集區(qū)、及在老舊城區(qū)改造的同時建設綜合管廊時,尤其顯示出盾構法施工的優(yōu)越。
d)在松軟地層中,較開挖埋深大、距離長、直徑大的綜合管廊,盾構法具有經濟、技術、安全等方面的優(yōu)越性。
② 盾構法建造綜合管廊的局限性
a)經濟性
盾構法運用于城市地下綜合管廊工程最突出的問題就是工程造價偏高,這將非常不利于盾構法在該領域的推廣應用。從對沈陽市綜合管廊試點項目的相關數據比較可知,盾構法施工較明挖現(xiàn)澆法施工其土建工程造價要高出一倍左右。由于目前市面上還沒有開發(fā)出適應地下綜合管廊特點的盾構設備,大部分盾構機都是直接采用修建城市地鐵的盾構裝置,這樣就導致修建綜合管廊工程的土建造價與修建同樣數量的地鐵相當。因此,如何降低土建造價是一個必須面對和要解決的問題。
b)盾構技術與綜合管廊的匹配要求
盾構技術本身還需要與綜合管廊的諸多要求相磨合,其相關標準、規(guī)范、工程技術等的成型與成熟尚需時日。其中包括:淺埋深狀態(tài)下(地表標高負15m左右)綜合管廊盾構施工的適宜性、廊道盾構施工與綜合管廊附屬設施(如通風口、投料口、管線引出口等)的關系處理、如何滿足綜合管廊廊道特殊設計(主要是轉彎、起伏、交叉等)時的盾構施工、如何滿足廊道內各類管線的架設、懸吊、支撐等技術要求等。
c)盾構裝備水平及操作技術水平的提升空間
盾構機是與廊道形狀一致的在盾構外殼內裝備著推進機構、擋土機構、出土運輸機構、安裝襯砌機構等部件的隧道開挖專用機械,主要包括9大組成部分,分別是:盾體、刀盤驅、雙室氣閘、管片拼裝機、排土機構、后配套裝置、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和輔助設備。這樣一個龐大的集約化裝置,任何一個部件的缺陷或故障都會影響盾構施工效率,事實上,裝備的改進一直在進行中。
而完整的盾構作業(yè)更是需要設備制造、氣壓設備供應、襯砌管片預制、襯砌結構防水及防堵、施工測量、場地布置、盾構轉移等施工技術的高度配合,其工程的系統(tǒng)協(xié)調及其復雜。
d)盾構施工中的幾項具體技術問題
★廊道管片設計問題
廊道襯砌結構主要是由管片構成,它也是盾構施工的最終產物。管片所形成的結構物是永久性的,因此管片的設計是非常重要的環(huán)節(jié)。目前我國一些地區(qū)已涉及到盾構隧道管片設計的規(guī)范性要求,但尚沒形成系統(tǒng)地、完整地盾構隧道設計規(guī)范。因此進行盾構隧道管片設計理論的研究成為當務之急。
★開挖面的穩(wěn)定問題
盾構法的主要原理就是盡可能在不擾動圍巖的前提下完成施工,因此其施工的關鍵就是維持開挖面的穩(wěn)定性。泥水加壓式盾構與土壓平衡式盾構是目前維持開挖面穩(wěn)定性方面的主要方式,應在采用泥漿或流塑性土體控制開挖面壓力的機理研究方面下大功夫。
★盾構姿勢和線路控制問題
盾構機是一個由盾構千斤頂驅動、在地中運動的龐然大物。盾構機行走的軌跡要嚴格遵循廊道的設計要求,小的偏移會造成管片拼裝等施工操作上的困難,過大的偏移會造成廊道的偏移甚至影響廊道使用,而盾構機的偏移由于圍巖的不均勻性、曲線段施工、推力的偏心、刀盤旋轉的反作用力等影響,可以說在實際施工中是難以避免的,這就需要對千斤頂和推力進行合理的調控,嚴密掌握盾構機姿態(tài),將偏移量始終控制在允許的偏差范圍之內,保證綜合管廊盾構施工質量。
3)盾構法建造綜合管廊的施工單位選擇
采用盾構法建造綜合管廊絕對不是到施工圖設計階段才可以決定的,它必須通過前期可行性研究階段的一系列方案比選,具備相應條件才可能決定采用。因此,政府實施機構應參照預制拼裝法建設綜合管廊的做法,結合盾構法建造綜合管廊的諸多特點,提前與項目的設計單位、潛在的盾構技術提供單位進行溝通,同時也要向PPP咨詢機構充分交底,以便在PPP項目實施方案中選擇并確定合適的政府采購辦法。考慮到盾構法施工對大型盾構裝備的要求,對操作大型系統(tǒng)化盾構機技術力量配備的要求,估計具備條件的施工單位不會太多,因此,建議采購方式選用競爭性磋商。
而就施工單位應具備的條件來看,盾構施工需要配置盾構機是基本要求,即使可以通過租賃市場租用到盾構機(當前此類市場尚不發(fā)育),施工單位也需要組建一支技術力量有充分保障的盾構施工隊伍,因此,這樣的一支施工力量不是短時間內能夠拼湊起來的,再加上對工程業(yè)績的要求,則盾構法建設綜合管廊的施工單位必須具有施工總承包一級以上(含一級)資質。
三、對建造單位匹配綜合管廊項目需要的幾點建議
1、適應工程總承包管理趨勢,以總承包商形象參與競爭
綜合管廊工程具備實行工程總承包的基本要素,以施工為主導產業(yè)的社會資本應該轉變觀念,調整傳統(tǒng)營銷策略,適應PPP模式盈利規(guī)則,通過購并設計院,創(chuàng)建旗下綜合管廊運營公司,打通EPC+運營管理的全站式服務通道,快速整合內部資源,適應工程總承包的管理需求,爭取以工程總承包方式承接綜合管廊PPP項目,這樣既為國家節(jié)約投資,又能使自己賺取合理收益。
2、捆綁實力強勁的設計單位,爭取構建聯(lián)合體
對于一般的甲級施工企業(yè),應該結合企業(yè)自身實力、特點和原行業(yè)背景,組建相應規(guī)模的綜合管廊運營維護機構,并與實力強勁的、有一定淵源的設計公司建立緊密聯(lián)系,為構建綜合管廊競標聯(lián)合體做好充分準備。
3、提前建立融資伙伴關系,突出投融資實力
在企業(yè)層面,強大的融資能力已成為企圖掘金綜合管廊PPP項目的建筑企業(yè)應具備的最起碼的能力。在目前以施工企業(yè)為主要社會資本競爭PPP項目的情況下,施工企業(yè)一定要及早地為如何進行項目融資做好準備,應物色具有實力的金融機構,通過談判建立框架合作關系,從而一方面在政府實施機構招標資格預審中,可以順利通過對與之合作的金融機構的資格審查,另一方面,一旦中標,能夠迅速地籌措項目建設資金,滿足工程建設進度的需要。
4、委托專業(yè)咨詢機構,扎實做好項目前期工作
為實現(xiàn)綜合管廊PPP項目中標并達成多贏的合作氛圍,主要的社會資本(總承包商或聯(lián)合體牽頭單位)應盡早地選擇可信賴的社會咨詢機構協(xié)助籌備投標事宜并提前進行合同談判準備,在自身不熟悉或不適應的方面如投融資安排、股權結構設計、合同體系構建、權益處置、回報機制、運營監(jiān)管、項目移交等方面依托咨詢智庫,扎實做好項目前期工作,共同完成項目落地。
編輯:徐潔
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