姚鵬程,盧 宇,楊凱博
(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司,四川 成都 610072)
自2013年由中國國家主席習近平提出“一帶一路”合作倡議以來,中國與“一帶一路”沿線國家堅持共商、共建、共享的原則,強調(diào)相互協(xié)作、共同發(fā)展來應對挑戰(zhàn),通過合作促進高質(zhì)量基礎設施建設,加強區(qū)域間互聯(lián)互通,進一步推動自由貿(mào)易,塑造全球經(jīng)濟新增長點。截至2021年1月,中國已同171個國家和國際組織簽署205份共建合作協(xié)議,共同開展了2 000多個項目。8年來,中國與“一帶一路”合作伙伴貿(mào)易額累計超過9.2萬億美元,中國企業(yè)在沿線國家直接投資累計超過1 300億美元。
在我國全面實施“一帶一路”合作倡議的帶動下,中國境外水電產(chǎn)業(yè)全面升級,水電企業(yè)抓住海外市場機遇,在參與海外項目的過程中,不斷展現(xiàn)強大的投資能力和高效的項目運作能力,以強勁的實力引領(lǐng)著世界水電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國已經(jīng)與80多個國家建立了水電規(guī)劃、建設和投資的長期合作關(guān)系,承建了200多項國際水電工程,占有國際水電市場50%以上的份額。雖然我國國際承包商在國際市場的份額不斷擴大,但是項目甲方仍然習慣于使用歐美的技術(shù)標準,而我國企業(yè)對國際工程技術(shù)標準的不適應嚴重制約了在國際市場的競爭力。因此,了解國際技術(shù)標準體系結(jié)構(gòu)、特點和發(fā)展方向,對比研究國內(nèi)外標準差異,有助于我國承包商提升對國際工程技術(shù)標準的應用能力,進一步加強項目的履約能力。本文對中外水電行業(yè)勘測技術(shù)標準體系進行了較為詳盡的介紹和初步的對比研究,為海外水電工程勘測工作的開展提供借鑒。
中國水電行業(yè)技術(shù)標準體系先按大專業(yè)分類,再在大專業(yè)分類基礎上進行專業(yè)細分,并逐一編制相應的標準、規(guī)范及規(guī)程(見圖1)。其中,標準主要針對術(shù)語、符號、計量單位、制圖等基礎性要求;規(guī)范主要針對工程勘察、規(guī)劃、設計、施工、驗收等通用性要求;規(guī)程主要針對具體操作、工藝、施工流程等專用性要求,而國家標準只采用標準、規(guī)范兩種表現(xiàn)形式。
圖1 中國水電行業(yè)技術(shù)標準體系
截至2019年底,水電行業(yè)技術(shù)標準共有65本,其中正在實施的有34本,正在制定的有31本,標準多而細,基本適應了水電建設,形成了中國國內(nèi)較完整的標準體系,為我國水電開發(fā)做出了巨大貢獻,部分勘察標準見表1。
表1 中國水電工程部分勘察標準
美國推行民間標準優(yōu)先的標準化政策,形成了相互競爭的多元化標準體系,其標準體系具有開放性、多元性、自愿性、分散性的特點。工程勘察設計時,在滿足基本法律法規(guī)后,工程人員有充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)造的余地,與國內(nèi)規(guī)范相比,彈性較大。美國標準體系較為全面,且在世界范圍內(nèi)得到了更為廣泛的應用,是目前世界范圍內(nèi)水電工程建設的通用標準。
美國勘測設計技術(shù)標準體系主要有:陸軍工程師兵團(USACE)體系、內(nèi)政部墾務局(USBR)體系、美國土木工程師協(xié)會(ASCE)體系、美國混凝土協(xié)會(ACI)體系、美國試驗及材料協(xié)會(ASTM)體系、美國聯(lián)邦能源管制委員會(FERC)體系等六個。但美國巖土工程勘察標準主要遵循陸軍工程師兵團(USACE)體系與內(nèi)政部墾務局(USBR)體系的相關(guān)手冊、規(guī)章進行各階段的相關(guān)作業(yè),部分美國水電工程勘測標準(截至2019年5月30日)見表2。
表2 美國部分水電工程地質(zhì)勘測標準
1.2.1 陸軍工程師兵團(USACE)水電工程標準體系
陸軍工程師兵團水電工程標準包括工程通告(EC)、工程指令(ED)、工程設計指南(DG)、工程手冊(EM)、工程小手冊(EP)、工程規(guī)定(ER)、工程技術(shù)函(ETL)、工程表格(ENG)等8個系列(見圖2)。其中工程手冊(EM)、工程小手冊(EP)、工程規(guī)定(ER)系列為主要的應用型標準,其相應的標準對應于中國標準的結(jié)果見表3。
圖2 USACE水電工程標準體系
表3 USACE與中國標準對照
1.2.2 內(nèi)政部墾務局(USBR)水電工程標準體系
美國內(nèi)政部墾務局創(chuàng)建于1902年,已經(jīng)建設了600座大壩和水庫,其水電標準包括設計標準、工程手冊和墾務局標準(見圖3)。勘察設計標準包括13部,每一部分成若干章,構(gòu)成一個幾乎覆蓋全部水利水電勘測、設計及施工等專業(yè)的完整的標準體系;工程指南目前公布的有13份,是墾務局編制的導則、指南類技術(shù)出版物;墾務局手冊是巖土試驗及混凝土試驗方面的標準,包括《土工手冊》《巖石手冊》《混凝土手冊》。墾務局水電工程標準體系中相應標準對應于中國標準的結(jié)果見表4。
表4 USBR與中國標準對照
圖3 USBR水電工程標準體系
歐洲規(guī)范是由歐洲標準化委員會制定的一系列關(guān)于建筑設計、土木工程和建筑產(chǎn)品的歐洲標準。歐洲對建筑和土木工程的定義比較寬泛,基本覆蓋所有的土建工程領(lǐng)域,包括工民建、公路、鐵路、水利水電、港口碼頭等。
歐洲巖土工程設計規(guī)范(Eurocode 7)是關(guān)于勘察的基本規(guī)范,主要分兩部分,第一部分為基本規(guī)定,內(nèi)容主要是巖土工程設計原理和設計中需要考慮的主要因素;第二部分為工程勘察和測試,主要內(nèi)容是場地勘察的規(guī)劃和報告、常規(guī)室內(nèi)試驗和原位試驗的要求、試驗結(jié)果的評定、巖土參數(shù)及系數(shù)值的來源。
美國水電工程標準體系在勘察、設計、施工等方面研究、開發(fā)和應用較早,且標準體系較全面,在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應用,是目前世界范圍內(nèi)水電項目建設的通用標準。歐洲標準對建筑和土木工程的定義比較寬泛,基本覆蓋所有的土建工程領(lǐng)域,但沒有專門的水電工程標準體系。為此,本次標準體系對照的國外標準以美國標準為主。
2.1.1 體系構(gòu)成不同
中國水電行業(yè)技術(shù)標準體系按專業(yè)和全生命周期分類,逐一編制相應的規(guī)范及規(guī)程,形成一套完整的水電標準體系,主要為國家標準(GB-)和行業(yè)標準(NB-、DL-),分為強制性條文和推薦性條文,水電工程勘察必須遵守該體系。
美國水電標準由不同的部門和協(xié)會分別編制,形成了多個不同的標準體系,每個標準由不同的部分組成。例如,陸軍工程師兵團水電工程標準包含了8個系列,水電工程勘察可以根據(jù)工程特點選擇使用相應的標準。
2.1.2 標準體系內(nèi)涵不同
中國水電行業(yè)技術(shù)標準體系通常指國家標準和行業(yè)標準,不包含企業(yè)標準。如《野外勘察安全技術(shù)規(guī)程》《鉆探安全技術(shù)規(guī)程》《坑探安全技術(shù)標準》等均不在中國水電行業(yè)技術(shù)標準體系范圍內(nèi)。美國標準體系除了勘察設計標準外,還包括企業(yè)標準、導則、指南、手冊等。如墾務局的《小壩設計》《土工手冊》《巖石手冊》等雖是企業(yè)標準,但也在墾務局水電工程標準體系范圍內(nèi)。
2.1.3 體系編制思路不同
中國水電行業(yè)技術(shù)標準按照行業(yè)專業(yè)編制各自的標準,水電勘察標準是按測量、工程地質(zhì)、工程勘探、工程物探、巖土試驗等專業(yè)分別編制。如關(guān)于地質(zhì)的標準有《水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》《中小型水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》《水庫樞紐工程地質(zhì)勘察規(guī)范》等;工程測量的標準有《水電工程測量規(guī)范》《可再生能源工程三維激光掃描測量技術(shù)規(guī)程》《水電工程全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)測量規(guī)程》等。
美國標準體系主要考慮工程的系統(tǒng)性,將勘測、設計、施工、監(jiān)測等方面的規(guī)定均放在一個標準中。例如,美國內(nèi)務部墾務局技術(shù)標準《填筑壩》,將各種形式的土壩、堆石壩、砌石壩等當?shù)夭牧蠅?,包括地質(zhì)勘察、材料選擇、工程設計與施工等,都集中在同一個標準中,形成了一個較完整的填筑壩工程建設系統(tǒng)。
2.1.4 標準體系的管理不同
中國水電行業(yè)技術(shù)標準由政府行業(yè)主管部分歸口管理,所有標準立項、審批、頒布實施都是由國家主管部門負責。如《水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》的發(fā)布部門為中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部與中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局;《中小型水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》的發(fā)布部門為中華人民共和國國家能源局。
美國標準則通過美國國家標準學會即可,但美國國家標準協(xié)會是民間標準化團體。
2.1.5 標準適應范圍不同
中國標準行業(yè)特點明顯,只適用于水電行業(yè),不適合其他行業(yè),每本規(guī)范都具體規(guī)定了適用范圍,如《水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》適用于大型水電站和抽水蓄能電站工程的地質(zhì)勘察工作;《中小型水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》適用于中小型水電工程的工程地質(zhì)勘察工作。
而美國標準通用性較強,有的標準不僅用于水電工程,也可以用于其他工程。如陸軍工程師兵團的巖土工程勘察(EM110-1-1804)標準既適用于軍事工程也適用于土木工程;墾務局標準體系中的小壩設計,既可供從事水利水電工程規(guī)劃和施工的技術(shù)人員參考,也可供冶金、鐵道、交通等部門的技術(shù)人員以及有關(guān)大專院校師生參考。
2.2.1 體系側(cè)重內(nèi)容不同
中國的勘察標準為規(guī)范條文形式,對勘察工作的階段劃分、內(nèi)容、方法、評價標準、布置原則等進行了較詳細規(guī)定,需遵守的剛性條款較多,一般只提要求不作解釋(重點條款有條文說明),遵循既重視過程又重視結(jié)果的原則。
美國標準主要為工作手冊形式,對各階段的勘察原則和方法進行了基本規(guī)定,但對勘察工作量布置卻沒有詳細的規(guī)定,相關(guān)條款多采用講解敘述形式,闡述十分詳細,遵循更重視結(jié)果的原則。
2.2.2 體系工作方式不同
中國勘察標準對設計階段深度的控制、勘察方法采用、勘察工作量的基本要求進行了詳細的規(guī)定,對勘察單位具有較好的指導意義,適合中國國情,可操作性強。
美國標準對各階段的勘察工作均為一般性、原則性的規(guī)定,對各階段勘察工作量布置、勘察手段、試驗數(shù)量等未作具體規(guī)定,可由有經(jīng)驗的地質(zhì)工程師、巖土工程師靈活掌握勘察工作量的布置及勘察手段的選擇。
2.2.3 體系管理方式和強制性要求不同
中國標準以政府管理為主,社會團體管理為輔,分國家標準、行業(yè)標準、地方標準和企業(yè)標準四個層次,實行強制性標準與推薦性標準相結(jié)合的方式,強制性標準和推薦性標準中的一些強制性條文必須強制執(zhí)行,對推薦性標準和一般性標準條文鼓勵企業(yè)采用。
美國標準以社會團體管理為主,政府管理為輔,多為部門標準或企業(yè)標準,主要服務于本部門或企業(yè),對其它部門或企業(yè)無強制約束力,但企業(yè)標準需服從美國聯(lián)邦相關(guān)主管機構(gòu)的要求。在強制性要求方面,以美國陸軍工程兵團標準為例,針對一些含有工程管理的政策性要求,以《工程規(guī)定》的形式發(fā)布,除非有特殊澄清,否則均被視為強制性要求。
2.2.4 安全控制要求和目標
中美標準均基于工程的屬性要求,從標準安全、結(jié)構(gòu)安全、質(zhì)量安全方面,對勘察、設計、施工、運行等提出了安全性要求。具體體現(xiàn)在中外標準的工程等別、建筑物級別、使用年限、結(jié)構(gòu)等級、洪水標準、抗震標準等方面的安全控制要求有較大差異,但針對工程的安全控制目標是一致的。
2.2.5 設計理念
中國標準歸納了大量經(jīng)驗、參數(shù)、要求,按規(guī)范要求基本能完成建筑物的設計,容易忽略基礎理論的應用和分析。美國標準注重基礎理論應用,針對具體工程進行設計,開展大量計算分析,充分發(fā)揮工程師的主觀能動性。
從對比研究的結(jié)果來看,中美標準體系從架構(gòu)和內(nèi)容均有所差異,中國標準體系建設由政府部門主導,主要由各行業(yè)主管部門牽頭,選擇經(jīng)驗豐富的大型企事業(yè)單位、科研院所或行業(yè)協(xié)會進行制定,是一個自上而下的過程,每個行業(yè)均有自己的行業(yè)標準,這在一定程度上出現(xiàn)了“重復建設”的問題。美國標準體系的建設一般由民間社會團體或部門、企業(yè)主導,是一個自下而上的過程,制定的標準體系具有多元化特點,并十分完備,其標準一般都是跨行業(yè)的,具有通用性,對于各行業(yè)而言,開展該項工作均適用,這既避免了“重復建設”,也避免規(guī)程規(guī)范過多導致的交叉重疊和管理混亂。
中美標準體系雖然起源、發(fā)展、構(gòu)成、設計理念和理論基礎等方面存在差異,但建設目標和基本要求是一致的。兩種標準都是基于大量試驗和工程實踐的基礎上得來的,應用兩種標準建成的大量水利水電工程均已安全運行,并經(jīng)受了長期運行和超強地震的考驗。在實際使用中,中美標準沒有明顯的優(yōu)劣之分,兩種標準各有特點和專長,都是安全可靠的。由于工程等級、建筑物級別、洪水標準、抗震標準、安全超高、安全控制指標、細部要求等方面均存在一定的差異,為避免在境外工程勘測設計工作中引起標準無法統(tǒng)一和應用的問題,建議在前期談判時對技術(shù)標準的使用進行限定,盡量使用中國或美國標準體系的其中一種或一類,避免混用。