AP1000結(jié)構(gòu)模塊中管道安裝施工管理的要點(diǎn)分析

鄧聯(lián)鋒　張榮儉　劉曉科

摘 要：文章在介紹AP 1000結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)管道分布情況和施工特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)管道安裝的條件準(zhǔn)備、施工過程組織、質(zhì)量控制三個(gè)方面對(duì)AP 1000結(jié)構(gòu)模塊中的管道施工管理的要點(diǎn)進(jìn)行了分析，以便充分發(fā)揮出模塊化施工的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：AP 1000，模塊化施工，管道安裝，施工管理

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）09-0152-02

AP 1000核電技術(shù)為我國引進(jìn)美國西屋公司的第三代核電技術(shù)，它采用模塊化設(shè)計(jì)和施工，有利于縮短建造工期，減少建造成本和保證施工質(zhì)量。結(jié)構(gòu)模塊為AP 1000核電技術(shù)大量使用的模塊，如CA20、CA01、CA05等。這些結(jié)構(gòu)模塊由鋼板和型鋼以及自密實(shí)混凝土構(gòu)成，形成完整的廠房結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)模塊的墻體和樓板集中布置了大量的預(yù)埋管道、防泄漏管道、貫穿件，由于結(jié)構(gòu)模塊墻體內(nèi)空間狹小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管道安裝難度較大，因而，管道安裝進(jìn)展往往成為結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)自密實(shí)混凝土澆筑的重要前提條件。

本文基于海陽核電AP1000結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)管道安裝經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)結(jié)構(gòu)模塊的特點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)管道安裝施工管理要點(diǎn)進(jìn)行分析，為后續(xù)AP1000核電結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)管道安裝提供參考。

1 AP1000結(jié)構(gòu)模塊中的管道施工介紹

1.1 結(jié)構(gòu)模塊中的管道介紹

CA01和CA20模塊為AP1000典型的結(jié)構(gòu)模塊，其中的管道安裝量基本情況如下：

①CA01結(jié)構(gòu)模塊位于反應(yīng)堆廠房內(nèi)，外形尺寸約為25 m×29 m×26 m，重約700 t，為AP1000最大的模塊。CA01墻體內(nèi)預(yù)埋管道總計(jì)89 m，屬于放射性廢物系統(tǒng)（WLS），管徑有3”和4”兩種規(guī)格。另外，還有110 m管徑為1"的防泄漏管道。

②CA20模塊位于輔助廠房內(nèi)，外形尺寸約為21 m×14 m×21 m，總重約850 t，為AP1000最重的模塊。CA20墻體中預(yù)埋管道有150多 m，管道貫穿件110多個(gè)，防泄漏管道有550多 m。防泄漏管道管徑為1"，承插焊連接。由于CA20模塊結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、受限空間多、管道安裝工程量大，管道安裝難度較大。

1.2 結(jié)構(gòu)模塊中管道施工特點(diǎn)

1.2.1 管道密集布置

結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)密集布置了大量的預(yù)埋管道、防泄漏管道、貫穿件，特別是結(jié)構(gòu)模塊中的各水池的四周墻體內(nèi)的防泄漏管道，縱橫交錯(cuò)，布置集中。

1.2.2 安裝技術(shù)要求較高

為了確保管道安裝總體精度，減少管道安裝累計(jì)誤差，結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)管道安裝技術(shù)要求較高。預(yù)埋管道安裝，貫穿件和孔洞的位置公差和孔徑的線性尺寸公差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，管道安裝公差為±3/4”；結(jié)構(gòu)模塊上開孔位置公差為±3/4”，孔徑公差根據(jù)孔徑大小而定：0<孔徑<12”，孔徑公差為±1/16”，12≤孔徑<24”，孔徑公差為±1/8”。

1.2.3 施工邏輯性強(qiáng)

施工邏輯性主要體現(xiàn)在管道與其它安裝物項(xiàng)的交叉施工和沖突上。結(jié)構(gòu)模塊就位后，模塊墻體內(nèi)存在預(yù)埋管道和貫穿件安裝與防泄漏槽堵板焊接，電氣貫穿件安裝，預(yù)埋板施工，模塊鋼筋安裝，土建鋼筋安裝等物項(xiàng)安裝易發(fā)生沖突，存在安裝單位與土建、模塊施工單位交叉施工。

管道安裝與其它各專業(yè)安裝物項(xiàng)之間應(yīng)采用合理的施工邏輯，如果施工邏輯不合理，則可以能導(dǎo)致無施工通道、物項(xiàng)沖突或無施工面等問題。

1.2.4 施工難度較大

結(jié)構(gòu)模塊墻體內(nèi)受限空間，施工空間小，安裝物項(xiàng)多，施工難度大。如CA20模塊墻體高度約20.7 m，墻體內(nèi)操作空間狹小，墻體最大凈寬度1 148 mm，最小凈寬度462 mm，兩側(cè)墻體內(nèi)部焊接了了大量剪力釘，穿插了大量的鋼筋和勾筋，甚至防泄漏管道延伸至插筋里面，壓縮了施工人員的通道和施焊空間，加大了施工難度。

1.2.5 安全風(fēng)險(xiǎn)高

結(jié)構(gòu)模塊墻體內(nèi)管道安裝安全風(fēng)險(xiǎn)高，主要表現(xiàn)在：屬于受限空間作業(yè)，切割、焊接產(chǎn)生的污染氣體難以及時(shí)排出，容易導(dǎo)致人員窒息；結(jié)構(gòu)模塊墻體高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人員容易跌落、刮碰傷、甚至受困在墻體里；焊接、切割、打磨動(dòng)火作業(yè)，存在火災(zāi)隱患；照明條件差。

2 結(jié)構(gòu)模塊中管道施工管理要點(diǎn)分析

2.1 模塊中管道安裝施工條件準(zhǔn)備

為了充分發(fā)揮模塊化施工優(yōu)勢，確保安裝質(zhì)量，推進(jìn)施工進(jìn)度，結(jié)構(gòu)模塊中管道安裝前應(yīng)在人員、機(jī)械、材料、施工方案和程序、現(xiàn)場條件等方面做好充分的準(zhǔn)備。實(shí)踐表明，結(jié)構(gòu)模塊中管道安裝應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)人員、管道材料和現(xiàn)場測量基準(zhǔn)線設(shè)置的管理。

2.1.1 配備足夠數(shù)量具有資質(zhì)的施工人員

AP 1000結(jié)構(gòu)模塊中有核級(jí)管道和貫穿件，從事核管道焊接的焊工及焊接操作工必須按HAF603和ASME第Ⅸ卷（1998版，2000增補(bǔ)）的要求，考試合格并取得相應(yīng)的資格，并且施工前應(yīng)進(jìn)行安全技術(shù)交底。焊工數(shù)量在很大程度上決定了模塊內(nèi)管道安裝進(jìn)度，應(yīng)配備足夠的焊工滿足各墻體并行管道安裝的需要。

2.1.2 結(jié)構(gòu)模塊吊裝前加強(qiáng)管道材料采購和預(yù)制工作，避免施

工過程中缺少材料

由于結(jié)構(gòu)模塊中管道設(shè)計(jì)工程量大，結(jié)構(gòu)模塊吊裝就位前，首先，應(yīng)提前做好管道材料的采購備料工作，特別做好貫穿件所用到的美標(biāo)雙相不銹鋼環(huán)板的采購工作；其次，還應(yīng)做好管道預(yù)制儲(chǔ)備工作，如果車間的管道預(yù)制儲(chǔ)備少，就會(huì)難以滿足現(xiàn)場管道安裝進(jìn)度要求；另外，做好預(yù)埋管道的引入，最佳引入時(shí)機(jī)為鋼筋安裝前。

2.1.3 結(jié)構(gòu)模塊吊裝就位后盡快通過核島坐標(biāo)系建立結(jié)構(gòu)模

塊各房間內(nèi)測量控制線

建立測量控制線，可用于復(fù)測墻體、樓板上所開孔洞的位置，同時(shí)作為所有安裝工作的依據(jù)。特別對(duì)于CA20模塊，從外部的核島測量控制網(wǎng)引入模塊內(nèi)以建立測量控制線，應(yīng)在周邊的鋼制安全殼就位、屏蔽墻和輔助廠房外墻開始施工階段內(nèi)完成，避免周邊墻體鋼筋林立導(dǎo)致測量通視性不佳、難度加大。

2.2 結(jié)構(gòu)模塊中管道施工過程組織

施工中應(yīng)成立專項(xiàng)小組，定期召開協(xié)調(diào)會(huì)議，建立包含各單位、各專業(yè)在內(nèi)的內(nèi)、外部協(xié)調(diào)機(jī)制，及時(shí)解決施工中的關(guān)鍵性問題。

2.2.1 分析各專業(yè)的施工邏輯，制定統(tǒng)一的專項(xiàng)施工計(jì)劃

分析結(jié)構(gòu)模塊墻體內(nèi)和樓板上管道安裝與其它專業(yè)的施工邏輯，制定統(tǒng)一的專項(xiàng)施工計(jì)劃，減少交叉施工中的沖突。應(yīng)按照專項(xiàng)施工計(jì)劃進(jìn)行管道安裝，過程中定期跟蹤施工進(jìn)展，如發(fā)現(xiàn)計(jì)劃實(shí)施存在嚴(yán)重偏差，應(yīng)分析原因并及時(shí)采取糾偏措施。

各專業(yè)施工基本順序?yàn)椋?/p>

①垂直方向上將結(jié)構(gòu)模塊按照樓板分為若干層，從下往上逐層施工。

②水平方向上將結(jié)構(gòu)模塊按照墻體分為若干段，各段內(nèi)并行施工，縮短工期。

每個(gè)段內(nèi)具體施工順序?yàn)椋?/p>

①先安裝最底層的預(yù)埋管道、管道貫穿件、電氣貫穿件、預(yù)埋板。

②安裝該層模塊墻體內(nèi)鋼筋。

③進(jìn)行墻體外和樓板上鋼筋綁扎。

④再重復(fù)施工順序進(jìn)行上一層施工。

2.2.2 加強(qiáng)現(xiàn)場設(shè)計(jì)變更的管理，及時(shí)解決交叉施工沖突問題

由于AP 1000設(shè)計(jì)尚未成熟，結(jié)構(gòu)模塊中各安裝物項(xiàng)沖突較多，應(yīng)及時(shí)組織分析沖突情況，擬定解決方案，然后向設(shè)計(jì)單位發(fā)起設(shè)計(jì)變更單，以便盡快解決問題。結(jié)構(gòu)模塊中管道安裝常見問題是管道與鋼筋沖突，直接解決措施為先將鋼筋和彎鉤筋先整體拆除，在防泄漏管道安裝后再恢復(fù)。而最根本的解決辦法為在施工前組織分析各專業(yè)的施工順序，優(yōu)化施工邏輯，遵循先安裝管道、后進(jìn)行鋼筋穿插和焊接的基本順序。

2.2.3 加強(qiáng)施工安全管理

由于結(jié)構(gòu)模塊墻體內(nèi)施工屬于受限空間作業(yè)，存在窒息、觸電、火災(zāi)、高空跌落等危險(xiǎn)。作業(yè)前，對(duì)所有施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底和工作危險(xiǎn)性分析。應(yīng)按照受限空間作業(yè)進(jìn)行施工人員控制，在安全用電、可燃物清理、個(gè)人防護(hù)用品等方面采取有效的措施確保所有進(jìn)出入模塊的施工人員和管理人員的安全。

2.3 結(jié)構(gòu)模塊中管道安裝質(zhì)量控制

精度控制能力是模塊化施工質(zhì)量和施工進(jìn)度的重要因素，結(jié)構(gòu)模塊中管道安裝質(zhì)量控制的重點(diǎn)是貫穿件孔洞定位精度和孔徑公差控制、預(yù)埋管道的坡度控制。

2.3.1 模塊預(yù)制和就位質(zhì)量控制

模塊預(yù)制階段應(yīng)采取有效措施控制焊接變形，確保模塊拼裝精度；模塊吊裝時(shí)采取有效措施控制吊裝變形，必要時(shí)進(jìn)行剛性加固；模塊就位時(shí)應(yīng)根據(jù)核島軸線與模塊上軸線標(biāo)識(shí)點(diǎn)對(duì)模塊的水平位置、標(biāo)高和垂直度進(jìn)行控制；模塊就位后，利用核島周圍加密控制點(diǎn)，對(duì)各軸線進(jìn)行復(fù)查，確保模塊就位滿足設(shè)計(jì)要求。

2.3.2 模塊開孔質(zhì)量控制

模塊組裝階段依據(jù)設(shè)計(jì)圖上的測量控制點(diǎn)（DP點(diǎn)）在鋼板上進(jìn)行定位孔洞和開孔，DP點(diǎn)公差控制在±3/8 in以內(nèi)，開孔公差設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。因孔徑大小而選擇磁力鉆或等離子切割方法進(jìn)行開孔。其中，采用等離子切割法時(shí)，先應(yīng)畫一個(gè)圓，然后沿著圓的內(nèi)邊線進(jìn)行等離子切割。嚴(yán)禁使用火焰切割，減少火焰對(duì)鋼板的影響；模塊就位后，由于模塊就位后的部分DP點(diǎn)被角鋼和樓板遮擋而無法使用，并且為了避免累計(jì)誤差，模塊就位后的鋼板上開孔應(yīng)直接按照核島測量控制網(wǎng)進(jìn)行。

2.3.3 管道安裝坡度質(zhì)量控制

為了預(yù)防管道倒坡，避免管道局部殘留介質(zhì)無法及時(shí)排走，應(yīng)測量管道的安裝坡度，確保符合設(shè)計(jì)圖紙的要求；對(duì)于圖紙上未直接給出安裝坡度要求的貫穿件，應(yīng)按照所對(duì)接的工藝管道的坡度在設(shè)計(jì)公差允許范圍進(jìn)行預(yù)設(shè)。

3 結(jié) 語

模塊化施工為第三代核電項(xiàng)目建設(shè)的重要特點(diǎn)和必然趨勢，如何更充分地發(fā)揮出模塊化施工的優(yōu)勢將是AP1000核電項(xiàng)目能夠進(jìn)一步壓縮工期的重要課題和努力方向。結(jié)構(gòu)模塊中管道安裝為AP 1000核電模塊化施工的重要組成部分，把握結(jié)構(gòu)模塊內(nèi)管道施工管理要點(diǎn)，高效地組織管道安裝工作，提高管道安裝效率，保障管道安裝質(zhì)量，對(duì)發(fā)揮模塊化施工的優(yōu)勢具有重要的意義。

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