主設(shè)備預(yù)引入方案中主設(shè)備房間的提前移交

羅 非

中國(guó)中原對(duì)外工程有限公司 北京 100000

1 前言

國(guó)內(nèi)以往CPR1000、WWER、EPR等壓水堆項(xiàng)目的建設(shè)中，核島關(guān)鍵路徑中壓力容器、主泵和蒸汽發(fā)生器等主設(shè)備的安裝均開始于穹頂?shù)跹b之后，也通常將穹頂?shù)跹b作為核島土建主要階段進(jìn)入安裝主要階段的標(biāo)志。而在“華龍一號(hào)”海外首堆的建設(shè)中，在工期壓縮、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化等多重壓力下，為有效降低工期風(fēng)險(xiǎn)，采用了主設(shè)備預(yù)引入施工方案，在穹頂?shù)跹b之前，即通過重型吊車將壓力容器和三臺(tái)蒸汽發(fā)生器直接吊裝就位，提前實(shí)現(xiàn)主管道焊接。該方案促使土建和主設(shè)備安裝工作深度交叉，以贏得主設(shè)備安裝的富余工期，降低工期風(fēng)險(xiǎn)。

主設(shè)備預(yù)引入施工方案給反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)土建施工提出了新的要求，即大幅提前主設(shè)備房間的移交。

作為核島土建階段關(guān)鍵路徑之一，在反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)施工中，土建施工方面都無一例外的在投入資源的質(zhì)和量上給予了充分的保障。但反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)土建施工均面臨著作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、作業(yè)面狹窄等多重制約因素。一味的提高資源投入，已實(shí)現(xiàn)不了大幅提前主設(shè)備房間移交的目的。因此，為了適應(yīng)主設(shè)備預(yù)引入的需要，內(nèi)部結(jié)構(gòu)土建施工更多的要其他方面著力，比如改變施工工藝、設(shè)計(jì)施工順序等。

2 施工工藝的改變

提前移交反應(yīng)堆主設(shè)備房間是實(shí)現(xiàn)主設(shè)備預(yù)引入方案的基礎(chǔ)。首先，反應(yīng)堆堆坑部分（-5.460m -±0.000m）應(yīng)提前移交安裝，以提供壓力容器金屬保溫安裝的環(huán)境；隨著工程進(jìn)展，當(dāng)反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)土建結(jié)構(gòu)完成時(shí)，換料水池（+6.152m - +16.420m）應(yīng)具備壓力容器吊裝就位時(shí)的要求。通過何種施工方法能夠提前移交設(shè)備房間成為解決問題的關(guān)鍵。

2.1 傳統(tǒng)的不銹鋼覆面后貼法施工

換料水池內(nèi)壁為不銹鋼覆面。按照傳統(tǒng)的施工方法，該水池不銹鋼覆面采用后貼法施工，從換料水池池壁鑿毛至池壁不銹鋼覆面安裝完成，絕對(duì)工期約6.5個(gè)月。

2.2 不銹鋼覆面先貼法施工

實(shí)施主設(shè)備預(yù)引入方案后，要求壓力容器吊裝就位時(shí)間前移至穹頂?shù)跹b前，但不意味著穹頂?shù)跹b節(jié)點(diǎn)能夠順延6.5個(gè)月，否則將得不償失，比如內(nèi)殼預(yù)應(yīng)力張拉、外殼等土建施工將大幅滯后，進(jìn)而影響安全殼打壓試驗(yàn)等工作。壓力容器吊裝就位時(shí)間前移實(shí)際要求堆坑換料水池不銹鋼覆面安裝大幅提前，不僅是為了滿足壓力容器引入所需的清潔度，而且是為了消除土建施工活動(dòng)對(duì)壓力容器造成的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，保證壓力容器安全[1]。

為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)想，需引進(jìn)不銹鋼覆面先貼法施工，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)，完成不銹鋼覆面的安裝。

2.3 以模塊化實(shí)現(xiàn)不銹鋼覆面先貼法施工

2.3.1 換料水池模塊

根據(jù)“華龍一號(hào)”換料水池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)委托設(shè)計(jì)方將換料水池內(nèi)壁，即不銹鋼覆面一側(cè)設(shè)計(jì)成為一整體鋼結(jié)構(gòu)模板內(nèi)胎，以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土墻體木模板體系。

換料水池模塊由重型吊車整體吊裝就位。模塊標(biāo)高+6.152m - +16.500m，覆蓋了內(nèi)部結(jié)構(gòu)+7.500 - +16.420m的兩層墻和兩層樓板。在施工過程中，模塊既作為換料水池內(nèi)壁一側(cè)承受混凝土側(cè)壓力的介質(zhì)，又作為不銹鋼覆面預(yù)裝的載體，實(shí)現(xiàn)了不銹鋼覆面先貼法施工。

同時(shí)，模塊實(shí)現(xiàn)了建、安工作的隔離。以傳統(tǒng)的施工順序，受制于建、安交叉施工的各類風(fēng)險(xiǎn)，壓力容器保溫支架只能在反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)全部完工并且堆芯塔吊拆除完成后開始安裝。采用堆腔水池模塊化施工后，模塊及模塊下方的堆坑結(jié)構(gòu)組合形成了一道密閉的施工屏障，屏障內(nèi)外的施工活動(dòng)相互隔絕，很大程度上降低了反應(yīng)堆堆坑（-5.460 - +2.705m）內(nèi)的施工安全和成品保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)，也提高了房間清潔度的可控程度。如此，反應(yīng)堆堆坑在模塊就位后（在換料水池池底+6.152m完成澆筑后15天）即開始裝飾施工，經(jīng)23天實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆堆坑房間移交，并在內(nèi)部結(jié)構(gòu)+7.500m - +13.500m結(jié)構(gòu)層施工期間啟動(dòng)了壓力容器保溫支架的安裝。安裝工作和內(nèi)部結(jié)構(gòu)土建施工因模塊形成的屏障得以同時(shí)開展。

圖1 堆腔換料水池模塊化施工邏輯

因首次采用換料水池模塊化施工，其面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)使內(nèi)部結(jié)構(gòu)+7.50至+16.50m施工稍有延遲。但從安裝工程角度出發(fā)，換料水池模塊化施工又實(shí)實(shí)在在的縮減了不銹鋼覆面后貼法施工所需的絕對(duì)工期，實(shí)現(xiàn)了建、安施工深度交叉，使反應(yīng)堆壓力容器預(yù)引入得以實(shí)現(xiàn)。

表1 兩種施工方法反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)工期對(duì)比

表2 兩種施工方法反應(yīng)堆廠房相關(guān)階段工期對(duì)比

2.3.2 模塊化施工的風(fēng)險(xiǎn)控制

引入模塊化施工后，混凝土和不銹鋼覆面一次澆筑成形，一方面避免了繁瑣且大工程量的混凝土基層處理，避免了不銹鋼覆面現(xiàn)場(chǎng)施焊，另一方面也帶來一定程度的風(fēng)險(xiǎn)[2]。

2.3.3 混凝土空鼓缺陷的預(yù)防

傳統(tǒng)的后貼法施工，需要在安裝覆面前對(duì)混凝土基層進(jìn)行處理，水池內(nèi)壁要求光滑平整，任何方向的偏差不得超過2mm。而對(duì)于先貼法施工，則要求不銹鋼覆面和混凝土表面緊密結(jié)合，不得產(chǎn)生混凝土空鼓缺陷。在本項(xiàng)目水池模塊設(shè)計(jì)中，并未對(duì)預(yù)防混凝土空鼓缺陷做針對(duì)性設(shè)計(jì)。所以在水池模塊預(yù)制前，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了一系列模擬試驗(yàn)，最終在模塊靠混凝土一側(cè)增加錨固釘，確保了兩種材料的緊密結(jié)合。

2.3.4 水池墻體施工方法的改變

實(shí)施水池模塊化施工后，模塊作為內(nèi)胎代替了水池內(nèi)壁一側(cè)的木模板，水池墻體從雙面墻施工方法改變?yōu)閱蚊鎵κ┕し椒?，雙面墻原本可靠的對(duì)拉螺桿加固體系不再適用，改為單面墻特殊的螺桿加固方法，增加了施工難度。

2.3.5 水池墻體分層澆筑高度的改變

堆腔水池墻體與+10.05m、+12.08m及+16.42m樓板相交接，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜。通常墻體的水平施工縫是位于樓板底標(biāo)高附近，但受模塊承受混凝土側(cè)壓力能力的制約，墻體分層最大高度受限，墻體水平施工縫位置不能滿足通常做法?，F(xiàn)場(chǎng)需根據(jù)模塊的設(shè)計(jì)能力和土建結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)增加或減少施工縫，滿足施工縫正常合理的位置設(shè)置。

2.3.6 成品保護(hù)

模塊就位后，水池不銹鋼覆面直接朝向施工作業(yè)面，將面臨鋼筋、預(yù)埋件、焊接、混凝土澆搗等作業(yè)對(duì)其產(chǎn)生的損壞風(fēng)險(xiǎn)。不銹鋼覆面的成品保護(hù)不僅應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)硬件上實(shí)施，而且需配合工人上崗前的作業(yè)培訓(xùn)，充分梳理從模塊吊裝就位到木模板拆除間的每一個(gè)流程細(xì)節(jié)，制定合理的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施。

2.3.7 垂直運(yùn)輸

模塊化施工區(qū)域處于堆芯部分，模塊引入前后，需對(duì)反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)堆芯塔吊進(jìn)行拆除和恢復(fù)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工的垂直運(yùn)輸工效造成影響，在此期間，應(yīng)協(xié)調(diào)好周邊塔吊對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工的支持[3]。

堆芯塔吊拆除是堆芯模塊完全拆除的前提，在堆芯塔吊拆除時(shí)機(jī)上，建、安施工存在矛盾，應(yīng)把握好堆芯塔吊的最終拆除時(shí)機(jī)。一方面，為盡快開始?jí)毫θ萜鹘饘俦丶皩?dǎo)流板的安裝，堆芯塔吊宜及早拆除；另一方面，為保障反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)+16.45m以上結(jié)構(gòu)施工的垂直運(yùn)輸，堆芯塔吊宜盡量延遲拆除，亦是保障蒸汽發(fā)生器的按時(shí)引入。最終堆芯塔吊拆除時(shí)機(jī)選擇在二、三環(huán)路+16.45m以上結(jié)構(gòu)全部完成后，一環(huán)路結(jié)構(gòu)即將完成前，充分考慮了壓力容器和蒸汽發(fā)生器的引入順序，平衡了主設(shè)備的引入需求。

2.3.8 人工功效

堆腔水池模塊化施工客觀上減少了作業(yè)面，人工工效的保障已經(jīng)不能靠單純的提高人員數(shù)量來實(shí)現(xiàn)，施工承包方應(yīng)做好充足的人員操作培訓(xùn)和交底工作，提高人員操作的熟練程度，降低安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，確保一次性把事情做好，杜絕因安全、質(zhì)量問題導(dǎo)致的返工、停工。

3 設(shè)計(jì)施工順序

作為主設(shè)備預(yù)引入方案實(shí)施的一部分，三個(gè)蒸汽發(fā)生器環(huán)路間同樣需提前房間移交。提前開始房間裝飾工程，合理安排建、安交叉施工，是及早具備蒸汽發(fā)生器引入條件的關(guān)鍵。設(shè)備引入前，房間內(nèi)的主要工作包括裝飾施工、二次鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)施工、蒸汽發(fā)生器垂直支撐二次埋件施工、蒸汽發(fā)生器垂直支撐和水平支撐引入和安裝、蒸汽發(fā)生器主管道熱段引入等。

3.1 提前釋放作業(yè)空間

蒸汽發(fā)生器環(huán)路間從底標(biāo)高±0.00m至頂標(biāo)高+23.00m，從底至頂上下貫通，通常利用滿堂支撐以支持該房間各層的施工，當(dāng)蒸汽發(fā)生器環(huán)路土建結(jié)構(gòu)全部澆筑完成后，滿堂支撐開始拆除，此時(shí)才開始具備房間裝飾的作業(yè)空間。

為了提前開始房間裝飾工程，必須提前釋放蒸汽發(fā)生器環(huán)路間內(nèi)部空間。根據(jù)蒸汽發(fā)生器環(huán)路間上下貫通的特點(diǎn)，當(dāng)分段完成設(shè)備操作和轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)層（+16.45m）的澆筑后，只需在蒸汽發(fā)生器環(huán)路間+16.45m斷面設(shè)置一道臨時(shí)施工平臺(tái)，即可將該房間劃分為上、下兩個(gè)互不干擾的區(qū)域進(jìn)行施工。其中+16.45m以下立即拆除滿堂架以開始房間裝飾；+16.45m以上則利用臨時(shí)平臺(tái)繼續(xù)土建結(jié)構(gòu)施工。

3.2 兩階段施工

三個(gè)蒸汽發(fā)生器環(huán)路間施工先后順序總體參考蒸汽發(fā)生器支撐、主管道等關(guān)鍵設(shè)備的到貨情況。同時(shí)，圍繞+16.45m臨時(shí)施工平臺(tái)的搭建和拆除，蒸汽發(fā)生器環(huán)路間內(nèi)部各項(xiàng)工作可設(shè)計(jì)成兩個(gè)階段。第一階段從+16.45m臨時(shí)施工平臺(tái)搭建到蒸汽發(fā)生器環(huán)路間移交安裝，以+16.45m為界，以上繼續(xù)土建結(jié)構(gòu)并完成裝飾施工，以下安排建、安交叉施工并完成裝飾施工；第二階段從蒸汽發(fā)生器環(huán)路間房間移交直至蒸汽發(fā)生器引入，期間引入了蒸汽發(fā)生器垂直支撐、水平支撐和主管道熱段。

圖2 蒸汽發(fā)生器環(huán)路間施工邏輯

通過釋放作業(yè)空間和兩階段施工，三個(gè)蒸汽發(fā)生器環(huán)路間從反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)全部完成到三臺(tái)蒸汽發(fā)生器引入完成，總計(jì)用時(shí)46天，并較傳統(tǒng)引入方案提前了約9個(gè)月。通過提前釋放蒸汽發(fā)生器環(huán)路的作業(yè)空間，房間下部的裝飾和安裝工作得以和房間上部的混凝土結(jié)構(gòu)并行施工，在設(shè)備供貨能夠得到充足保障的情況下，從提前釋放作業(yè)空間贏得作業(yè)時(shí)間的價(jià)值得到極大的體現(xiàn)。

表3 兩種施工方法首個(gè)蒸汽發(fā)生器環(huán)路房間移交工期比對(duì)

4 結(jié)束語

主設(shè)備預(yù)引入方案實(shí)施的目的主要是通過優(yōu)化關(guān)鍵路徑上的建、安施工邏輯，釋放安裝工作的工期壓力。在反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)土建施工階段，選擇改變堆腔換料水池施工工藝作為突破口，具有明確的目的性和可實(shí)施的操作空間，換料水池清潔區(qū)的建立提前了8.5個(gè)月，使得模塊化施工在主設(shè)備預(yù)引入方案中起到了重要的紐帶作用，更顯示出不銹鋼覆面先貼法在優(yōu)化核島關(guān)鍵路徑方面的潛力；而提前釋放蒸汽發(fā)生器環(huán)路間作業(yè)空間，也為建、安分階段施工創(chuàng)造了條件，首個(gè)蒸汽發(fā)生器環(huán)路間房間移交至少提前了2.5個(gè)月。主設(shè)備間房間移交的大幅提前，為建、安施工邏輯的優(yōu)化提供了空間，成為主設(shè)備預(yù)引入方案成功實(shí)施的前提之一。以往由穹頂?shù)跹b為標(biāo)志的建、安主要施工階段分界線，目前在主設(shè)備預(yù)引入方案的實(shí)施中已變得模糊。

主設(shè)備預(yù)引入方案作為建、安階段的可實(shí)施性方案，是核電工程在關(guān)鍵路徑上不斷探索的成果，成為我國(guó)海外核電名片的點(diǎn)睛之筆，將進(jìn)一步提升我國(guó)“華龍一號(hào)”的海外競(jìng)爭(zhēng)力。