AP1000結構模塊中管道安裝施工管理的要點分析

鄧聯鋒　張榮儉　劉曉科

摘 要：文章在介紹AP 1000結構模塊內管道分布情況和施工特點的基礎上，從結構模塊內管道安裝的條件準備、施工過程組織、質量控制三個方面對AP 1000結構模塊中的管道施工管理的要點進行了分析，以便充分發揮出模塊化施工的優勢。

關鍵詞：AP 1000，模塊化施工，管道安裝，施工管理

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）09-0152-02

AP 1000核電技術為我國引進美國西屋公司的第三代核電技術，它采用模塊化設計和施工，有利于縮短建造工期，減少建造成本和保證施工質量。結構模塊為AP 1000核電技術大量使用的模塊，如CA20、CA01、CA05等。這些結構模塊由鋼板和型鋼以及自密實混凝土構成，形成完整的廠房結構。

結構模塊的墻體和樓板集中布置了大量的預埋管道、防泄漏管道、貫穿件，由于結構模塊墻體內空間狹小、結構復雜，管道安裝難度較大，因而，管道安裝進展往往成為結構模塊內自密實混凝土澆筑的重要前提條件。

本文基于海陽核電AP1000結構模塊內管道安裝經驗，針對結構模塊的特點，對結構模塊內管道安裝施工管理要點進行分析，為后續AP1000核電結構模塊內管道安裝提供參考。

1 AP1000結構模塊中的管道施工介紹

1.1 結構模塊中的管道介紹

CA01和CA20模塊為AP1000典型的結構模塊，其中的管道安裝量基本情況如下：

①CA01結構模塊位于反應堆廠房內，外形尺寸約為25 m×29 m×26 m，重約700 t，為AP1000最大的模塊。CA01墻體內預埋管道總計89 m，屬于放射性廢物系統（WLS），管徑有3”和4”兩種規格。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，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墻體中預埋管道有150多 m，管道貫穿件110多個，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模塊結構比較復雜、受限空間多、管道安裝工程量大，管道安裝難度較大。

1.2 結構模塊中管道施工特點

1.2.1 管道密集布置

結構模塊內密集布置了大量的預埋管道、防泄漏管道、貫穿件，特別是結構模塊中的各水池的四周墻體內的防泄漏管道，縱橫交錯，布置集中。

1.2.2 安裝技術要求較高

為了確保管道安裝總體精度，減少管道安裝累計誤差，結構模塊內管道安裝技術要求較高。預埋管道安裝，貫穿件和孔洞的位置公差和孔徑的線性尺寸公差應符合設計要求，管道安裝公差為±3/4”；結構模塊上開孔位置公差為±3/4”，孔徑公差根據孔徑大小而定：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

施工邏輯性主要體現在管道與其它安裝物項的交叉施工和沖突上。結構模塊就位后，模塊墻體內存在預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，預埋板施工，模塊鋼筋安裝，土建鋼筋安裝等物項安裝易發生沖突，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安裝物項之間應采用合理的施工邏輯，如果施工邏輯不合理，則可以能導致無施工通道、物項沖突或無施工面等問題。

1.2.4 施工難度較大

結構模塊墻體內受限空間，施工空間小，安裝物項多，施工難度大。如CA20模塊墻體高度約20.7 m，墻體內操作空間狹小，墻體最大凈寬度1 148 mm，最小凈寬度462 mm，兩側墻體內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 安全風險高

結構模塊墻體內管道安裝安全風險高，主要表現在：屬于受限空間作業，切割、焊接產生的污染氣體難以及時排出，容易導致人員窒息；結構模塊墻體高，內部結構復雜，人員容易跌落、刮碰傷、甚至受困在墻體里；焊接、切割、打磨動火作業，存在火災隱患；照明條件差。

2 結構模塊中管道施工管理要點分析

2.1 模塊中管道安裝施工條件準備

為了充分發揮模塊化施工優勢，確保安裝質量，推進施工進度，結構模塊中管道安裝前應在人員、機械、材料、施工方案和程序、現場條件等方面做好充分的準備。實踐表明，結構模塊中管道安裝應重點加強人員、管道材料和現場測量基準線設置的管理。

2.1.1 配備足夠數量具有資質的施工人員

AP 1000結構模塊中有核級管道和貫穿件，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）的要求，考試合格并取得相應的資格，并且施工前應進行安全技術交底。焊工數量在很大程度上決定了模塊內管道安裝進度，應配備足夠的焊工滿足各墻體并行管道安裝的需要。

2.1.2 結構模塊吊裝前加強管道材料采購和預制工作，避免施

工過程中缺少材料

由于結構模塊中管道設計工程量大，結構模塊吊裝就位前，首先，應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雙相不銹鋼環板的采購工作；其次，還應做好管道預制儲備工作，如果車間的管道預制儲備少，就會難以滿足現場管道安裝進度要求；另外，做好預埋管道的引入，最佳引入時機為鋼筋安裝前。

2.1.3 結構模塊吊裝就位后盡快通過核島坐標系建立結構模

塊各房間內測量控制線

建立測量控制線，可用于復測墻體、樓板上所開孔洞的位置，同時作為所有安裝工作的依據。特別對于CA20模塊，從外部的核島測量控制網引入模塊內以建立測量控制線，應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完成，避免周邊墻體鋼筋林立導致測量通視性不佳、難度加大。

2.2 結構模塊中管道施工過程組織

施工中應成立專項小組，定期召開協調會議，建立包含各單位、各專業在內的內、外部協調機制，及時解決施工中的關鍵性問題。

2.2.1 分析各專業的施工邏輯，制定統一的專項施工計劃

分析結構模塊墻體內和樓板上管道安裝與其它專業的施工邏輯，制定統一的專項施工計劃，減少交叉施工中的沖突。應按照專項施工計劃進行管道安裝，過程中定期跟蹤施工進展，如發現計劃實施存在嚴重偏差，應分析原因并及時采取糾偏措施。

各專業施工基本順序為：

①垂直方向上將結構模塊按照樓板分為若干層，從下往上逐層施工。

②水平方向上將結構模塊按照墻體分為若干段，各段內并行施工，縮短工期。

每個段內具體施工順序為：

①先安裝最底層的預埋管道、管道貫穿件、電氣貫穿件、預埋板。

②安裝該層模塊墻體內鋼筋。

③進行墻體外和樓板上鋼筋綁扎。

④再重復施工順序進行上一層施工。

2.2.2 加強現場設計變更的管理，及時解決交叉施工沖突問題

由于AP 1000設計尚未成熟，結構模塊中各安裝物項沖突較多，應及時組織分析沖突情況，擬定解決方案，然后向設計單位發起設計變更單，以便盡快解決問題。結構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。而最根本的解決辦法為在施工前組織分析各專業的施工順序，優化施工邏輯，遵循先安裝管道、后進行鋼筋穿插和焊接的基本順序。

2.2.3 加強施工安全管理

由于結構模塊墻體內施工屬于受限空間作業，存在窒息、觸電、火災、高空跌落等危險。作業前，對所有施工人員進行安全技術交底和工作危險性分析。應按照受限空間作業進行施工人員控制，在安全用電、可燃物清理、個人防護用品等方面采取有效的措施確保所有進出入模塊的施工人員和管理人員的安全。

2.3 結構模塊中管道安裝質量控制

精度控制能力是模塊化施工質量和施工進度的重要因素，結構模塊中管道安裝質量控制的重點是貫穿件孔洞定位精度和孔徑公差控制、預埋管道的坡度控制。

2.3.1 模塊預制和就位質量控制

模塊預制階段應采取有效措施控制焊接變形，確保模塊拼裝精度；模塊吊裝時采取有效措施控制吊裝變形，必要時進行剛性加固；模塊就位時應根據核島軸線與模塊上軸線標識點對模塊的水平位置、標高和垂直度進行控制；模塊就位后，利用核島周圍加密控制點，對各軸線進行復查，確保模塊就位滿足設計要求。

2.3.2 模塊開孔質量控制

模塊組裝階段依據設計圖上的測量控制點（DP點）在鋼板上進行定位孔洞和開孔，DP點公差控制在±3/8 in以內，開孔公差設計要求進行控制。因孔徑大小而選擇磁力鉆或等離子切割方法進行開孔。其中，采用等離子切割法時，先應畫一個圓，然后沿著圓的內邊線進行等離子切割。嚴禁使用火焰切割，減少火焰對鋼板的影響；模塊就位后，由于模塊就位后的部分DP點被角鋼和樓板遮擋而無法使用，并且為了避免累計誤差，模塊就位后的鋼板上開孔應直接按照核島測量控制網進行。

2.3.3 管道安裝坡度質量控制

為了預防管道倒坡，避免管道局部殘留介質無法及時排走，應測量管道的安裝坡度，確保符合設計圖紙的要求；對于圖紙上未直接給出安裝坡度要求的貫穿件，應按照所對接的工藝管道的坡度在設計公差允許范圍進行預設。

3 結 語

模塊化施工為第三代核電項目建設的重要特點和必然趨勢，如何更充分地發揮出模塊化施工的優勢將是AP1000核電項目能夠進一步壓縮工期的重要課題和努力方向。結構模塊中管道安裝為AP 1000核電模塊化施工的重要組成部分，把握結構模塊內管道施工管理要點，高效地組織管道安裝工作，提高管道安裝效率，保障管道安裝質量，對發揮模塊化施工的優勢具有重要的意義。

參考文獻：

[1] 魏俊明，劉瓊，孫坤.第三代壓水堆核電機組AP 1000的模塊化施工分析[J].電力建設，2008，（4）.

[2] 崔艷艷.AP l000核電機組的模塊化施工對總平面布置的影響[J].山西建筑，2013，（7）.

[3] 張仕兵，劉學良，鄧國平，等.AP l000核電站超厚超高大型結構模塊自密實混凝土施工關鍵技術研究與應用[J].施工技術，2014，（3）.

[4] 劉偉，李娟.AP1000大型結構模塊焊接變形控制的思考[J].現代焊接，2012，（9）.