核電項目管廊設計優化研究

摘要：在核電廠的室外工程中，地下管廊的施工已成為影響項目現場施工進度和整體形象的關鍵瓶頸。為解決這一問題，首先深入分析了管廊施工圖的設計邏輯，然后系統地梳理了影響施工的各種制約因素。在此基礎上，提出了一系列創新措施，包括采用三維設計技術、實施管廊接口和斷面的標準化設計、推進管廊模塊化建設、制訂全廠綜合負挖圖等。這些措施的實施不僅能夠有效避免現場的重復開挖，還顯著提升了施工現場的文明施工環境，為核電項目的管廊施工提供了統一的管理模式，從而為各核電項目的順利推進提供了有力支持。

關鍵詞：核電項目""管廊先行"三維設計""負挖"設計優化

中圖分類號：""""""""""""""""""""""""""文章標志碼：A"""""""""""""""""文章編號：

Research"on"Design"Optimization"of"Pipe"Gallery"for"Nuclear"Power"Projects

LI"Xueming1*""ZHANG"Huiqiao""ZHOU"Linjun""ZHANG"Ruoxuan

China"Nuclear"Power"Engineering"Co，Ltd."，"Beijing，"100840"China

Abstract："In"the"outdoor"engineering"of"nuclear"power"plants，"the"construction"of"underground"pipe"galleries"has"become"a"key"bottleneck"affecting"the"construction"progress"and"overall"image"of"the"project"site."To"address"this"issue，"this"article"firstly"conducted"an"in-depth"analysis"of"the"design"logic"of"the"pipe"gallery"construction"drawings，"and"then"systematically"sorted"out"the"various"factors"affecting"the"construction."On"this"basis，"a"series"of"innovative"measures"have"been"proposed，"including"the"adoption"of"3D"design"technology，"the"implementation"of"standardized"design"for"pipe"gallery"interfaces"and"cross-sections，"the"promotion"of"modular"construction"of"pipe"gallery，"and"the"formulation"of"comprehensive"negative"excavation"drawings"for"the"entire"plant."The"implementation"of"these"measures"not"only"effectively"avoids"repeated"excavation"on"site"but"also"significantly"improves"the"civilized"construction"environment"of"the"construction"site，"providing"a"unified"management"model"for"the"construction"of"pipe"gallery"in"nuclear"power"projects，"thereby"providing"strong"support"for"the"smooth"progress"of"various"nuclear"power"projects.

KeyWords："Nuclear"power"project;"Pipe"gallery"first;"3D"design;"Negative"excavation;"Design"optimization

核電作為一種清潔能源，在能源結構中占有重要地位。然而，核電站的安全性和可靠性一直是公眾和專業人士關注的焦點。管廊作為核電站的重要組成部分，其設計優化直接影響到核電站的運行效率和安全性。盡管前人在管廊設計方面已有所探索，但隨著技術進步和新規范的出臺，現有設計方法和理念亟需更新[1-2]。本文旨在通過分析現有管廊設計中存在的問題，結合最新的設計理念和技術，提出一套優化策略。通過理論分析和案例研究，本文將展示優化設計在提高核電站安全性和經濟性方面的潛力，為核電項目的可持續發展提供參考。

1""核電管廊施工的現狀分析

核電廠室外工程中，地下管廊的施工是確保項目成功的核心環節，其施工進度對工程的整體形象和效率具有決定性影響[3]。面對這一挑戰，優化施工計劃、采用創新技術和設備是提高施工速度和質量的關鍵，強化材料管理、安全保障、環境影響評估、交通組織和場地管理對確保施工過程的高效和安全至關重要[4]，施工人員的專業培訓、實時監控、風險管理、信息溝通和質量控制的加強都是提升施工效率和保障工程質量的重要環節[5-6]。通過這些綜合性的改進措施，可以顯著提升地下管廊施工的整體表現，滿足核電廠施工期間對場地和資源的需求，進而有效推動整個項目的順利進行。這些措施的實施不僅能夠提升施工效率，還能夠確保施工質量，為核電廠室外工程的順利完成打下堅實的基礎。

1.1""施工邏輯優化需求

在核電廠室外工程的施工邏輯中，優化設計和施工順序至關重要。首先，主要管廊的結構設計應提前完成，確保在四通一平施工階段穿越道路和緊鄰道路的管廊等關鍵線路施工能夠優先進行[7]。這種策略可以避免在施工后期頻繁出現斷路和破路的現象，從而減少對交通運輸的干擾。此外，通過提前規劃和施工關鍵管廊，還能有效降低施工成本，提高施工效率。通過這種前瞻性的施工邏輯優化，可以確保核電廠室外工程的順利進行，同時減輕對周圍環境和交通的影響，實現成本效益和施工進度的雙重優化。

1.2""現場環境和形象需求

在核電項目的施工現場，管廊數量眾多，施工過程中常常導致地面溝壑縱橫，挖出的土石方隨意堆放，這不僅影響了現場的形象，在風雨天氣下還會引發嚴重的揚塵、揚沙和水土流失問題。此外，小四通（水、電、信、路）設施在施工過程中需要頻繁地斷開和開挖改造，這進一步加劇了現場施工環境的惡化。首次混凝土澆筑時及后續施工階段，為了改善這一狀況，需要采取一系列措施，如合理規劃土石方堆放區域、實施有效的防塵和水土保持措施、優化小四通設施的布局和施工方法，以減少對施工環境的負面影響。通過這些措施，可以提升施工現場的整體形象，為施工人員創造一個更安全、更清潔、更有序的工作環境，同時也有助于提高施工效率和工程質量[8-9]。

1.3""優化主要管廊設計和施工周期需求

在核電廠室外工程的施工管理中，對主要管廊的設計和施工周期進行優化是至關重要的。根據一體化三級進度計劃與對以往項目工期的統計分析，我們發現主要管廊的施工圖設計開始和完成時間，以及負挖開始到土建結構及回填結束的時間普遍較晚，這直接影響了整個項目的施工進度和效率[10]。因此，室外工程尤其是地下管廊的設計工作必須先行，這不僅是現場施工順利開展的前提條件，也是提升現場文明施工環境形象、避免反復開挖、提高施工效率和縮短管廊施工周期的關鍵。通過開展主要管廊的先行設計研究工作，可以更好地進行施工總平面的統籌規劃，實現資源的合理配置和施工流程的優化[11]。此外，優化管廊設計和施工周期也是提升公司總承包能力、增強市場競爭力的需要。通過這些措施，可以確保核電廠室外工程的高效、高質量完成，同時為公司的長遠發展奠定堅實的基礎。

2""管廊設計的問題分析

2.1""管廊施工圖設計的邏輯分析

根據以往核電站經驗，管廊結構施工圖需要等待子項設計接口陸續出版，而子項設計接口需要待子項施工圖開展后才能確定，所以，管廊施工圖整體設計周期較長。

根據以往核電統計，主要管廊的結構施工圖設計周期約為30個月以上，結構施工周期達到了約40個月以上，管廊回填不及時，施工現場溝壑縱橫，負挖土石方遍地堆置。

根據以往核電站經驗，受限于“先子項設計、確定接口、再管廊設計”的常規設計邏輯，核電廠主管廊結構施工圖設計周期通常為30個月以上。

2.2""管廊先行設計的前置條件分析

在核電項目的室外工程中，管廊設計的前置條件分析是確保工程順利進行的關鍵步驟。初步設計階段，項目部需要依據詳勘資料，對全廠室外工程與管廊進行細致的初步設計。進入施工圖設計階段，應結合現場施工的具體形象需求，優先出版核島和常規島周邊管廊的施工圖，以確保關鍵區域的施工可以及時啟動。同時，根據各核電項目對全廠室外工程施工組織策劃方案，需要分段有序地出版管廊的結構施工圖，以適應不同施工階段的需求。

此外，項目部還需要考慮大吊車的行走路線、站位點筆吊裝點，確保施工機械的合理布局和高效運作。在管廊施工圖設計中，還應充分考慮荷載要求和局部現場可能需要的加固措施，為施工圖設計提供全面而準確的輸入。通過這些措施，可以優化施工流程，減少施工中的重復工作，提高施工效率，同時確保施工質量和安全。

綜合來看，管廊設計的前置條件分析不僅涉及技術層面的深入研究，還包括對施工組織策劃的全面考量，以及與設計院和施工單位之間的密切協作。通過這些綜合性的措施，可以為核電項目的室外工程提供堅實的設計基礎，推動工程的順利實施。

需要關注以下內容。（1）各核電項目部需要根據室外工程初步設計制訂合理的施工規劃，特別是大吊車的行走路線、站位點和吊裝點、在管廊的施工圖設計中需考慮的荷載、局部現場采取的加固措施等，為管廊施工圖設計提供輸入。（2）項目部需要策劃現場各階段需要達到的形象要求，組織施工單位協同完成管廊先行施工組織策劃。（3）編制管廊先行專項計劃，設計院與項目部（控制部、施工部、施工單位等）達成一致意見，建議按照6月或定期升版一次頻率，避免施工中突然提出設計提前出圖需求，各單位各部門應該重視計劃的嚴肅性。（4）針對項目上正式道路先施工情況，研究提前設計預埋管道、管廊等措施，解決施工中道路重復挖填問題。

3""管廊設計問題的解決策略

3.1""室外工程采用三維設計

在初步設計階段就采用了三維設計，使室外復雜的管線一目了然，對各專業的管線綜合有極大幫助。

三維設計模型可以讓使用者對室外復雜的管線有更加清楚且直觀的認識和了解，例如：在初設階段可以提供管廊、管線的三維設計模型，能夠幫助項目部施工管理人員與施工單位在編制施工方案時對施工結果和在同一區域內各專業交叉施工的真實情況有直觀的了解，提高編制施工方案的效率和準確性，在組織施工時避免由于施工策劃方案的不準確和交叉作業影響而出現的返工、安全隱患等問題。

通過使用三維設計模型，現場施工管理人員可以更加方便寺進行施工場地的布置與優化，直觀、全面地模擬施工現場的環境，為形成更為準確的設計施工現場布置方案創造條件。

具體方法：在初步設計階段，各核電項目提出室外工程進行正向三維協同設計的要求，編制《室外工程數字化設計工作大綱》，明確設計階段室外工程正向三維協同設計相關專業之間的分工、配合流程、軟件使用要求、建模顆粒度，以及格式要求、編碼要求等，下達至設計單位和部門，并在設計過程中對室外工程正向三維協同設計的實施過程進行跟蹤管控。

3.2""管廊接口及斷面采用標準化設計

依據參考電站積累的經驗，總平面固化與子項位置確定后，先行進行管廊施工圖設計，且可留有一定預量，由子項對接主要管廊，在此過程中，盡量采用子項標準截面與標準管廊。通過此方面研究，固化各工藝BOP子項的管廊接口標準斷面、綜合技術廊道的司令圖等，形成管廊指導性文件《管廊設計統一技術規定》

室外工程管線先進行主干管設計，各子項進行單體設計時，根據已出的室外管線標高確定各子項管線的進出口標高，盡量滿足已出版的主干管接口要求。

通過調整設計順序，后期與子項接口存在修改的風險，各方（設計、施工、業主）接受此風險。按此原則，室外工程與管廊施工圖設計的開始時間可大大提前。

改進后設計流程為：總平面固化→確定主要管廊、主管線的設計輸入條件（設計參數、各子項接口需求、管線種類及數量、勘察等）→確定主要管廊、主管線的斷面、平面布置，子項支溝和接口預留→出版施工圖文件→實現現場提前施工。

3.3"采用預制管廊技術

我國在預制管廊建設方面起步較晚，目前，這一技術主要應用于市政工程，例如：上海世博園區的預制預應力綜合管廊就是一個成功的案例。然而，盡管預制管廊在市政領域取得了一定的進展，但在核電或其他工業項目中的應用仍然較少，缺乏足夠的文獻和實例來指導實踐。這表明在這一領域還有很大的發展空間和潛力。

預制管廊的設計和應用可以為綜合技術管廊帶來諸多好處。通過地下管廊的模塊化設計，可以有效減少施工場地的占用，提高現場施工的工效和效率。此外，預制管廊的施工方式還可以改善現場施工作業環境，減少對交通狀況的影響。然而，預制管廊的實施需要項目部和施工單位的緊密配合，同時也可能引起成本的增加。因此，是否采用預制管廊技術需要根據每個項目的具體情況進行綜合評估和決策，這包括對施工條件、成本效益、工程進度和質量要求等多方面因素的考量。

在考慮預制管廊技術的應用時，項目團隊需要深入分析其對整個工程的影響，包括施工周期、成本控制、質量保證、后期維護等方面。通過綜合考慮這些因素，可以更科學地決定是否采用預制管廊技術，以及如何優化其在特定項目中的應用，以實現最佳的工程效果和經濟效益。

4""結語

通過管廊先行的研究，優化管廊設計、組織策劃和管理，為核電項目規劃管廊先行提供依據，并為各核電項目管廊先行形成統一管理模式提供了有利支持。為確保該研究得到有效推廣，將根據管廊設計先行在后續核電廠的實際應用情況，以及通過三維設計等數字化手段積極配合現場施工組織策劃，持續跟蹤、改進、不斷優化、驗證和升版修訂《核電廠全廠負挖圖技術管理程序》、《室外工程數字化設計工作大綱》等文件，提升核電廠管廊先行設計管理、施工管理的水平。

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