AP1000结构模块中管道安装施工管理的要点分析

邓联锋　张荣俭　刘晓科

摘 要：文章在介绍AP 1000结构模块内管道分布情况和施工特点的基础上，从结构模块内管道安装的条件准备、施工过程组织、质量控制三个方面对AP 1000结构模块中的管道施工管理的要点进行了分析，以便充分发挥出模块化施工的优势。

关键词：AP 1000，模块化施工，管道安装，施工管理

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）09-0152-02

AP 1000核电技术为我国引进美国西屋公司的第三代核电技术，它采用模块化设计和施工，有利于缩短建造工期，减少建造成本和保证施工质量。结构模块为AP 1000核电技术大量使用的模块，如CA20、CA01、CA05等。这些结构模块由钢板和型钢以及自密实混凝土构成，形成完整的厂房结构。

结构模块的墙体和楼板集中布置了大量的预埋管道、防泄漏管道、贯穿件，由于结构模块墙体内空间狭小、结构复杂，管道安装难度较大，因而，管道安装进展往往成为结构模块内自密实混凝土浇筑的重要前提条件。

本文基于海阳核电AP1000结构模块内管道安装经验，针对结构模块的特点，对结构模块内管道安装施工管理要点进行分析，为后续AP1000核电结构模块内管道安装提供参考。

1 AP1000结构模块中的管道施工介绍

1.1 结构模块中的管道介绍

CA01和CA20模块为AP1000典型的结构模块，其中的管道安装量基本情况如下：

①CA01结构模块位于反应堆厂房内，外形尺寸约为25 m×29 m×26 m，重约700 t，为AP1000最大的模块。CA01墙体内预埋管道总计89 m，属于放射性废物系统（WLS），管径有3”和4”两种规格。另外，还有110 m管径为1"的防泄漏管道。

②CA20模块位于辅助厂房内，外形尺寸约为21 m×14 m×21 m，总重约850 t，为AP1000最重的模块。CA20墙体中预埋管道有150多 m，管道贯穿件110多个，防泄漏管道有550多 m。防泄漏管道管径为1"，承插焊连接。由于CA20模塊结构比较复杂、受限空间多、管道安装工程量大，管道安装难度较大。

1.2 结构模块中管道施工特点

1.2.1 管道密集布置

结构模块内密集布置了大量的预埋管道、防泄漏管道、贯穿件，特别是结构模块中的各水池的四周墙体内的防泄漏管道，纵横交错，布置集中。

1.2.2 安装技术要求较高

为了确保管道安装总体精度，减少管道安装累计误差，结构模块内管道安装技术要求较高。预埋管道安装，贯穿件和孔洞的位置公差和孔径的线性尺寸公差应符合设计要求，管道安装公差为±3/4”；结构模块上开孔位置公差为±3/4”，孔径公差根据孔径大小而定：0<孔径<12”，孔径公差为±1/16”，12≤孔径<24”，孔径公差为±1/8”。

1.2.3 施工逻辑性强

施工逻辑性主要体现在管道与其它安装物项的交叉施工和冲突上。结构模块就位后，模块墙体内存在预埋管道和贯穿件安装与防泄漏槽堵板焊接，电气贯穿件安装，预埋板施工，模块钢筋安装，土建钢筋安装等物项安装易发生冲突，存在安装单位与土建、模块施工单位交叉施工。

管道安装与其它各专业安装物项之间应采用合理的施工逻辑，如果施工逻辑不合理，则可以能导致无施工通道、物项冲突或无施工面等问题。

1.2.4 施工难度较大

结构模块墙体内受限空间，施工空间小，安装物项多，施工难度大。如CA20模块墙体高度约20.7 m，墙体内操作空间狭小，墙体最大净宽度1 148 mm，最小净宽度462 mm，两侧墙体内部焊接了了大量剪力钉，穿插了大量的钢筋和勾筋，甚至防泄漏管道延伸至插筋里面，压缩了施工人员的通道和施焊空间，加大了施工难度。

1.2.5 安全风险高

结构模块墙体内管道安装安全风险高，主要表现在：属于受限空间作业，切割、焊接产生的污染气体难以及时排出，容易导致人员窒息；结构模块墙体高，内部结构复杂，人员容易跌落、刮碰伤、甚至受困在墙体里；焊接、切割、打磨动火作业，存在火灾隐患；照明条件差。

2 结构模块中管道施工管理要点分析

2.1 模块中管道安装施工条件准备

为了充分发挥模块化施工优势，确保安装质量，推进施工进度，结构模块中管道安装前应在人员、机械、材料、施工方案和程序、现场条件等方面做好充分的准备。实践表明，结构模块中管道安装应重点加强人员、管道材料和现场测量基准线设置的管理。

2.1.1 配备足够数量具有资质的施工人员

AP 1000结构模块中有核级管道和贯穿件，从事核管道焊接的焊工及焊接操作工必须按HAF603和ASME第Ⅸ卷（1998版，2000增补）的要求，考试合格并取得相应的资格，并且施工前应进行安全技术交底。焊工数量在很大程度上决定了模块内管道安装进度，应配备足够的焊工满足各墙体并行管道安装的需要。

2.1.2 结构模块吊装前加强管道材料采购和预制工作，避免施

工过程中缺少材料

由于结构模块中管道设计工程量大，结构模块吊装就位前，首先，应提前做好管道材料的采购备料工作，特别做好贯穿件所用到的美标双相不锈钢环板的采购工作；其次，还应做好管道预制储备工作，如果车间的管道预制储备少，就会难以满足现场管道安装进度要求；另外，做好预埋管道的引入，最佳引入时机为钢筋安装前。

2.1.3 结构模块吊装就位后尽快通过核岛坐标系建立结构模

块各房间内测量控制线

建立测量控制线，可用于复测墙体、楼板上所开孔洞的位置，同时作为所有安装工作的依据。特别对于CA20模块，从外部的核岛测量控制网引入模块内以建立测量控制线，应在周边的钢制安全壳就位、屏蔽墙和辅助厂房外墙开始施工阶段内完成，避免周边墙体钢筋林立导致测量通视性不佳、难度加大。

2.2 结构模块中管道施工过程组织

施工中应成立专项小组，定期召开协调会议，建立包含各单位、各专业在内的内、外部协调机制，及时解决施工中的关键性问题。

2.2.1 分析各专业的施工逻辑，制定统一的专项施工计划

分析结构模块墙体内和楼板上管道安装与其它专业的施工逻辑，制定统一的专项施工计划，减少交叉施工中的冲突。应按照专项施工计划进行管道安装，过程中定期跟踪施工进展，如发现计划实施存在严重偏差，应分析原因并及时采取纠偏措施。

各专业施工基本顺序为：

①垂直方向上将结构模块按照楼板分为若干层，从下往上逐层施工。

②水平方向上将结构模块按照墙体分为若干段，各段内并行施工，缩短工期。

每个段内具体施工顺序为：

①先安装最底层的预埋管道、管道贯穿件、电气贯穿件、预埋板。

②安装该层模块墙体内钢筋。

③进行墙体外和楼板上钢筋绑扎。

④再重复施工顺序进行上一层施工。

2.2.2 加强现场设计变更的管理，及时解决交叉施工冲突问题

由于AP 1000设计尚未成熟，结构模块中各安装物项冲突较多，应及时组织分析冲突情况，拟定解决方案，然后向设计单位发起设计变更单，以便尽快解决问题。结构模块中管道安装常见问题是管道与钢筋冲突，直接解决措施为先将钢筋和弯钩筋先整体拆除，在防泄漏管道安装后再恢复。而最根本的解决办法为在施工前组织分析各专业的施工顺序，优化施工逻辑，遵循先安装管道、后进行钢筋穿插和焊接的基本顺序。

2.2.3 加强施工安全管理

由于结构模块墙体内施工属于受限空间作业，存在窒息、触电、火灾、高空跌落等危险。作业前，对所有施工人员进行安全技术交底和工作危险性分析。应按照受限空间作业进行施工人员控制，在安全用电、可燃物清理、个人防护用品等方面采取有效的措施确保所有进出入模块的施工人员和管理人员的安全。

2.3 结构模块中管道安装质量控制

精度控制能力是模块化施工质量和施工进度的重要因素，结构模块中管道安装质量控制的重点是贯穿件孔洞定位精度和孔径公差控制、预埋管道的坡度控制。

2.3.1 模块预制和就位质量控制

模块预制阶段应采取有效措施控制焊接变形，确保模块拼装精度；模塊吊装时采取有效措施控制吊装变形，必要时进行刚性加固；模块就位时应根据核岛轴线与模块上轴线标识点对模块的水平位置、标高和垂直度进行控制；模块就位后，利用核岛周围加密控制点，对各轴线进行复查，确保模块就位满足设计要求。

2.3.2 模块开孔质量控制

模块组装阶段依据设计图上的测量控制点（DP点）在钢板上进行定位孔洞和开孔，DP点公差控制在±3/8 in以内，开孔公差设计要求进行控制。因孔径大小而选择磁力钻或等离子切割方法进行开孔。其中，采用等离子切割法时，先应画一个圆，然后沿着圆的内边线进行等离子切割。严禁使用火焰切割，减少火焰对钢板的影响；模块就位后，由于模块就位后的部分DP点被角钢和楼板遮挡而无法使用，并且为了避免累计误差，模块就位后的钢板上开孔应直接按照核岛测量控制网进行。

2.3.3 管道安装坡度质量控制

为了预防管道倒坡，避免管道局部残留介质无法及时排走，应测量管道的安装坡度，确保符合设计图纸的要求；对于图纸上未直接给出安装坡度要求的贯穿件，应按照所对接的工艺管道的坡度在设计公差允许范围进行预设。

3 结 语

模块化施工为第三代核电项目建设的重要特点和必然趋势，如何更充分地发挥出模块化施工的优势将是AP1000核电项目能够进一步压缩工期的重要课题和努力方向。结构模块中管道安装为AP 1000核电模块化施工的重要组成部分，把握结构模块内管道施工管理要点，高效地组织管道安装工作，提高管道安装效率，保障管道安装质量，对发挥模块化施工的优势具有重要的意义。

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