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摘要：由于核电站建设工程的复杂性，其建设周期内各分部分项土建工程与系统安装工程及调试运行试验需紧密配合，因此施工逻辑可调性较小，施工一次成型率要求极高。但常规岛钢屋架连接节点油漆涂装及破损位置油漆修补的时间窗口一直是核电建设过程中的一大难题，在我国核电工程批量化建设的过程中，随着装备和技术的提升，逐步创造了适用于核电特点的常规岛屋架组合吊装的工艺。本来将结合工程实践，介绍常规岛屋架组合吊装工艺及其改进的背景和技术措施，对于同类型厂房建设具有一定的借鉴和推广意义。
关键词：核电；常规岛；屋架；组合吊装
1.背景简介
随着施工技术的进步和施工管理能力的提高，核电站常规岛钢屋架吊装及油漆体系施工大体经历了三个发展阶段：①、先吊装，后涂装（防腐防火油漆体系）阶段，②、先涂装，再单榀吊装，后节点修补阶段；③、先涂装，再组合吊装，后节点修补阶段。
其中从第一阶段升级至第二阶段，主要是施工逻辑的调整：通过前置防腐、防火涂料的施工工序，极大地减少了后期高空油漆涂装的工程量，从而整体降低了安全风险。但是连接节点油漆涂装的技术措施和时间窗口的问题仍然比较棘手，还需要借助于厂房桁车搭设脚手架，从而依然存在一系列的接口问题和安全风险。而从第二阶段升级至第三阶段，则主要是通过施工设备的升级和施工技术的改进，通过双榀屋架组合吊装，将原本单榀屋架的部分高空拼装作业和油漆涂装作业落到了地面，进一步降低了施工安全风险；同时增加辅助措施，突破了涂装连接节点油漆时对于传统脚手架的依赖，从而基本上解除了对于桁车的使用需求以及对下游安装、调试及运行工作的潜在影响。
通过台山、宁德、阳江、红沿河等项目的工程实践，常规岛钢屋架双榀组合吊装的工艺已越来越成熟，期间曾经暴露出来的问题也得到了比较全面、有效的解决。
2.工程概况及主要问题
2.1双榀组合吊装的概况
“安全是核电的生命线”、“核安全重于泰山”。随着公众对核安全的越发重视，近年来核电建设安全也被提升到了新的历史高度。作为核电建设中的一项重大高风险作业，按传统施工模式，常规岛汽机厂房屋架安装及油漆涂装作业距离地面超过45m。工程量方面，常规岛厂房采用双坡梯形钢屋架作为屋面承载结构，自2~11轴一共10榀屋架（也有部分机组的设计是2~10轴一共9榀屋架），单榀屋架跨度长达47.250m，且两榀屋架之间水平支撑、垂直支撑、屋面檩条及拉杆等连接构件众多。
传统的单榀屋架吊装后再进行连接件高空吊装、临时固定、螺栓连接、焊接、油漆涂装等作业风险极高。出于降低钢结构高空连接及油漆高空修补的安全风险考虑，兼顾缩短后续油漆修补窗口，自2011年起国内部分核电项目在建设阶段已开始策划并实施常规岛屋架双榀组合吊装。所谓屋架双榀组合吊装，是指在地面将两榀屋架及其之间的连接件全部组合完毕，然后通过大吊机整体吊装至屋面的指定位置。当然，在满足吊运工况的情况下，应尽可能将上部的屋面檩条系统也全部在地面组合进去。
2.2主要问题及分析
由于双榀屋架组合吊装将大部分的高空作业降到了地面，因此组合吊装之前，地面拼装的质量控制就成为了重中之重。必须充分考虑常规岛屋架①、焊接变形控制较难；②、跨度大，侧向刚度和相对间距较难控制；③、柱脚的定位精度要求高，地面组合拼装后难以保证柱间尺寸偏差等方面问题。此外，吊装期间吊点的选择和吊机的工况也将直接影响起吊后屋架的整体变形和精度。
根据对阳江核电项目3、4号机组以及红沿河核电项目1、2号机组钢屋架吊装缺陷情况进行调查和统计，共抽查屋架吊装质量验收记录200份，累计发现缺陷71个，汇总结果见表1：
根据以上缺陷分布，绘制出缺陷占比图见图1：
由占比图可以看出影响双榀屋架组合吊装质量的主要问题是：单榀屋架柱间距偏差缺陷，占全部缺陷总数的83.10%。如果这个问题能解决，则双榀屋架组合吊装的缺陷率将大幅降低。
3.改进措施及建议
3.1针对组合吊装
结合上述关于“单榀屋架柱间距偏差缺陷”的问题分析，通过从“人机料法环”的角度进行研究，得出如下几个方面的改进措施及建议：
人员方面，①参照钢结构安装工程质量的高度提高对于地面拼装工作重要性的认识；②加强技术交底，针对性地加强对于屋架拼装精度的施工标准和验收规范的交底；③细化操作流程、工艺要求、安全质保措施及应急预案的交底。
机械方面，在确认大吊机（一般是600t以上）选型和工况的基础上，对现场拼装场地、回转空间、行走道路等方面进行全面复核。
材料方面，①、认真复核出厂（钢结构加工厂）前的构件尺寸和变形，确保半成品精度满足要求；②、强化对于屋架零件运输、倒运、存放过程中的侧向加固措施，一般不超过8m加设一道枕木或背楞（加固措施需统一规格），避免钢构件在拼装前产生侧向变形；③、同时加强油漆体系的防刮碰等成品保护措施。
施工方法方面，①、拼装过程中应严格按照放线开展地面拼装及组合立拼；②、采取钢制胎架将单榀屋架固定牢靠，确保单榀柱间距、跨中高度、垂直度、等数据满足规范要求；③、在拼装完成后，按照安装工程质量验收规范对拼装质量进行检查和校正；④、复核最佳吊点位置，确保履带吊吊钩中心点与屋架起吊重心与方案保持一致，严禁偏心起吊。
作业环境方面，①、提前预留及平整吊装场地，确保组合吊装的行走道路和作业面满足承载力和回转半径的需求；②、拼装场地建议进行硬化处理，提高拼装精度；③、在吊装前对框架柱牛腿标高进行复核测量，对偏差过大的加设钢垫板进行校正。
3.2针对后续作业
作为采用屋架组合吊装的重要出发点之一，在屋架组合时必须充分考虑后续双榀与双榀之间的连接件安装及油漆涂装施工作业的问题。如何为后续高空作业人员通行提供安全保障，应在地面拼装阶段加以完善：
①、每单榀屋架上下弦水平方向应分别通长设置安全绳，垂直方向设置不少于三道钢爬梯及防坠绳，为高处作业人员提供不低于屋架单榀安装时的安全措施；②、在每个双榀组合内，屋架下弦内侧应满铺安全兜网，满足防止人员坠落和落物打击的需求；③、在双榀与双榀之间衔接的位置，考虑通过固定跳板为高处作业人员提供人行通道；④、精细化控制施工进度，充分利用土建施工的时间窗口完成全部安装和油漆作业，包括上述辅助性措施的拆除工作，尽可能减少与后续安装、调试乃至运行的交叉作业。
4.结语
相比传统的单榀屋架吊装，两榀屋架间的水平支撑、垂直支撑、檩条、拉杆等构件可以在地面拼装及涂刷节点油漆，减少了高空拼装及油漆涂刷的作业量，不仅降低了交叉作业的风险，增强了质量控制的手段，而且节约了整体工期和施工成本。此外，核电站汽轮机厂房屋架双榀组合吊装的成功运用，使得施工质量控制水平上了一个新的台阶，一定程度上顺应了核电工程模块化施工的趋势，具有良好的社会效益。通过常规岛屋架组合吊装工艺的不断改进和完善，已在多个核电项目上实现了普及应用，对后续核电站屋架吊装技术具有良好的示范意义。
参考文献
[1]吴祖兵，陈娟，岭澳核电站二期工程常规岛主厂房布置设计优化[J]，广州：核动力工程，2009：59-61
[2]GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范
[3]JGJ80-91，建筑施工高处作业安全技术规范
论文作者:侯春光
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/18
标签：屋架论文; 组合论文; 作业论文; 核电论文; 油漆论文; 常规论文; 涂装论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;