摘要：AP1000三门核电项目结构模块化设计、建造、安装是从设计源头开始即考虑后续各项工作的优化，能最大限度的实现设计、制造、安装一体化的要求。在保证建造质量的前提下，最大限度的契合建造进度。对工程建设具有积极的意义。但是，结构模块化技术也对设计、组装、运输、吊装等提出了较高的要求，需要充分识别、分析、评估其带来的各类风险，制定合理的风险应对措施，以便对项目风险实行有效的控制，妥善处理风险事件造成的不利后果，以最少的成本保证项目总体目标的实现。
关键词：核电项目；结构模块化；风险管理
1 .AP1000三门核电项目概况
三门核电项目是全球首批采用第三代先进压水堆AP1000技术的核电工程，厂址位于浙江省台州市三门县健跳镇，规划建设6台125万千瓦的核电机组，总装机容量750万千瓦，共分三期建设。项目采用“标准化设计、工厂化预制、模块化施工”模式，以缩短建设工期，降低设计成本和建造周期。三门依托项目一期工程共2台机组，其中1号机组是全球首台AP1000核电机组。
2.结构模块化特征
三门核电项目AP1000结构模块共计110个。按照其用途可以分为4大类：CA模块、CB模板模块、CH钢结构模块和CS楼梯模块。其中7大模块和部分楼板CA模块采用车间制作、现场拼装、整体运输吊装的安装流程。
三门核电项目采用模块化技术进行设计及建造是三代核电AP1000区别于以往堆型的一个显著特点。通过模块的设计、制作、组装、吊装、安装这一流程，AP1000模块化设计及建造改变了现场安装的传统逻辑，为建安工期的优化提供了新的思路，实现了模块化施工技术，原来典型的先土建后安装的逻辑关系变成了土建和安装平行施工逻辑。同时，结构模块化将大部分制造和检验、试验工作转移到工作条件更好的工厂进行，实现与现场施工同步或者提前于现场土建、安装工作开展相关工作。此举在保证建造质量的前提下最大限度的适应建造进度的要求。
3．项目风险管理的定义及流程
3.1项目风险管理的定义
项目风险管理是通过风险识别、风险分析和风险评价去认识项目的风险，并以此为基础合理地使用各种风险应对措施、管理方法技术和手段，对项目的风险实行有效的控制，妥善处理风险事件造成的不利后果，以最少的成本保证项目总体目标实现的管理工作。
3.2项目风险管理的基本流程
项目风险管理包括了风险管理规划、风险识别、风险定性分析、风险定量分析、风险应对和风险监控六大管理活动。其中风险识别、风险定性分析、风险定量分析、风险应对是在项目实施过程中不断循环往复，风险监控则贯穿于整个项目全过程。
图1 风险管理活动
3.3风险识别
风险的识别是对项目实施过程中可能影响项目的各种风险源及特征进行定义和记录。一般风险识别过程主要包括：确定风险因素，风险产生的原因/条件；对识别出的风险进行分类，描述预期后果，确定概率、影响和风险等级以及应对措施。随着项目的进展，可能不断产生新的风险。因此风险识别是一个反复迭代的过程，始终贯穿于整个项目生命周期。
3.4风险应对
风险应对是指利用某些技术来控制或避开风险，减轻风险事件对项目目标造成的影响。针对项目目标，制定提高机会、降低威胁的方案和措施的过程，关键在于消除风险因素和减少损失。本过程的主要作用是根据风险的优先级制定应对措施，并把风险应对所需的资源和活动加进项目的预算、进度计划和项目管理计划中。可制定几个备选方案，并从中选择一个最佳应对方案，确定风险应对方案和风险应对责任部门。选定的应对措施应列入风险登记册。
风险应对措施主要包括风险规避、风险减轻、风险接受、风险转移。
4．模块化风险管理识别过程
4.1模块化设计风险识别分析
4.1.1设计进度滞后风险
结构模块化设计的最大风险是设计进度的滞后风险，设计图纸不能固化，设计变更大量发生，开口项和HOLD项数量繁多，需要大量技术人员对设计方发布的规格书、图纸、变更等进行严格审查，确保施工中使用设计文件的完整性、有效性及可操作性。
4.1.2设计物项冲突风险
西屋设计方的模块设计中存在较多的物项冲突风险，现场设计部门需要针对图纸中的错误项和冲突项发起设计澄清，同时审核承包商的澄清文件，联系西屋设计方要求其根据图纸内容发布相关的设计变更。同时，结构模块设计采用了大量的美标材料，其价格昂贵，采购周期长，现场设计部需要根据等强代换原则对板材，型材和钢筋进行国标代换，为后续项目的国产化提供支持。
4.1.3技术文件审查风险
对于承包商的文件，现场设计部主要审查承包商编制的、采购技术说明书、混凝土浇筑文件清单、施工计算书等技术文件，辅审施工方案、施工专项工作程序等方案文件，承包商技术文件审查风险问题应高度关注，以确保以上文件符合设计文件和规范要求。
4.2模块化组装风险识别
4.2.1子模块、子组件的组装偏差风险
结构模块组装偏差风险主要包括尺寸偏差和组对错边，结构模块各子模块均设有DP点，拼装阶段通过控制各DP点同预设的组装基准点的相对位置实现，目前，设计单位有一套严格的误差控制系统，现场必须严格按照设计允许误差要求，放线时控制尺寸偏差，控制焊接的错位偏差，根据局部超差情况开启NCR，需不符合项关闭之后才能继续下步施工。
4.2.2局部焊接变形风险
由于大型结构模块的焊接量大，如CA20的焊接长度可达3000米，最长单条焊缝达21米，因此焊接变形风险的控制尤其重要。局部焊接变形主要出现在双相钢焊接，以及双相钢与碳钢对接焊过程中。由于焊接工艺及技术要求苛刻，在部分双相钢角接焊和碳钢双相钢对接焊时极易产生了局部变形风险，需控制焊接电流和热输入，并通过局部焊接防变形工装的加设，进而降低焊接变形量风险。
4.2.3子组件翻转变形风险
大型结构模块如CA01，CA20，CB20体积大，结构复杂，模块内房间多，因此在模块的组装翻转过程中需严格控制子组件的变形风险。在大型模块的组装之前，现场设计部需严格审查承包商的吊装方案，重点审查吊装防变形支撑的设置和计算，保证组装阶段的吊装变形满足设计误差要求并尽可能减小误差，为总体吊装的误差控制提供余量。
4.3模块整体运输吊装风险识别
4.3.1整体运输风险
运输阶段需要注意的技术问题主要是运输过程中的变形风险，大型模块如CA01和CA20的吊装重量分别达到1030吨和970吨，因此在运输前，需严格计算小车的受力和总装平台的受力。
4.3.2吊装变形风险
根据模块的吊装受力分析和整体形状，在大型结构模块吊装之前必须加设临时支撑，以避免吊装过程中所带来的变形风险。
1号机组CA03在整体吊装时未加设防变形支撑，并且在吊装前经历了两次转场运输，期间产生了变形，模块就位后的测量显示CA03在包括标高的三个方向均不符合设计要求，尤其是1#和17#子模块与就位埋板偏差较大，CA03的变形还影响了顶部裙板的标高，进而影响就位于裙板的135平台CA5系列楼板的安装，最终对内置换料水箱的容积会产生影响。现场对CA03进行了长时间的返修，极大的影响了135平台的就位和反应堆厂房整体土建施工节点的实现。
2号机组CA03模块吸取了1号岛的经验，在吊装前对模块整体进行了吊装受力三维模拟，在西屋设计基础上添加了有效的防变形支撑，使其就位后的偏差较1号岛明显减少。
4.3.3模块就位风险
模块就位风险主要包括就位的预埋板和定位销安装风险，根据图纸，要求就位埋板的坐标和标高及定位销的位置准确，就位精准度高，吊装风险突出。另一方面核岛已经预埋的竖向插筋有可能在模块就位时与就位模块产生碰撞风险。其中大型模块CA20、CA03和CB20模块在就位时受到竖向插筋的影响，延长了吊装时间，后续吊装活动中多发成钢筋冲突。
4.4模块混凝土浇筑风险识别
4.4.1楼板预埋件的安装风险
楼板预埋件的安装主要考虑浇筑之前的固定，由于预埋件的锚筋和预埋板本体均不允许进行焊接固定，要确保浇筑后预埋板位置和标高在设计误差要求范围内，存在混凝土浇筑过程中位置的位移风险。
4.4.2顶部混凝土的浇筑风险
顶部混凝土的浇筑主要影响CA01/CA20顶部轨道基础板的安装精度。轨道基础板在安装之后须增加额外的永久性工装进行固定，保证轨道基础板在浇筑过程中位置和标高的变化在误差要求范围内；CA01墙体顶部盖板安装后进行混凝土的浇筑，不易下料，存在发起变更要求的风险；对于CA20墙体顶部钢筋，存在模块钢筋与135’以上墙体钢筋的合理连接风险。
4.4.3混凝土浇筑变形风险
混凝土浇筑变形风险主要体现在对单板结构模块的影响，包括CA20乏燃料池单板墙，燃料传输通道单板墙，CA01底部单板结构，以及CB钢模板模块。在单板结构浇筑前，需要重视单板的可能变形情况，根据变形大小加设防变形工装。CA20乏燃料池单板墙由于与混凝土接触面积大，内外部联合支撑要保障，以便有效减少了单板变形量。
5．模块化风险管控应对措施
5.1设计风险应对
结构模块在车间完成子模块的制作，现场主要完成子模块拼装、子组件组装、模块整体运输和吊装、核岛结构模块各种附件的安装，以及混凝土浇筑各阶段的施工工作。 现场设计管理风险应对重点在大型结构模块的翻转和吊装，就位变形控制、焊缝变形监测方面。
大型结构模块的翻转和吊装，重点关注：吊具准备、模块上吊耳设计、起吊能力评估、吊装前后物项安装的分配。
大型结构模块的就位变形控制，因为大型模块易变性，所以需要在施工方案中重点关注变形控制。
随着大型模块就位，焊缝集中区域可能会产生不可预知的变形，这个方面最好能有专门的监测、检测措施。
5.2施工风险应对
AP1000堆型核电站主要有CA01等大型结构模块。整个施工过程大体可划分为预制、拼装和安装三个主要阶段，其中安装工作又可分为：子模块水平组装、组合件垂直组装、模块整体安装。针对整个施工过程中的风险应对需着重关注以下方面：
在CA01变形风险控制中，特别需要对过滤器安装位置的模块平面度和SG及PRZ水平支撑位置的变形控制，这些位置的变形都需要采用毫米级的控制，因此最好在组装过程中就开始对该些位置的平面度、相对尺寸进行区域控制。
对于到场的特殊截面的子模块倾斜位置角度与图纸存在偏差，建议在车间制作过程中安装临时防焊接变形工装及严格控制焊接工艺，以保证子模块尺寸及角度的正确。
由于实际完成的所有组合件均不在同一标高，需在总装平台相应位置放置少量垫铁，在组合件经批准翻转竖立前，应根据检查清单及相关要求，组织相关人员进行联合检查，检查合格后，方可进行组合件的翻转竖立。
5.3质量风险应对
根据结构模块的组装和安装工艺的特点，结构模块的质量管理工作包括质量计划、施工方案、NCR文件的管理等，通过不断的计划、设计、检查、反馈形成PDCA循环闭合质量体系，经过这些不断优化的质量控制方法的应用，使得结构模块的组装和安装的经验得到了总结和优化，推动了施工方案、施工工艺的改进，在质量检查方面也形成了标准化的体系。运用在结构模块施工中的质量风险控制的措施可以归为以下三类：
有效质量监督体系，使整个结构模块的质控过程能形成PDCA良性循环，承包商围绕着SPMO建立的质保大纲建立了适用于结构模块建造项目的施工方案和检查程序，并在施工过程中进行适应性调整升版。
承包商人员资质管理体系，使得特种作业人员进场施工得到有效控制，特别是焊工的资质管理经过多次有效整改后，确保结构模块现场焊工资质完全符合国家核安全局和美国核管会对核电焊工的要求，使得结构模块的焊接质量最终得到了有效的保证。
对结构模块组装和安装施工质量的有效管理办法，包括质量计划的优化和严格编审批程序，不符合项等质量文件的管理体系，完整的监督计划和监督清单体系，施工记录文件规范化填写，使得结构模块的组装和安装施工规范化标准化，对后续同类型结构模块的施工质量控制有重要的指导意义。
结语
本文基于AP1000三门核电项目大型模块化技术，从设计、组装、吊装、浇筑等方面对所发生或易发生的风险项进行识别分析，实质是进一步分解各级风险中包含的二级风险项，形成明确的风险管理体系。在识别、分析核电项目结构模块化设计、建造、安装的基础上，对各类风险采取有效控制措施，通过严格的设计逻辑，施工方案论证与评估，质量监测等信息化手段，完善应对措施，形成定向力量，促进工程建设又好又快发展。
参考文献:
[1] 李鹏鹏，王家远，汪范军．风险应对能力对风险评估影响的探索性分析[J]．工程管理学报，2013，27（8）
[2] 赵天宇．核电项目现场施工风险分析及应对[J]．中国电力教育，2012（9）
[3] 王晓辉，徐元辉.核电工程的项目风险管理[J]．高科技通讯，2001,11（9）
[4] 杨捷.大型工程项目风险管理初探[J]．长江建设，2001，（3）
[5] 简华晋．建筑企业施工项目的风险管理[J]．中国高新技术企业，2009，（6）
[6] 周书明，潘国栋．水下隧道风险分析与控制[J]．地下空间与工程学报，2012，8（S2）
[7] 孟建民，陈志芳.EPC总承包模式下业主和承包商的风险分担与应对[J]．国际经济合作，2004，（12）
[8] Cárdenas I C，Al-Jibouri S S H，Halman J I M，etal．Capturing and integrating knowledge for managingrisks in tunnel works[J]．Risk Analysis，2013，33（1）
论文作者:王辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：风险论文; 模块论文; 结构论文; 项目论文; 核电论文; 风险管理论文; 过程中论文; 《电力设备》2018年第19期论文;