摘 要：本文通过总结某核电站钢结构工程施工的经验，从钢结构技术准备的四个阶段对涉外钢结构工程的技术准备工作的质量要求和注意点进行描述。
关键词：阅读图纸；技术澄清；材料准备；施工方案；技术交底；质量控制
前言：
现今，钢结构在土建建造工程中占有很大的比重，它以其现场施工快捷、连接可靠的特点，在现代工业厂房、桥梁、高层框架结构等方面具有广泛的应用前景。钢结构工程要想取得所期望的经济效益与社会效益，关键在于该工程的施工技术成熟与完善，施工技术是技术准备的成果，因此施工技术的成熟与完善又取决于施工前的技术准备是否充分。可以说，现场所有的施工活动都是围绕施工技术准备的成果而展开的。
一般来讲，钢结构技术准备主要分为四个阶段：阅读图纸及相关技术规范、技术问题澄清及材料准备、支持性工艺技术文件编制、现场勘察及钢结构安装施工前技术交底。这四个阶段既有先后的顺序，又有相互的穿插联系，且每一个阶段都包含有很多的子项，而其中的任何一个环节出现偏差或问题都可能给工程带来损失或产生不良的社会影响。
某核电站CANDU6核电站由加拿大原子能公司设计，设计标准采用加拿大标准及美国标准。其中钢结构工程共计八千多吨，且型式多样，包括了主体框架、零星平台、管道支撑、设备支撑、钢衬里、屏蔽板、楼梯以及行车轨道等类型，本文即以该工程为例，结合该工程钢结构在现场施工中出现的问题，简单地谈谈涉外钢结构工程的技术准备工作及相关的注意点。
1 阅读图纸及相关技术规范
图纸真实反映了设计者的思想，因此要想做好技术准备工作，阅读图纸是最基本也是最重要的一个环节。从刚开始的熟悉图纸，到读懂图纸，最后到理解图纸，阅读图纸贯穿了施工活动每一个环节。
1.1 熟悉图纸
某核电站核电站钢结构图纸由加拿大CANATOM公司设计，技术人员在刚开始接触时，一般会因图纸的英文标注以及国外设计图纸的制图、标注特点不太适应。因此在接到图纸后，技术人员首先应通过对图纸的快速阅读，对图纸所描述的内容进行大概性的了解，我们把这个阶段称之为熟悉图纸阶段。
熟悉图纸阶段，在快速阅读图纸的同时，还应做到系统而全面，所谓系统就是尽量将有联系的图纸放在一起进行阅读，往往这张图纸中标注不是很明确的地方，在与其相关的图纸会有所显示。熟悉图纸时一般按以下顺序进行：
首先阅读标题栏，了解该单项工程的名称以及所在区域；
阅读图纸设计说明，每一张图纸的右上角会有本图的设计说明，设计说明中会标明需与这张图纸一起阅读的图纸、钢材所采用的技术标准、施工技术规范以及一些制作、安装工艺等。
正式阅读图纸：
——首先看平面布置图，然后再看节点详图，详图最好按次序进行阅读，以免遗漏；
——正式阅读图纸时，除了要对工程的基本结构进行了解外，还应着重阅读图纸中的文字批注以及批注处的结构。技术人员在阅读图纸时应尽量不用翻译人员翻译，因为图纸的专业性很强，很多的词义与日常用法不同，通过自己查阅词典并结合专业知识对批注进行了解，这样既可以翻译得更符合工程设计，又能加深自己的印象。文字批注搞清楚后可用铅笔在批注处标记或加以说明。
1.2读懂图纸
所谓读懂图纸，就是要熟悉图纸结构、了解构件之间的联接方式。
熟悉图纸结构，首先要了解该单项钢结构工程一些主要技术参数，根据我们的施工经验，熟悉图纸的最好的办法就是统计工程量，工程量的统计是技术工作最原始、也是最基本的数据。
——通过统计每一根钢构件的工程量可以了解到跨度、层数、高度等技术准备所需的参数；
——确定该钢结构项目最长及最重的构件以及它们的分布情况；
——通过计算构件的长度可以进一步复核设计图纸的尺寸以及有可能相互冲突的部位；
——通过节点连接以及辅助材料（包括螺栓、密封材料及屏蔽材料等）工程量统计，可以了解到该工程的联接方式、其它辅助材料以及辅助材料所应采用的技术标准及相关资料。
某核电站核岛钢结构工程分为R/B、S/B两个部分，每一个部分由二名技术人员负责技术准备。统计工程量时，二名技术人员同时进行统计，统计完毕后对各自统计的工程量进行比较，如出现差异很快就能找出问题所在，这样可以进一步提高工程量的准确性并且避免了遗漏。
通过读懂图纸阶段，我们会对该项目的结构特点以及制作、安装的难点有一个初步的认识，并初步确定了施工的工艺；同时，通过工程量的统计又等于我们在脑海里将该项目预拼装了一次。
1.3查阅相关技术规范及标准
读懂图纸阶段，我们了解到工程所采用的技术规范及施工标准，因此接下来我们就应对这些相关的文件进行阅读；
通过阅读本钢结构工程施工总则及设计说明，了解施工所采用的施工规范及设计标准，并对这些规范标准深入了解。
阅读所有材料的材质标准及其使用说明书。阅读这些资料时，一般需有一定的阅读重点：
——阅读钢材材质标准，就要着重看钢材的物理性能，它的强度、延伸率、可加工性；
——阅读扭剪型高强螺栓标准，就要着重看该标准对摩擦面有何要求、紧固的措施、步骤及要求；
——阅读焊接技术规范及资料，就要对焊接材料的储存与使用、焊接工艺的认定以及焊缝等级确定进行着重阅读；
——阅读其它危害性材料技术资料时，就要着重从安全使用的角度去阅读。等等。
1.4理解图纸
当读懂图纸时，其实你已经对该项目有了很深的了解，就其本身结构来讲已经足够，但如果要做好施工的技术准备，那还得对其它与之相关的内容进行了解,以便更合理地确定施工工艺：
找出与钢结构相关的预埋件和预埋螺栓，查阅预埋件详图及模板图，检查与钢结构的设计是否有冲突。根据我们现场钢结构安装的经验，预埋件是影响钢结构安装质量与进度的一个重要因素。
了解本钢结构所服务的对象以及安装区域内的其它施工工序。一般来讲，屏蔽板是为了屏蔽有辐射的工艺管道的；支撑是用来固定管道及设备的；行车轨道是为了安装行车的；平台也分为上人平台及设备安装平台。只有对钢结构工程所服务的对象有所了解，才能进一步确定施工工艺，比如说：核岛内部的锅炉通道平台，因为事先未了解现场情况，而将该平台加工成一个整体，采用整体安装的工艺，后来发现在我们安装平台时，中间有两根圆柱子穿过并已安装完毕，最后只好将平台割开，增加了两条现场拼接缝，如果事先了解到该情况，而将设计改成单根构件制作，现场采用高强螺栓连接就可以避免该问题的出现；这样的问题一般都会出现在一些不太重要的部位，像热转换泵支撑在安装与负责热转换泵设备安装的技术人员进行讨论，了解热转换泵的安装特点，最后确定了先安装支撑框架、在热转换泵就位后再正式安装与热转换泵连接的支撑，大家把前后工序的都搞清楚，就不会出现相互影响的问题。
通过理解图纸阶段，对工程项目的制作安装特点有了更深入地了解，并进一步确定了施工工艺。
2 技术问题澄清及及材料准备
2.1 技术问题澄清
核电站的建造工程比较复杂，一两次的图纸会审是不能够完全解决问题的，所以该工程和国内一般性的工程不一样，没有专项的图纸会审，所有的技术问题由分包单位通过技术问题澄清单（TCR）要求设计单位对所提出的问题进行澄清、通过材料替代申请（MSR）对材料提出变更、通过现场变更申请（FCR）的现场出现的技术问题提出变更，而设计单位通过现场变更要求（FCR）及现场工作指示（EFI）对图纸或设计中出现的问题进行进一步的澄清和修改。
TCR一般会在熟悉图纸的过程中发出，主要是图纸设计错误、表达意义不清、前后表达不一等问题。
MSR产生主要有两个原因：一是本工程的设计均采用的国外的钢材标准，为了降低成本和便于采购，部分材料采用国产材料代替，本工程中除了因轧制H型钢国内尚无大批量生产厂家及S型钢、轨道钢因与桁车配套而只能从加拿大进口外，其余槽钢、角钢、钢板以及其它辅助材料基本采用了国产型钢代替；二是图纸所设计的材料无法在市场上采购到，因此须采用相似的材料进行替换。MSR一般会发生在技术人员读懂图纸以及编制各单项工程的需用材料计划阶段。编制MSR时一般就考虑两点：一点就是要保证替代材料的使用性能满足或优于被替代材料；第二点就是因为国产型钢材质一般采用Q235，而Q235等级材料的屈服强度比原设计的CSA 260W材料的屈服强度要小，因此国内替代材料的规格一般会比原设计要大，这时就要考虑因替代材料的规格尺寸发生变化是否会对原结构产生影响。有时，当一种型式的材料代换在这个钢结构单项工程中适用，但对于另一个钢结构单项工程来说，它可能就会与其它的构件发生冲突。
技术准备阶段的FCR一般会发生在理解图纸阶段，主要是对一些可以预见的施工问题在施工前进行处理。比如说：根据竣工测量，预埋件的实际位置与设计发生偏差，连接的节点按实际位置修改；根据现场实际情况，部分节点因空间或其它原因无法按设计进行施工的；根据实际材料采购长度需对部分构件进行拼接、调整等。
所有的技术问题澄清或变更都必须是书面的文件作为依据，而不能由口头承诺或会议纪要等形式出现。涉及图纸的澄清，最好将澄清的内容以及澄清文件的编码直接标注到图纸上，因为工程有很长的延续性，中间很可能出现技术人员的调整以及其它的变化，将所有的技术问题的澄清直接标注在图纸上会使所有接触图纸的人一目了然，减少熟悉图纸的时间。
2.2 材料准备
材料控制是施工质量控制的重要组成部分，材料多了会造成浪费和资金积压，材料少了会影响工程的进度，而材料要想控制得好，不仅技术人员编制的计划要准确、全面，采购人员也要按材料计划的要求进行采购，因此只有两方面的人员相互紧密配合，才能把材料准备这项工作做好。
技术人员统计出工程量后，还必须将工程量加上工程可能出现的损耗量才能转化为需用计划量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆损耗量按照工程的实际特点一般为工程量的5~10%，但部分价格昂贵或者对尺寸有特殊要求的材料，技术人员还应对该规格的材料进行套料、排版，确定出所需材料的定尺尺寸，而采购的材料定尺尺寸又必须通过采购部门的确认可以在市场上采购得到才行。本项目的不锈钢衬里工程，原设计需用不锈钢板材约250T，所有不锈钢板材均由技术人员根据采购人员提供的所能采购的规格进行排版，最终确定了需采购的数量，施工时，施工人员按照排版图进行下料，最终将材料损耗量控制在5%之内。
部分消耗材料如果数量大、多阶段投入或者数量随现场实际情况变化较大的部分消耗材料，为了保证材料采购的准确以及避免出现长时间资金积压，技术人员可根据现场的情况，在保证不影响工程进展的前提下采用分批采购。例如：屏蔽板密封材料铅绒，它是用于填充在屏蔽板与管道、墙体之间的间隙，间隙的大小将影响到铅绒的填充量，根据设计图纸总量有12T左右，采购时首先进了一半，然后每2T一批进货，最后实际的用量比原先节约了1T。
3 支持性工艺技术文件的编制
3.1.除了在理解图纸阶段所需编制的技术文件外，在施工技术准备阶段还应该编制支持性技术文件，主要包括钢结构施工总程序、相关操作工序工作程序、重要或施工难度较大工程的专项施工方案三大类。
3.2.钢结构施工总程序的编制
本工程包括了几百个的钢结构单项工程，因此不可能针对每一个单项的钢结构项目均编制出专项施工方案，这就需要一个对所有钢结构工程均普遍适用的钢结构施工总程序来用于指导钢结构工程的施工。
根据整个某核电站核电站钢结构工程的工艺特点及CSA S16.1规范中对施工质量的要求编制《钢结构施工总程序》，并从人、机、料、法、环这五个施工基本要素来全面考虑。
《钢结构总程序》是整个秦山CANDU核电站钢结构工程施工的纲领性文件，因此不需对具体的工程进行单一工艺的规定。它的主要内容包括：
——对钢结构工程施工的一般施工流程进行概念性的描述，规定不同工艺特点的钢结构工程的所需采用的工序步骤；
——各施工工序所需的人员、工机具、一般操作要点及所需达到的质量要求；一般性钢结构工程的施工流程包含：放线、下料、组对、焊接、油漆、吊装就位、调整及连接等工序；
——质量保证措施、检验方法及参照标准；
3.3 一般性相关操作工序工作程序的编制
《钢结构总程序》规定了不同工程特点的钢结构工程所需的施工工序。因此我们还需要编制一些相关工序的操作程序，对每个工序进行完善程序化，并按工作程序的要求对施工人员进行必要专业化培训及规范化训练。与从而使施工人员的每一个施工动作规范化、程序化、合理化。操作工序程序完善化也是一个渐进的过程，通过施工实践发现并调整施工工序的合理性。
工序工作程序一般应包括以下几个部分：
——该道工序所涉及的施工部门、相关人员的工作范围及责任；
——该道工序施工前的准备，包括：所需操作工人的数量、专用工机具、辅助材料及其使用状态（如电焊条使用前的烘焙、组合成分的油漆或粘胶的混合等）、待施工区域或构件的部位符合该工序施工的要求；
——工序所包含的施工动作，按照施工动作流程依次进行描述；
——该道工序所需要的周围环境条件；
——施工工序的安全操作要点。
3.4 专项施工方案的编制
一些复杂的单项工程以及特殊工艺的施工需编制专项的施工方案。
某核电站核电站核岛钢结构工程的一些重要的或者说大型的单项工程包括：衬里施工、穹顶施工、临时顶盖施工、喷淋钢施工；此类的专项施工方案因为结构均比较复杂因而需着重于对施工顺序进行合理选择，并且根据工程的质量要求及进度要求选择合适的施工手段。如临时顶盖，直径四十多米，重约180T，采用整体吊装，此类的大型构件的吊装均还需要编制专项的吊装方案。
特殊工艺施工技术指的是钢结构施工中的一些特殊的工艺技术措施，本工程中与钢结构相关的特殊工艺有：屏蔽板铅绒填充、大气隔板密封、扭剪型高强螺栓安装、钢结构表面环氧树脂油漆、柱底板灌浆、螺柱焊接、无损检测等等；
4 现场勘察及钢结构安装施工前技术交底
4.1 所有前面提及的施工技术文件都有一定的时间局限性，而现场的施工条件随时会出现变化，因此技术准备的最后一个环节就是在安装前对现场再一次勘察，并根据现场的实际情况以及因条件的变化所引起的施工方法的变更，编制出施工专项技术交底，施工技术交底应具体、简单、易懂，并具有很强的可操作性。
4.2 现场勘察
主要应包括钢结构进场后重要构件的检查、拼装场地勘察、水平及垂直运输通道及起吊设备勘察、与钢结构工程相连接部位的重新定位测量四个部分。
对于一些比较重要的构件（比较重的或者尺寸比较大的构件）安装就位后发现错误整改起来比较困难，因此在钢结构进场后，应及时地进行检查，对于一些偏差较大的构件，技术人员应及时地拟定出修改方案。
大型钢结构单项工程如果需现场拼装，施工前还需对其拼装场地进行勘察，一般来讲，大型构件的拼装场地的勘察选择应包括以下几点：
——场地的大小、地基是否符合结构设计要求；
——拼装场地所在的位置是否满足构件拼装完成后的垂直运输要求，拼装场地距离安装就位点不宜过远；
——场地的平整度的要求；
——场地还需要增加的基础设施，包括一些定位基础、小型构件拼装平台等。
水平、垂直运输通道及起吊设备的勘察（以核岛内部钢结构为例）
——本工程中进入核岛共有两个主要途径，一是从临时顶盖上方的五个固定开口，采用核岛外部布置的塔吊作为起吊设备；二是从D洞口设备闸门进入，采用核岛外部的100T行车及内部的60行车作为起吊设备。
——首先应根据材料准备中的统计，确定出该项工程最重或者尺寸最大的构件，并以其为标准确定整个工程的起吊及运输工艺。
——选择起吊工艺时，首先应考虑起重量，然后考虑构件尺寸，较重的构件尽量从D洞口进入，构件尺寸较长的从核岛上部的临时项盖开口进入。
——除了确定起吊设备外，还应仔细地勘察运输线路：检查运输通道是否顺畅；运输通道附近是否有其它易损的管道设备，如何采取保护措施；存在哪些安全因素，如何进行安全防护并合理配置吊装警戒人员等。
与钢结构相连部位的重新定位测量
——与钢结构相连的部位包括柱底以及梁端的的预埋螺栓、固定钢构件的预埋板、与钢构件紧密贴合的砼墙体以及部分钢结构安装前已经就位的且与钢结构相连的设备等；
——技术人员应按照钢结构工程的特点，确定出所需的一些预埋螺栓、预埋板、墙体以及设备与钢结构连接部位的定位参数，比如说预埋螺栓的顶端标高及每个螺栓定位轴线坐标、预埋板及墙体的的轴线坐标及表面平整度、设备上与钢结构部件相连的部位的定位等。
——根据竣工测量所提供的参数及时地对钢结构进行复核，复核时尤其要注意相关联预埋件及墙体之间相对的综合考虑。如：同一梁上的一组预埋件之间、预留洞口及走道两平行墙体之间，复核时不能将它们拆分开来考虑。
——根据复核结果，确定对钢结构安装的影响，并拟定修改方案。
4.3 钢结构安装前技术交底的编制
钢结构所有工程在现场安装前均需对施工人员进行安全技术交底，安全技术交底的目的是通过技术人员的讲解，使施工人员对本工程及所需施工工艺有所了解。
技术交底所描述的施工工艺应完全符合施工方案，但我们不能简单地把技术交底等同于施工方案，技术交底应该更符合现场的施工条件和更便于施工人员的理解，技术交底与施工方案不同点主要表现在以下几个方面：
——技术交底在工程基本结构组成方面的介绍应更具体详细，不仅仅要对工程的概况进行介绍，还应对工程的复杂性及有可能出现的施工难点进行详细的讲解；
——技术交底应对工程施工中的每一步施工工艺的操作流程以及它们所应达到的质量要求进行量化的描述；
——技术交底应将现场勘察的情况反映出来，包括因现场条件的变化所带来的局部施工工艺的细化；
——技术交底应包括对前道工序所出现偏差问题的处理；
——技术交底在安全防范方面应根据施工前的现场情况作出有针对性的措施。
技术交底是技术人员与施工人员进行施工技术交流的一个重要的手段，因此技术交底一定要具有相当的可操作性，且技术人员应对施工工程非常熟悉和了解。
经验教训与总结：
从某核电站施工的情况来看，工程进展顺利，但也存在一些因施工技术准备不足所产生的问题：
进口材料如H型钢、S形钢等因采购周期长以及量大价格低的原则，在最初定量时一次性进行了采购，后来因图纸的变更导致很多规格的H型钢剩余或短缺，且一次性进货造成大量的资金积压和管理费用的增加。如果开始准备阶段将进口材料按工程进度计划进行分批进货，就可能根据图纸的变更及时地调整材料实际采购量。
从现场核岛内部的钢结构安装的实际情况来看，因预埋件的偏差所造成的修改，是影响钢结构工程进展的主要因素，尽管技术人员在安装前对竣工后的预埋件进行了复核，但解决由于预埋件偏差而影响钢结构安装的根本办法应该是：土建施工活动前，土建施工与钢结构技术的联系进行必要的沟通，及早地确定出安装预埋件所需控制的参数，并在预埋件安装时对这些参数加以控制；
大面积钢结构工程施工时，无法及时对构件的加工质量进行安装前复检，造成部分构件现场返工，因此在施工技术准备阶段制定出一个强制性的构件安装前复检程序，由专职的人员进行构件的复检工作是很有必要的；
本工程施工周期长，且施工技术准备文件没有统一的归档，由于技术人员的岗位调动，交接时间短，常常无法使后续技术人员对前期准备工作进行充分的了解，导致技术准备工作重复劳动。
钢结构施工技术准备是个复杂的系统工程，各阶段之间往往环环相扣，只有把每个环节的工作都做到细致、周密，保证每个环节的质量，才能真正将技术准备工作做好，从而指导工程的施工，做到从技术准备工作开始就做好施工的质量控制。
论文作者:郭永贵
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/26
标签：图纸论文; 钢结构论文; 工程论文; 材料论文; 技术论文; 构件论文; 技术人员论文; 《电力设备管理》2017年第4期论文;