AP1000核电CA20大型结构模块安装.docx

1、AP1000核电CA20大型结构模块安装附件1 中国化工施工企业协会技术工作委员会2017年年会推荐论文AP1000核电CA20大型结构模块安装施工技术分析 钱勇，张斐，张玲中国核工业第五建设 2017年07月08日 AP1000核电CA20大型结构模块安装 施工技术分析钱勇，张斐，张玲作者单位全称：中国核工业第五建设 地址： 上海.金山 ：202140 摘要：AP1000核电是一种先进的“非能动型压水堆核电技术”，采纳非能动平安系统设计，为使其厂房布置加倍紧凑，采纳模块化施工，这对现场施工技术提出来了新要求。作为AP1000核电第一个吊装的大型结构模块CA20，具有外形尺寸大、单钩起重量大、

2、结构复杂等特点，因此施工难度比较大。本文介绍CA20结构模块的安装施工工艺流程，分析CA20结构模块安装进程中的问题，结合现场实际情形，通过创新工艺,提出一些解决方法,尤其是对CA20结构模块就位进程与插筋相碰的问题，这为后续CA20及其他大型结构模块安装施工起到必然的借鉴与参考作用。关键词：模块 就位 触碰 1.引言模块化施工是AP1000核电采纳了先进的施工理念，大量引入平行作业，依托先进技术，将土建、安装、调试等工序进行深度交叉的新技术。其大体原理是转移现场工程量，既把现场工作量转移到工厂中完成，模块化最大的优势是能够减少在现场的施工量从而缩短核电站的建设工期，采纳模块化施工后，大量的施

3、工工作在工厂完成，能够更好地保证施工质量。但是，模块化技术在提供各类便利的同时，却增加了施工的难度，一些模块的大型化给运输、安装工作带来了较大的风险和挑战。例如CA20结构模块显现吊装进程中会变形、安装进程中无法进行微调和模块本体与钢筋相碰的情形发生。如何有效解决上述问题，已经成为工程参与各方关注的热点和重点。2.工程概况 AP1000核电CA20结构模块具有乏燃料的贮存、传输、热互换及废物搜集等功能，其安装位于辅助厂房5&6区。模块外型尺寸约长，宽，高，由18个房间组成，其中包括约32个墙体模块和47个楼板模块，结构总重约为760吨.CA20结构模块安装位于辅助厂房5&6区J-一、N、及轴线

4、所围区域，其安装位置和形状如以下图所示：图一 CA20结构模块位置图图二 CA20结构模块形状图结构模块现场安装施工工艺CA20结构模块现场安装工艺： CA20结构模块运输CA20结构模块在组装平台上完成组装后，需利用2组自行式液压平板车沿着重件道路将模块运输至核岛吊装位置。在运输前，由于CA20结构模块为单板墙体结构，外形尺寸较大，要求装载平稳，不偏载偏重，运输中不得移位、倾覆，不得显现磕碰、划伤、变形。 关于CA20结构模块具体运输形式及运输流程具体如下：图三 CA20结构模块的运输图 CA20结构模块吊装CA20结构模块运输至吊装场地后，需通过大吊车先决条件检查、就位基础复测及放线、调剂

5、装置安装及验收、吊梁组装、连接吊索具、模块试吊、吊装就位、摘钩等进程完成吊装工作。施工进程中，由于CA20结构模块自身结构设计布置不均匀，吊装时很容易显现单面墙体变形。 CA20结构模块就位当CA20结构模块吊装至就位基础上方，下部定位销距调束装置必然距离时，吊机停止落钩，观看二者之间的位置关系，通过调整结构模块，确保2个定位销下部同时进入调束装置继续落钩，当底部板距就位预埋板必然距离时，停止落钩，观看模块整体是不是水平，调整后继续落钩直到底部和预埋板紧密贴合，摘钩后，利用预先预备好的千斤顶组件对CA20结构模块的垂直度及位置进行调整，因CA20结构模块的垂直精度要求较高且基础钢筋布置较密，吊

6、装进程中很容易致使CA20结构模块底部与钢筋相撞。 CA20结构模块钢筋、预埋件安装及混凝土浇筑CA20结构模块吊装就位完成后，其内外双侧需进行钢筋及预埋件的安装,在验收合格后进行混凝土浇筑，最终形成完整的结构。在该时期施工中，需要对混凝土的震捣和模板的支设、加固进行重点监控，以确保施工质量。结构模块安装进程中存在的问题分析 CA20结构模块的变形问题由于CA20结构模块西边有一处单板墙，其墙面厚度较薄且整体墙面尺寸较大，同时自身与其他墙体之间无隔墙连接，致使单板墙在吊装和混凝土浇筑进程中极易发生变形。除此之外，CA20结构模块本体因其内部结构较为复杂和不规那么，故在吊装进程中，倘假设采纳常规

7、吊装，很容易致使内部各房间之间的墙体墙面发生变形。这成为CA20结构模块安装进程中的一大难点。 CA20结构模块就位进程中与插筋触碰问题CA20结构模块所处位置与地面的连接方式如下：盒箱板内通过角钢、槽钢龙骨拉筋连接，墙体内还设有尼尔森锚固螺杆和预埋杆件、泄露槽等，其就位区域内有近千根钢筋，钢筋高约一层楼,该施工环境提高了CA20结构模块在就位进程中与钢筋相碰的概率。 图四：CA20底部插筋设计图图四 现场钢筋实物图 图五 CA20底部插筋设计图 CA20结构模块就位精度问题CA20结构模块尺寸及重量较大，由大量子模块组成，且安装精度要求极高，要在复杂的环境下对结构模块进行微调保证安装精度，施

8、工难度较大。结构模块安装存在的问题应付方法由于上述问题在以往核电建造进程中不曾遇见，因此必需依如实际情形设计新型工装和改良施工工艺予以解决。 CA20结构模块的防变形操纵1） 在单板墙体之间设计一种新型工装进行安装，新型工装采纳不容易变形的角钢进行连接。连接方式采纳焊接。角钢之间连接的形式采纳具有稳固性原理的三角形。 具体位置如以下图所示：图六 CA20结构模块防变形工装图2） 关于大型结构模块的吊装，其吊点数量往往多于2个，为幸免起吊时的平稳和模块上的局部应力或变形过大，吊点大多依照模块结构形式呈离散型设置，为保证吊点竖向受力，目前业内多采纳框架势吊梁，但由于其通用性不强且无法知足其他异形模

9、块的吊装致使施工本钱增加，因此需要设计一种适用于AP1000核电结构模块吊装的多吊点多级吊梁，具有依如实际情形调整吊点的距离等功能，具体形式如以下图。图七 多级吊梁形状图 CA20结构模块的插筋触碰操纵CA20属于大型结构模块，吊装及安装难度较大，为确保CA20结构模块顺利就位于安装位置，且幸免在吊装进程中与底板钢筋不发生触碰的情形发生，需通过精准测量并将数据输入到CAD运算机软件中进行1:1的模拟，具体流程如下：数据测量方案的选择决定一个物体的空间位置，需要三个坐标数据，因此安装基准线一样有平面位置基准线（纵向和横向轴线）和标高基准线，目前CA20 结构模块复测工作暂不考虑标高问题，因此只需

10、考虑平面坐标即可。方案一：先测量CA20结构模块，再进行基础底板的放样工作1)CA20结构模块的测量工作a)弹出CA20结构模块的轴线，并在墙体外侧做好标记。b)复测出CA20结构模块的墙体尺寸。c)将实测数据与设计数据进行对照，计算出二者之间的误差。d)将墙体锚钉位置引线引出，并在结构模块墙体进行标记。2)CA20结构模块的基础底板测量工作a)将CA20结构模块测量数据通过纵向、横向轴线为基准线在底板放样。同时将增强筋、锚钉、泄露管的实测位置在底板作标记，随后查看底板钢筋与增强筋碰撞的情形是不是发生。b)依照放样结果结合施工记录的数据调整钢筋的相对位置。方案二：先进行基础底板的放样工作，再测

11、量CA20结构模块1)CA20结构模块的基础底板测量工作a)在CA20结构模块基础底板标记出纵向和横向轴线。b)以纵向和横向轴线为基准线划出CA20结构模块的墙体边线。c)测量出增强筋双侧钢筋的尺寸，（将2个增强筋中间的钢筋看成一组，测量出每组钢筋边缘即可），记录好上述数据。2)CA20结构模块的测量工作a)在结构模块本体上标记出纵向和横向轴线。b)测量CA20结构模块的墙体尺寸，并做好记录。c)将上述CA20结构模块基础底板上的钢筋位置尺寸标记在结构模块本体上。将方案一与方案二进行对照，找出最优方案：方案一方案二工作量工作量多，周期长工作量少，周期短精度精度高精度稍底风险无 现场钢筋容易发生

12、变更且外部单位不易沟通协调，导致重新测量，需耗费大量人力。 表一 方案对照表经对照发觉，方案一应优先考虑。进程测量依照方案一的方式进行测量，进程中采纳直角尺、盘尺、钢卷尺、划规、样冲、线锤、记号笔等工具，测量时应操纵好误差，测量终止后，将设计值与实测值进行对照，看误差值是不是知足插筋的平安距离要求。解决方式考虑到CA20结构模块拼装进程中存在误差且现场钢筋施工的误差问题，经测量发觉部份插筋与CA20 墙体内的槽钢、锚钉的间距仍然较小，因此发生碰撞的概率也就较高。若是因插筋垂直度误差致使插筋与槽钢、锚钉发生碰撞，将会对插筋和槽钢、锚钉造成永久性破坏。为幸免此状况的发生，需施工单位对核岛底板插筋进

13、行适当的调整，建议调整方案如下：1)建议将散布在 CA20 模块内槽钢双侧的插筋向槽钢的反向进行调整；2)建议将散布在 CA20 模块外侧（单墙位置）的插筋向模块的反向进行调整。图八 钢筋调整示意图 CA20结构模块安装精度操纵大型结构模块尺寸大，重量大，这致使结构模块惯性较大，又因为安装精度较高，倘假设采纳人工进行调整，无法进行精准，为便于进行模块的微调，专门设计一种精准导向装置，即导向框和定位销。导向框安装于模块上，定位销安装于就位基础上，当二者承插后可通过液压千斤顶对模块进行微调，最终达到就位的误差要求，具体设计进程如下： 在CA20结构模块本体上设计2套导向装置，别离位于两个主控点处，

14、两处导向销应存在高度差，如此模块下落时别离进入，更具有可操作性。当导向销进入到导向框时，操作人员通过手动调整液压千斤顶移动结构模块。图九 导向装置流程图图九 导向装置流程图6.结论作为AP1000核电首个吊装的结构模块CA20，由于AP1000核电属于新型堆型，其特点是模块化施工，截止目前，国内尚无施工的先例，由于其尺寸大、重量重、内部结构布置不均匀、安装环境复杂，这给大型结构模块安装带来了一系列具有挑战性的问题。本文论述和分析了大型结构模块CA20在运输、吊装、就位在内的施工技术，研究了防变形、防插筋触碰、安装精度操纵在内的问题并通过工艺创新、设计发明实现了平安、高效的大型结构模块CA20吊装，这对后续AP1000核电其它类似的大型结构模块施工提供了宝贵丰硕的体会。7.参考文献1 孙汉虹 第三代核电技术AP100020202 魏俊明，刘琼，孙坤第三代压水堆核电机组AP1000的模块化施工分析电力建设 20203 叶志燕，刘建卫第三代核电站大型结构模块吊装分析 2021