康淑敏 羅璋 王啟寧 凌崢

(中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518124)

0 引言

模塊化技術(shù)已廣泛成熟地應(yīng)用于船舶、化工、民用建筑等領(lǐng)域，并取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前，第三代、第四代商用核電項(xiàng)目建設(shè)中采用模塊化設(shè)計(jì)和施工理念，代表了先進(jìn)建造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。為確保模塊化技術(shù)的成功應(yīng)用，達(dá)到大幅縮短現(xiàn)場(chǎng)建造工期的目的，需要依靠超前成熟的設(shè)計(jì)和采購(gòu)，并需要發(fā)達(dá)的設(shè)備制造、工廠預(yù)制、物流和大件吊裝等先進(jìn)施工技術(shù)。同時(shí)它們也對(duì)核電項(xiàng)目前期和設(shè)計(jì)-采購(gòu)-施工(EPC)各階段工作邏輯和進(jìn)度接口產(chǎn)生了一系列影響。因此，需要深入研究和分析模塊化技術(shù)帶來(lái)的進(jìn)度影響、重新架構(gòu)和編制模塊專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃、不斷提高進(jìn)度管控和項(xiàng)目精細(xì)化管理水平。

1 傳統(tǒng)核電項(xiàng)目進(jìn)度控制體系

核電項(xiàng)目進(jìn)度控制體系主要有三方面內(nèi)容：進(jìn)度目標(biāo)，管理制度和組織機(jī)構(gòu)。

進(jìn)度控制方法主要有：里程碑點(diǎn)控制、關(guān)鍵路徑控制、工程量控制、進(jìn)度接口管理單元控制、設(shè)計(jì)-采購(gòu)-施工-調(diào)試專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)度(Engineering-Procurement-Construction-Startup，EPCS)和系統(tǒng)綜合計(jì)劃所涉及的EPCS集成控制等。

模塊專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃是在原有傳統(tǒng)核電項(xiàng)目進(jìn)度控制體系基礎(chǔ)上，增加了模塊進(jìn)度控制的有關(guān)內(nèi)容，模塊進(jìn)度需與項(xiàng)目的整體進(jìn)度安排相匹配且有機(jī)融合。

2 模塊化技術(shù)概要及對(duì)核電項(xiàng)目前期和進(jìn)度接口影響分析思路

2.1 模塊化技術(shù)概要

模塊是由材料和部件組裝而成的一個(gè)組合件。為便于安裝和土建并行作業(yè)，避免在模塊最終位置的狹窄空間進(jìn)行過(guò)多工作。模塊就位前，在車(chē)間或者拼裝場(chǎng)提前完成相關(guān)的預(yù)制和組裝，這樣可以方便和加速現(xiàn)場(chǎng)的建造。

模塊化技術(shù)依靠超前成熟的設(shè)計(jì)、提前采購(gòu)、發(fā)達(dá)的工廠預(yù)制和設(shè)備制造技術(shù)、先進(jìn)的物流、高效的大件吊裝和先進(jìn)施工技術(shù)，將大量土建、安裝工作前移至模塊預(yù)制廠和模塊拼裝場(chǎng)，將建安和調(diào)試等工序深度交叉，大量開(kāi)展場(chǎng)外和場(chǎng)內(nèi)平行作業(yè)，進(jìn)而達(dá)到大幅縮短現(xiàn)場(chǎng)建造工期的目的。

模塊化技術(shù)示意圖見(jiàn)圖1。

2.2 項(xiàng)目前期和進(jìn)度接口影響的分析思路

對(duì)比傳統(tǒng)施工模式下的核電項(xiàng)目進(jìn)度控制體系，分析模塊化技術(shù)應(yīng)用對(duì)項(xiàng)目前期配套設(shè)施的進(jìn)度影響以及給項(xiàng)目EPC進(jìn)度接口帶來(lái)的變化和影響，對(duì)原有進(jìn)度體系做適應(yīng)性調(diào)整和完善，編制采用模塊化之后的模塊專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃。

圖1 模塊化技術(shù)示意圖

(1)根據(jù)核電項(xiàng)目采用模塊化技術(shù)后的施工關(guān)鍵路徑和施工進(jìn)度，研究分析每個(gè)模塊的現(xiàn)場(chǎng)安裝引入時(shí)間，基于正常合理的周期，在項(xiàng)目建造總進(jìn)度目標(biāo)前提下，研究分析模塊的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、預(yù)制、運(yùn)輸、拼裝和安裝周期及進(jìn)度需求。

(2)依據(jù)需要最早預(yù)制、最早拼裝和最早安裝的模塊，結(jié)合模塊實(shí)施EPC各環(huán)節(jié)總的進(jìn)度安排，綜合分析模塊前期配套設(shè)施的投用進(jìn)度需求。

3 對(duì)項(xiàng)目前期影響

采用模塊化技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是將現(xiàn)場(chǎng)部分工作量前移至模塊預(yù)制廠完成，現(xiàn)場(chǎng)采用模塊拼裝/吊裝的方式施工，因?yàn)椴糠帜K體積和重量較大，需配備相應(yīng)的模塊拼裝和吊裝場(chǎng)地等設(shè)施，同時(shí)還會(huì)增加與模塊預(yù)制廠/拼裝單位/吊裝單位等的工作接口。因此，實(shí)施模塊化須提前開(kāi)展工作策劃和技術(shù)準(zhǔn)備，包括EPCSM各責(zé)任部門(mén)模塊管理工作策劃、潛在模塊預(yù)制廠和供應(yīng)商的培養(yǎng)、外部資源的提前掌控、模塊化實(shí)施技術(shù)準(zhǔn)備以及前期配套設(shè)施的準(zhǔn)備等。

3.1 對(duì)前期配套設(shè)施影響

核電項(xiàng)目采用模塊化技術(shù)需在前期階段考慮相應(yīng)的模塊配套設(shè)施，并提前完成模塊配套設(shè)施的設(shè)計(jì)、采購(gòu)和建造等工作，項(xiàng)目前期和建造階段的模塊進(jìn)度需要相互匹配并有序銜接。與模塊相關(guān)的前期配套設(shè)施及其技術(shù)影響分析見(jiàn)表1。

表1 模塊對(duì)前期配套設(shè)施影響

(續(xù))

3.2 前期配套設(shè)施進(jìn)度影響分析

以最早需要預(yù)制、拼裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊1為例，分析模塊預(yù)制和模塊拼裝進(jìn)度邏輯和時(shí)間安排。

(1)根據(jù)項(xiàng)目整體建造進(jìn)度需求，分析確定模塊1現(xiàn)場(chǎng)就位時(shí)間為第一罐混凝土澆灌日(FCD)+5。

(2)根據(jù)模塊1設(shè)計(jì)信息和復(fù)雜程度，分析確定模塊現(xiàn)場(chǎng)拼裝周期為6個(gè)月，模塊預(yù)制周期為6個(gè)月，就可以向前推算出模塊1預(yù)制開(kāi)始時(shí)間為FCD-7，模塊1拼裝開(kāi)始時(shí)間為FCD-1，拼裝場(chǎng)可用時(shí)間為FCD-1.5。

(3)可以再向前推算出結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制合同簽訂時(shí)間為FCD-17、模塊拼裝場(chǎng)開(kāi)工時(shí)間為FCD-8.5、模塊采購(gòu)技術(shù)文件出版時(shí)間最早為FCD-25。

模塊預(yù)制和拼裝進(jìn)度邏輯圖見(jiàn)圖2。

同樣，考慮最早、最重和尺寸最大的模塊運(yùn)輸、拼裝和吊裝開(kāi)始時(shí)間需求，并考慮運(yùn)輸?shù)缆泛痛a頭的設(shè)計(jì)和建造周期、吊機(jī)的采購(gòu)和制造周期等條件，推算分析出廠外運(yùn)輸?shù)缆?、重件碼頭、碼頭吊機(jī)、廠內(nèi)重件道路、大型吊機(jī)等設(shè)計(jì)、采購(gòu)和建造進(jìn)度需求。

圖2 模塊預(yù)制和拼裝進(jìn)度邏輯圖

4 對(duì)進(jìn)度接口影響

傳統(tǒng)的建造進(jìn)度接口一般遵循設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、調(diào)試按序遞進(jìn)的方式進(jìn)行。采用模塊化后，現(xiàn)場(chǎng)部分工作提前，增加了模塊預(yù)制、拼裝、吊裝等環(huán)節(jié)，改變了以往的現(xiàn)場(chǎng)施工工序，對(duì)設(shè)計(jì)出圖方式和采購(gòu)也提出了新的接口要求。

4.1 核電項(xiàng)目EPCS進(jìn)度接口

各建設(shè)階段涉及的進(jìn)度接口主要包括：

(1)設(shè)計(jì)和采購(gòu)之間的接口。

(2)設(shè)計(jì)和土建施工之間的接口。

(3)設(shè)計(jì)和安裝施工之間的接口。

(4)采購(gòu)和土建、安裝施工之間的接口。

(5)設(shè)計(jì)和調(diào)試之間的接口。

(6)土建和安裝施工之間的接口。

(7)安裝和調(diào)試之間的接口。

(8)調(diào)試和運(yùn)行之間的接口。

核電項(xiàng)目EPCS接口關(guān)系見(jiàn)圖3

圖3 EPCS接口關(guān)系圖

根據(jù)圖3，設(shè)計(jì)部門(mén)(E)出版“技術(shù)規(guī)格書(shū)”，提供給采購(gòu)部門(mén)(P)用于采購(gòu)設(shè)備/材料；采購(gòu)部門(mén)開(kāi)展設(shè)備/材料采購(gòu)，設(shè)備供應(yīng)商根據(jù)設(shè)計(jì)需求向設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行“設(shè)備提資”；設(shè)計(jì)和采購(gòu)部門(mén)分別向施工部門(mén)(C)提供土建和安裝“施工文件”和“設(shè)備/材料”用于現(xiàn)場(chǎng)施工；施工部門(mén)的土建專(zhuān)業(yè)向安裝專(zhuān)業(yè)進(jìn)行“房間移交”；施工部門(mén)完成系統(tǒng)安裝后向調(diào)試部門(mén)(S)進(jìn)行“系統(tǒng)移交”；調(diào)試部門(mén)完成系統(tǒng)調(diào)試后向生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行“交接試運(yùn)行”移交。

4.2 對(duì)進(jìn)度接口影響分析

(1)對(duì)E/C進(jìn)度接口影響分析。

采用模塊，E/C進(jìn)度接口變化主要體現(xiàn)在接口點(diǎn)的改變，以及相應(yīng)的出圖方式改變。例如：傳統(tǒng)施工方式下，現(xiàn)場(chǎng)土建施工進(jìn)度按該結(jié)構(gòu)混凝土施工起始點(diǎn)進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)院根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎和支模澆筑混凝土施工進(jìn)度要求，提供相應(yīng)的模板圖和配筋圖。

模塊化后，由于工序改變，該結(jié)構(gòu)施工的進(jìn)度控制點(diǎn)改為模塊預(yù)制、模塊拼裝及模塊吊裝安裝，相應(yīng)地設(shè)計(jì)院出圖方式也改為出版對(duì)應(yīng)的模塊預(yù)制圖、拼裝圖和吊裝安裝施工圖。

(2)對(duì)E/P進(jìn)度接口影響分析。

采用模塊，相比傳統(tǒng)施工需增加模塊預(yù)制、拼裝和吊裝安裝合同，并要求設(shè)計(jì)院出版相應(yīng)的模塊相關(guān)“合同采購(gòu)技術(shù)文件”，根據(jù)管理需要，這些合同可以單獨(dú)發(fā)包采購(gòu)，也可以放入土建施工主合同范圍。

(3)對(duì)P/C進(jìn)度接口影響分析。

采用模塊，相比傳統(tǒng)施工將部分現(xiàn)場(chǎng)土建或安裝工作量前移至模塊預(yù)制廠和拼裝場(chǎng)。由于新增了模塊預(yù)制、拼裝、安裝合同商，增加了進(jìn)度管理接口，對(duì)進(jìn)度精細(xì)化管理也提出了更高要求。

5 編制模塊專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃關(guān)注的問(wèn)題

模塊專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃貫穿項(xiàng)目前期和建造階段，涉及EPCS各責(zé)任部門(mén)內(nèi)容，編制過(guò)程中需重點(diǎn)關(guān)注以下問(wèn)題：

(1)明確計(jì)劃編制的目的、項(xiàng)目實(shí)施前提條件、模塊實(shí)施范圍。

(2)明確計(jì)劃的編制依據(jù)和參考文件。

(3)模塊專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃需要與整個(gè)項(xiàng)目本身前期和建造階段的各級(jí)進(jìn)度相互匹配，有機(jī)融合。

(4)模塊專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃編制前需先行編制模塊進(jìn)度接口清單，以保證EPCS各責(zé)任部門(mén)工作接口清晰、進(jìn)度匹配，易于聯(lián)動(dòng)分析。

(5)在傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理進(jìn)度體系基礎(chǔ)上，建立更為完善的模塊化進(jìn)度管理體系，在進(jìn)度管理程序中體現(xiàn)模塊進(jìn)度有關(guān)規(guī)定和內(nèi)容。

6 結(jié)語(yǔ)

模塊化先進(jìn)的設(shè)計(jì)和施工理念，代表了先進(jìn)建造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，但在AP1000首堆建設(shè)過(guò)程中也出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)模塊變形、機(jī)械模塊交貨延誤、項(xiàng)目整體進(jìn)度延誤等問(wèn)題。隨著AP1000及其他堆型核電項(xiàng)目模塊化建造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累、核電項(xiàng)目管理精益化程度的不斷提高、三代核電設(shè)計(jì)和建造技術(shù)的不斷成熟，在核電項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化、批量化建造的基礎(chǔ)上，模塊化建造技術(shù)必將展現(xiàn)出縮短工期、降低造價(jià)、提高質(zhì)量等方面的優(yōu)勢(shì)，循序漸進(jìn)地達(dá)到大幅縮短現(xiàn)場(chǎng)建造工期的目的。