核電站大件吊裝工程施工安全管理

徐 暉

（中核核電運行管理有限公司）

一、引言

考慮到吊裝作業的特殊性和核電設備（特別是大件設備）的唯一性，在核電大件吊裝過程中不允許有任何的失誤，對一次吊裝的成功率要求是100%，否則將對施工安全、工程進度等造成嚴重的損失。目前核電站大件設備吊裝一般都采用大型履帶吊車、全路面液壓吊車、液壓提升機構等先進的吊裝設備以及標準化和工廠化的吊裝機索具，多工種交叉作業，施工難度大，危險性大，需要通過成熟可靠的吊裝技術支持、安全管理來保證大型設備吊裝工作的安全，任何一個環節的疏忽都將導致惡性事故發生。隨著核電不斷深入發展，大件設備的單件重量、尺寸不斷增加，導致吊裝難度大、施工風險高，因此確保大件設備吊裝工程的安全生產，已經成為核電建設施工面臨的一個新課題。

二、大件設備吊裝工程特點

（一）工程概況

根據功能將核電站大致分為3個部分，即核島部分、常規島部分和輔助配套廠房部分，而大件吊裝活動主要發生在核島和常規島部分。其中核島大件設備主要包括安全殼穹頂、環形橋式起重機、反應堆壓力容器、蒸汽發生器等；常規島大件設備主要包括汽機房橋式起重機、汽輪發電機模塊、除氧器、凝汽器、汽水分離再熱器等。

方家山核電工程是兩臺百萬千瓦級三環路壓水堆核電機組，建造期間大件吊裝任務主要包括以下兩種：需吊裝的設備重量重、體積大，如反應堆廠房穹頂、龍門架380噸吊車、主變、廠變等；需吊裝的設備距離安裝位置跨度較大，現場塔吊布置不能滿足吊裝要求，如常規島的屋頂風機、泵房的行車梁、煙囪等。

（二）工程特點

為滿足方家山核電工程的廠房建造和大件吊裝，在土建施工中布置了13臺塔式起重機，起重能力在100—210t·m之間；針對大件吊裝要求，工程建造場地布置了1臺SCC10000型1000t履帶起重機和1臺LR1400型400t履帶起重機，大件運輸碼頭安裝有1臺400t桅桿起重機，用于大件卸船以及間或進場用于定子吊裝的GYT-200C型鋼索式液壓提升裝置。方家山核電工程大件設備吊裝工程呈現以下特點：（1）通常采用單臺或幾臺吊車聯合提升抬吊法，吊裝工藝技術越來越成熟；（2）吊車普遍采用重型吊車和大型液壓提升設備，起吊能力大幅提高；（3）吊具設計和制造走向專業化，安全性能有保障；（4）采用計算機軟件設計、計算、繪圖，可靠性增強；（5）方案編制工作規范化，方案校對審核制度化；（6）標準行業規范和標準及時修訂，對吊裝技術發展起到指導和推動作用；（7）管理工程項目統籌規劃，對大型結構物吊裝進行一體化管理，加強吊裝時間點的把握和吊裝過程的控制，減少并控制項目建設總投資。

三、大件設備吊裝施工安全管理

鑒于核電站大件吊裝工程的安全性、重要性和復雜性，在大件設備吊裝施工中，吊裝作業涉及面廣，包括高空立體和低空立體作業。其施工環境復雜，危險性較大，稍有不慎就會發生安全事故，因此，要做好人、機、料、法、環等環節的安全管理工作。

（一）人的安全管理

人是安全生產的主體，是安全管理工作的核心要素。吊裝作業現場的工作人員包括管理人員、吊車司機、司索工、提料員等。

（1）堅持作業人員持證上崗。

（2）作業人員嚴格按規程操作。

（3）培養現場管理人員責任心。

（二）吊裝設備（機）的安全管理

（1）選擇適宜的吊裝設備。

（2）做好吊裝設備的維護保養工作。

（3）做好吊裝前的安全檢查工作。

（三）吊裝的安全技術管理

（1）施工前實測吊裝機具、構件吊重、吊裝半徑、現場位置等參數編制施工方案，明確吊裝工程安全技術重點和保證安全的技術措施。

（2）重點審核吊裝工程的技術可靠性以及審查吊車選型、吊車站位、地基處理等吊裝工程的技術措施。

（3）同時還要重點審核吊裝方案中的組織措施、吊裝平面布置（吊車位置、設備構件的擺放位置）、吊車的組裝和拆除等內容。

（四）吊裝現場準備工作安全管理

（1）做好吊裝作業的風險識別與消除工作。管理人員需要對吊裝作業過程進行危險辨識，制定可靠的消除措施，確保大型設備吊裝安裝工作的安全。

（2）對吊裝場地實施三通一平，設備的場內運輸、吊裝路線、吊車位置及地基處理等對照施工方案進行安全檢查確認，確保其滿足方案要求。

（3）吊裝所用工器具齊全并就位，吊車、卷揚機等特殊設備應有相應的檢驗記錄，其技術性能符合安全質量要求，必要時應要求施工方出示安全部門的檢測認定書，尤其在吊裝過程中使用的1000t、400t吊車等大型機具。在吊裝前起重設備應進行試運轉；重要構件吊裝前應進行試吊。

（4）檢查控制設備構件吊裝的作業半徑、吊車站位等平面布置參數，保證同施工方案一致。牽涉到多臺設備構件的吊裝還應考慮到設備的吊裝順序。

（5）施工作業區應設置安全警示標志，作業區與安全區區分明顯；檢查吊裝環境（天氣、風力等情況），滿足作業要求。

（6）吊裝前安排專職安全人員及方案編制人員對參與吊裝的所有人員進行安全技術教育和安全技術交底，并簽字確認。

（五）吊裝過程安全控制

（1）檢查作業、指揮、技術人員到位情況及其分工。

（2）試吊中仔細檢查確認設備構件，在試吊各項條件經確認具備吊裝后方可正式吊裝。

（3）設備吊裝過程中，管理、指揮、作業各類人員應遵守各自職責，緊密配合，嚴格執行操作規程，安全員全過程旁站管理。

（4）牽涉到兩臺或多臺吊車聯合作業時，主吊吊車起升和溜尾速度應督促施工方設專人指揮協調。

（六）吊裝退場的安全管理

設備或構件吊裝完成后，重點加強吊裝機具的退場管理。對塔吊、桅桿起重機等組裝式的吊裝設備應現場督促有資格的施工人員進行拆除，并及時組織吊裝機具安全退場。

四、經驗反饋

大件吊裝工程在核電站的建造過程中起著舉足輕重的作用，它的安全與否直接關系到對整個項目的建造進度和成本控制。在方家山核電工程建造期間，1、2號機組所有大件吊裝工作均順利完成，期間未發生施工安全事故或事件，為我國的核電工程建設積累了豐富的大件吊裝施工安全管理經驗。結合工程實踐經驗，本文就如何做好核電站施工安全管理工作提出以下幾點經驗和體會：

（一）在大件設備吊裝過程中，起重機械的選擇應有足夠的裕度

一般最大負荷率應不超過85%，雙機抬吊各起重機最大負荷率不超過80%為宜（這對于動臂式起重機尤為重要）。而且對于使用雙機抬吊要特別注意觀察各機負荷率，控制速度，使其在作業過程中負荷始終處于安全狀態。如：在吊裝汽水分離再熱器時，2臺起重機負荷率分配已經較高，在行走過程中各起重機速度是很難控制相同的，若某臺起重機稍稍快一點就會造成載荷急劇上升，甚至過載，所以各機構運行不宜快，還要注意觀察隨時調整。

（二）重視地基處理

對于履帶起重機、汽車起重機等移動起重機的站位區域的地面承載度均需特別注意。在核電廠建造中，一般大件設備的吊裝區域往往空間都比較有限，這就要求在制定前期方案時，應考慮細致周密，要進行充分的模擬和計算，還要加強吊裝過程中的監護。同時由于站位點地基處理費時費工，建議考慮加工一套專供大吊車使用的環形路基箱，減少地基處理工作量。

例如，在發電機定子吊裝時，采用GYT-200C型門架及液壓提升裝置進行吊裝，這就要求門架柱腳地基需滿足20t/m2的承載力?？紤]到此區域為開挖區域，恐地面承載強度不夠，因而在回填完成后，對每個框架柱腳基礎點做了300t的承壓檢驗，以確保地面承載力達到要求。

在反應堆穹頂吊裝期間，吊機站位點地基承載力要求達到30t/m2，根據前期大吊車站位點試驗過程中標記的站位點位置現場實際放樣出大吊車站位點17m×19m的區域。按照現場實際放樣大吊車站位點位置進行負挖后對地基進行壓實處理。

（三）合理規劃吊裝場地和吊機行進道路

吊機行走道路和吊裝站位點盡可能避開管廊等地下設施，降低對地下設施的保護措施費用；盡可能一個站位點滿足一定范圍內多臺設備的吊裝要求，以降低對吊裝站位點的地基處理費用；吊機行走道路應滿足履帶吊到達核島和常規島所有設備吊裝站位點，并能快速從吊裝位置撤離，為后續施工創造場地條件。

例如，在核島和常規島周圍劃出20米寬的場地作為大型吊機行走道路和現場施工的交通通道，對作為交通道路的場地進行平整、回填區域進行分層碾壓，與道路垂直交叉的大型管廊內側進行必要的支撐加固，使整個道路滿足20t/m2的承載要求；在核島和常規島周邊定出10個吊裝站位點用于核島常規島所有大件吊裝的吊機站位場地。

履帶吊機進出場需要占用較大的場地進行組裝和拆卸，并且場地必須平整、壓實，無空中障礙，場地面積約150m×20m，現場需根據吊機的組裝工期（一般需時2—7天）來組織場地清理。根據大件吊裝場地道路規劃，可選擇現場起重機行走道路作為組裝拆卸場地。

（四）合理選擇吊裝方式

設備吊裝方案的確定應綜合考慮現場各種因素進行選擇，一般采用塔吊吊裝和大型履帶式吊車吊裝兩種方式，考慮到兩種吊裝方式的吊裝成本，對于塔吊可吊的設備應優先考慮使用塔吊。塔吊吊裝方式主要考慮設備的重量和吊裝半徑，對于吊裝半徑需結合設備基礎中心坐標和現場塔吊中心坐標進行核算，只有吊裝半徑小于塔吊臂長且在吊裝位置塔吊吊裝重量大于設備重量的情況才可使用塔吊進行吊裝。對于設備重量的問題，除設備本身重量之外，還需考慮吊裝索具和吊鉤及專用吊具（如有）的重量。

塔吊吊裝方式具體又可分為塔吊單體吊裝和塔吊聯合吊裝。塔吊單體吊裝是指現場只用一臺塔吊即可將設備直接吊裝就位的吊裝方式，塔吊聯合吊裝是指二臺或二臺以上塔吊通過設備轉運平臺，以接力的形式將設備吊裝就位。此方法適用于現場設備運輸路徑困難復雜的情況，通過兩臺塔吊相互配合方式可以避開單臺塔吊臂長和性能的瓶頸，將單臺塔吊無法完成的工作得以實現。

（五）加強新工法、新技術、新設備首次使用的安全管理

吊裝新工藝充分利用現代化機械，能夠大幅降低勞動強度，有效提高作業效率。但首次采用新的吊裝工藝對施工技術的可靠性提出了更高的要求，因此在施工前必須進行詳細的安全穩定性核算，并現場進行模擬試驗，并針對施工過程中存在的一系列安全問題制定相應的應急預案。

例如，方家山核電工程汽輪機廠房降標高設計，使凝汽器主要模塊的吊裝方式不同于以往。在凝汽器吊裝時，摒棄了以前常規的通過制作拖運軌道來進行凝汽器就位的方案，改用多臺不同類型的起重機，不斷地變換吊裝吊點，來完成設備的吊裝就位。最終通過設計制作了專用的吊裝扁擔，使用4臺吊車協調作業并進行7次空中換鉤和2次懸掛臨拋，完成凝汽器模塊的吊裝就位。

（六）重視施工過程中的安全管理

使用大型履帶式吊車吊裝前，一定要根據吊車的載荷特性性能表現和現場情況確定大吊車站位，還要注意吊車的吊臂在空中回轉時是否被土建塔吊擋礙，必要時需土建單位的塔吊配合轉動，大吊車工作時，附近塔吊一般應暫停作業。吊裝施工現場的雜物和障礙物需清理，確保起重機回轉區域沒有障礙物。起吊前應檢查起重設備及其安全裝置；重物吊離地面約10cm時應暫停起吊并進行全面檢查，確認良好后方可正式起吊。

五、結束語

成功的工程實踐證明，通過方家山核電工程各參建單位的不懈努力，在堅持“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針下，方家山核電站建設期間實行風險預控管理、過程管理、閉環管理的有機統一，其大件吊裝工程的安全管理措施是有效的，確保了整個項目的施工活動安全、保質、高效地展開。隨著我國核電建設的不斷深入，AP1000、高溫氣冷堆以及快中子增殖堆等新型反應堆，都將是高度集成化的模塊式建設，其大型設備組件的單件重量、吊裝的難度將超過現有的壓水堆核電站技術，將是核電建設者要面臨的重要課題。本文在此對成熟的施工安全管理經驗進行總結和闡述，給后續核電項目大件吊裝工程的施工管理水平提升提供了積極的借鑒意義。