核电站大件吊装工程施工安全管理

徐 晖

（中核核电运行管理有限公司）

一、引言

考虑到吊装作业的特殊性和核电设备（特别是大件设备）的唯一性，在核电大件吊装过程中不允许有任何的失误，对一次吊装的成功率要求是100%，否则将对施工安全、工程进度等造成严重的损失。目前核电站大件设备吊装一般都采用大型履带吊车、全路面液压吊车、液压提升机构等先进的吊装设备以及标准化和工厂化的吊装机索具，多工种交叉作业，施工难度大，危险性大，需要通过成熟可靠的吊装技术支持、安全管理来保证大型设备吊装工作的安全，任何一个环节的疏忽都将导致恶性事故发生。随着核电不断深入发展，大件设备的单件重量、尺寸不断增加，导致吊装难度大、施工风险高，因此确保大件设备吊装工程的安全生产，已经成为核电建设施工面临的一个新课题。

二、大件设备吊装工程特点

（一）工程概况

根据功能将核电站大致分为3个部分，即核岛部分、常规岛部分和辅助配套厂房部分，而大件吊装活动主要发生在核岛和常规岛部分。其中核岛大件设备主要包括安全壳穹顶、环形桥式起重机、反应堆压力容器、蒸汽发生器等；常规岛大件设备主要包括汽机房桥式起重机、汽轮发电机模块、除氧器、凝汽器、汽水分离再热器等。

方家山核电工程是两台百万千瓦级三环路压水堆核电机组，建造期间大件吊装任务主要包括以下两种：需吊装的设备重量重、体积大，如反应堆厂房穹顶、龙门架380吨吊车、主变、厂变等；需吊装的设备距离安装位置跨度较大，现场塔吊布置不能满足吊装要求，如常规岛的屋顶风机、泵房的行车梁、烟囱等。

（二）工程特点

为满足方家山核电工程的厂房建造和大件吊装，在土建施工中布置了13台塔式起重机，起重能力在100—210t·m之间；针对大件吊装要求，工程建造场地布置了1台SCC10000型1000t履带起重机和1台LR1400型400t履带起重机，大件运输码头安装有1台400t桅杆起重机，用于大件卸船以及间或进场用于定子吊装的GYT-200C型钢索式液压提升装置。方家山核电工程大件设备吊装工程呈现以下特点：（1）通常采用单台或几台吊车联合提升抬吊法，吊装工艺技术越来越成熟；（2）吊车普遍采用重型吊车和大型液压提升设备，起吊能力大幅提高；（3）吊具设计和制造走向专业化，安全性能有保障；（4）采用计算机软件设计、计算、绘图，可靠性增强；（5）方案编制工作规范化，方案校对审核制度化；（6）标准行业规范和标准及时修订，对吊装技术发展起到指导和推动作用；（7）管理工程项目统筹规划，对大型结构物吊装进行一体化管理，加强吊装时间点的把握和吊装过程的控制，减少并控制项目建设总投资。

三、大件设备吊装施工安全管理

鉴于核电站大件吊装工程的安全性、重要性和复杂性，在大件设备吊装施工中，吊装作业涉及面广，包括高空立体和低空立体作业。其施工环境复杂，危险性较大，稍有不慎就会发生安全事故，因此，要做好人、机、料、法、环等环节的安全管理工作。

（一）人的安全管理

人是安全生产的主体，是安全管理工作的核心要素。吊装作业现场的工作人员包括管理人员、吊车司机、司索工、提料员等。

（1）坚持作业人员持证上岗。

（2）作业人员严格按规程操作。

（3）培养现场管理人员责任心。

（二）吊装设备（机）的安全管理

（1）选择适宜的吊装设备。

（2）做好吊装设备的维护保养工作。

（3）做好吊装前的安全检查工作。

（三）吊装的安全技术管理

（1）施工前实测吊装机具、构件吊重、吊装半径、现场位置等参数编制施工方案，明确吊装工程安全技术重点和保证安全的技术措施。

（2）重点审核吊装工程的技术可靠性以及审查吊车选型、吊车站位、地基处理等吊装工程的技术措施。

（3）同时还要重点审核吊装方案中的组织措施、吊装平面布置（吊车位置、设备构件的摆放位置）、吊车的组装和拆除等内容。

（四）吊装现场准备工作安全管理

（1）做好吊装作业的风险识别与消除工作。管理人员需要对吊装作业过程进行危险辨识，制定可靠的消除措施，确保大型设备吊装安装工作的安全。

（2）对吊装场地实施三通一平，设备的场内运输、吊装路线、吊车位置及地基处理等对照施工方案进行安全检查确认，确保其满足方案要求。

（3）吊装所用工器具齐全并就位，吊车、卷扬机等特殊设备应有相应的检验记录，其技术性能符合安全质量要求，必要时应要求施工方出示安全部门的检测认定书，尤其在吊装过程中使用的1000t、400t吊车等大型机具。在吊装前起重设备应进行试运转；重要构件吊装前应进行试吊。

（4）检查控制设备构件吊装的作业半径、吊车站位等平面布置参数，保证同施工方案一致。牵涉到多台设备构件的吊装还应考虑到设备的吊装顺序。

（5）施工作业区应设置安全警示标志，作业区与安全区区分明显；检查吊装环境（天气、风力等情况），满足作业要求。

（6）吊装前安排专职安全人员及方案编制人员对参与吊装的所有人员进行安全技术教育和安全技术交底，并签字确认。

（五）吊装过程安全控制

（1）检查作业、指挥、技术人员到位情况及其分工。

（2）试吊中仔细检查确认设备构件，在试吊各项条件经确认具备吊装后方可正式吊装。

（3）设备吊装过程中，管理、指挥、作业各类人员应遵守各自职责，紧密配合，严格执行操作规程，安全员全过程旁站管理。

（4）牵涉到两台或多台吊车联合作业时，主吊吊车起升和溜尾速度应督促施工方设专人指挥协调。

（六）吊装退场的安全管理

设备或构件吊装完成后，重点加强吊装机具的退场管理。对塔吊、桅杆起重机等组装式的吊装设备应现场督促有资格的施工人员进行拆除，并及时组织吊装机具安全退场。

四、经验反馈

大件吊装工程在核电站的建造过程中起着举足轻重的作用，它的安全与否直接关系到对整个项目的建造进度和成本控制。在方家山核电工程建造期间，1、2号机组所有大件吊装工作均顺利完成，期间未发生施工安全事故或事件，为我国的核电工程建设积累了丰富的大件吊装施工安全管理经验。结合工程实践经验，本文就如何做好核电站施工安全管理工作提出以下几点经验和体会：

（一）在大件设备吊装过程中，起重机械的选择应有足够的裕度

一般最大负荷率应不超过85%，双机抬吊各起重机最大负荷率不超过80%为宜（这对于动臂式起重机尤为重要）。而且对于使用双机抬吊要特别注意观察各机负荷率，控制速度，使其在作业过程中负荷始终处于安全状态。如：在吊装汽水分离再热器时，2台起重机负荷率分配已经较高，在行走过程中各起重机速度是很难控制相同的，若某台起重机稍稍快一点就会造成载荷急剧上升，甚至过载，所以各机构运行不宜快，还要注意观察随时调整。

（二）重视地基处理

对于履带起重机、汽车起重机等移动起重机的站位区域的地面承载度均需特别注意。在核电厂建造中，一般大件设备的吊装区域往往空间都比较有限，这就要求在制定前期方案时，应考虑细致周密，要进行充分的模拟和计算，还要加强吊装过程中的监护。同时由于站位点地基处理费时费工，建议考虑加工一套专供大吊车使用的环形路基箱，减少地基处理工作量。

例如，在发电机定子吊装时，采用GYT-200C型门架及液压提升装置进行吊装，这就要求门架柱脚地基需满足20t/m2的承载力。考虑到此区域为开挖区域，恐地面承载强度不够，因而在回填完成后，对每个框架柱脚基础点做了300t的承压检验，以确保地面承载力达到要求。

在反应堆穹顶吊装期间，吊机站位点地基承载力要求达到30t/m2，根据前期大吊车站位点试验过程中标记的站位点位置现场实际放样出大吊车站位点17m×19m的区域。按照现场实际放样大吊车站位点位置进行负挖后对地基进行压实处理。

（三）合理规划吊装场地和吊机行进道路

吊机行走道路和吊装站位点尽可能避开管廊等地下设施，降低对地下设施的保护措施费用；尽可能一个站位点满足一定范围内多台设备的吊装要求，以降低对吊装站位点的地基处理费用；吊机行走道路应满足履带吊到达核岛和常规岛所有设备吊装站位点，并能快速从吊装位置撤离，为后续施工创造场地条件。

例如，在核岛和常规岛周围划出20米宽的场地作为大型吊机行走道路和现场施工的交通通道，对作为交通道路的场地进行平整、回填区域进行分层碾压，与道路垂直交叉的大型管廊内侧进行必要的支撑加固，使整个道路满足20t/m2的承载要求；在核岛和常规岛周边定出10个吊装站位点用于核岛常规岛所有大件吊装的吊机站位场地。

履带吊机进出场需要占用较大的场地进行组装和拆卸，并且场地必须平整、压实，无空中障碍，场地面积约150m×20m，现场需根据吊机的组装工期（一般需时2—7天）来组织场地清理。根据大件吊装场地道路规划，可选择现场起重机行走道路作为组装拆卸场地。

（四）合理选择吊装方式

设备吊装方案的确定应综合考虑现场各种因素进行选择，一般采用塔吊吊装和大型履带式吊车吊装两种方式，考虑到两种吊装方式的吊装成本，对于塔吊可吊的设备应优先考虑使用塔吊。塔吊吊装方式主要考虑设备的重量和吊装半径，对于吊装半径需结合设备基础中心坐标和现场塔吊中心坐标进行核算，只有吊装半径小于塔吊臂长且在吊装位置塔吊吊装重量大于设备重量的情况才可使用塔吊进行吊装。对于设备重量的问题，除设备本身重量之外，还需考虑吊装索具和吊钩及专用吊具（如有）的重量。

塔吊吊装方式具体又可分为塔吊单体吊装和塔吊联合吊装。塔吊单体吊装是指现场只用一台塔吊即可将设备直接吊装就位的吊装方式，塔吊联合吊装是指二台或二台以上塔吊通过设备转运平台，以接力的形式将设备吊装就位。此方法适用于现场设备运输路径困难复杂的情况，通过两台塔吊相互配合方式可以避开单台塔吊臂长和性能的瓶颈，将单台塔吊无法完成的工作得以实现。

（五）加强新工法、新技术、新设备首次使用的安全管理

吊装新工艺充分利用现代化机械，能够大幅降低劳动强度，有效提高作业效率。但首次采用新的吊装工艺对施工技术的可靠性提出了更高的要求，因此在施工前必须进行详细的安全稳定性核算，并现场进行模拟试验，并针对施工过程中存在的一系列安全问题制定相应的应急预案。

例如，方家山核电工程汽轮机厂房降标高设计，使凝汽器主要模块的吊装方式不同于以往。在凝汽器吊装时，摒弃了以前常规的通过制作拖运轨道来进行凝汽器就位的方案，改用多台不同类型的起重机，不断地变换吊装吊点，来完成设备的吊装就位。最终通过设计制作了专用的吊装扁担，使用4台吊车协调作业并进行7次空中换钩和2次悬挂临抛，完成凝汽器模块的吊装就位。

（六）重视施工过程中的安全管理

使用大型履带式吊车吊装前，一定要根据吊车的载荷特性性能表现和现场情况确定大吊车站位，还要注意吊车的吊臂在空中回转时是否被土建塔吊挡碍，必要时需土建单位的塔吊配合转动，大吊车工作时，附近塔吊一般应暂停作业。吊装施工现场的杂物和障碍物需清理，确保起重机回转区域没有障碍物。起吊前应检查起重设备及其安全装置；重物吊离地面约10cm时应暂停起吊并进行全面检查，确认良好后方可正式起吊。

五、结束语

成功的工程实践证明，通过方家山核电工程各参建单位的不懈努力，在坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针下，方家山核电站建设期间实行风险预控管理、过程管理、闭环管理的有机统一，其大件吊装工程的安全管理措施是有效的，确保了整个项目的施工活动安全、保质、高效地展开。随着我国核电建设的不断深入，AP1000、高温气冷堆以及快中子增殖堆等新型反应堆，都将是高度集成化的模块式建设，其大型设备组件的单件重量、吊装的难度将超过现有的压水堆核电站技术，将是核电建设者要面临的重要课题。本文在此对成熟的施工安全管理经验进行总结和阐述，给后续核电项目大件吊装工程的施工管理水平提升提供了积极的借鉴意义。