模块化技术应用对核电项目前期及进度接口影响分析

康淑敏 罗璋 王启宁 凌峥

(中广核工程有限公司，广东 深圳 518124)

0 引言

模块化技术已广泛成熟地应用于船舶、化工、民用建筑等领域，并取得了良好的社会效益和经济效益。目前，第三代、第四代商用核电项目建设中采用模块化设计和施工理念，代表了先进建造技术的发展趋势。为确保模块化技术的成功应用，达到大幅缩短现场建造工期的目的，需要依靠超前成熟的设计和采购，并需要发达的设备制造、工厂预制、物流和大件吊装等先进施工技术。同时它们也对核电项目前期和设计-采购-施工(EPC)各阶段工作逻辑和进度接口产生了一系列影响。因此，需要深入研究和分析模块化技术带来的进度影响、重新架构和编制模块专项进度计划、不断提高进度管控和项目精细化管理水平。

1 传统核电项目进度控制体系

核电项目进度控制体系主要有三方面内容：进度目标，管理制度和组织机构。

进度控制方法主要有：里程碑点控制、关键路径控制、工程量控制、进度接口管理单元控制、设计-采购-施工-调试专项进度(Engineering-Procurement-Construction-Startup，EPCS)和系统综合计划所涉及的EPCS集成控制等。

模块专项进度计划是在原有传统核电项目进度控制体系基础上，增加了模块进度控制的有关内容，模块进度需与项目的整体进度安排相匹配且有机融合。

2 模块化技术概要及对核电项目前期和进度接口影响分析思路

2.1 模块化技术概要

模块是由材料和部件组装而成的一个组合件。为便于安装和土建并行作业，避免在模块最终位置的狭窄空间进行过多工作。模块就位前，在车间或者拼装场提前完成相关的预制和组装，这样可以方便和加速现场的建造。

模块化技术依靠超前成熟的设计、提前采购、发达的工厂预制和设备制造技术、先进的物流、高效的大件吊装和先进施工技术，将大量土建、安装工作前移至模块预制厂和模块拼装场，将建安和调试等工序深度交叉，大量开展场外和场内平行作业，进而达到大幅缩短现场建造工期的目的。

模块化技术示意图见图1。

2.2 项目前期和进度接口影响的分析思路

对比传统施工模式下的核电项目进度控制体系，分析模块化技术应用对项目前期配套设施的进度影响以及给项目EPC进度接口带来的变化和影响，对原有进度体系做适应性调整和完善，编制采用模块化之后的模块专项进度计划。

图1 模块化技术示意图

(1)根据核电项目采用模块化技术后的施工关键路径和施工进度，研究分析每个模块的现场安装引入时间，基于正常合理的周期，在项目建造总进度目标前提下，研究分析模块的设计、采购、预制、运输、拼装和安装周期及进度需求。

(2)依据需要最早预制、最早拼装和最早安装的模块，结合模块实施EPC各环节总的进度安排，综合分析模块前期配套设施的投用进度需求。

3 对项目前期影响

采用模块化技术，实质上是将现场部分工作量前移至模块预制厂完成，现场采用模块拼装/吊装的方式施工，因为部分模块体积和重量较大，需配备相应的模块拼装和吊装场地等设施，同时还会增加与模块预制厂/拼装单位/吊装单位等的工作接口。因此，实施模块化须提前开展工作策划和技术准备，包括EPCSM各责任部门模块管理工作策划、潜在模块预制厂和供应商的培养、外部资源的提前掌控、模块化实施技术准备以及前期配套设施的准备等。

3.1 对前期配套设施影响

核电项目采用模块化技术需在前期阶段考虑相应的模块配套设施，并提前完成模块配套设施的设计、采购和建造等工作，项目前期和建造阶段的模块进度需要相互匹配并有序衔接。与模块相关的前期配套设施及其技术影响分析见表1。

表1 模块对前期配套设施影响

(续)

3.2 前期配套设施进度影响分析

以最早需要预制、拼装的内部结构模块1为例，分析模块预制和模块拼装进度逻辑和时间安排。

(1)根据项目整体建造进度需求，分析确定模块1现场就位时间为第一罐混凝土浇灌日(FCD)+5。

(2)根据模块1设计信息和复杂程度，分析确定模块现场拼装周期为6个月，模块预制周期为6个月，就可以向前推算出模块1预制开始时间为FCD-7，模块1拼装开始时间为FCD-1，拼装场可用时间为FCD-1.5。

(3)可以再向前推算出结构模块预制合同签订时间为FCD-17、模块拼装场开工时间为FCD-8.5、模块采购技术文件出版时间最早为FCD-25。

模块预制和拼装进度逻辑图见图2。

同样，考虑最早、最重和尺寸最大的模块运输、拼装和吊装开始时间需求，并考虑运输道路和码头的设计和建造周期、吊机的采购和制造周期等条件，推算分析出厂外运输道路、重件码头、码头吊机、厂内重件道路、大型吊机等设计、采购和建造进度需求。

图2 模块预制和拼装进度逻辑图

4 对进度接口影响

传统的建造进度接口一般遵循设计、采购、施工、调试按序递进的方式进行。采用模块化后，现场部分工作提前，增加了模块预制、拼装、吊装等环节，改变了以往的现场施工工序，对设计出图方式和采购也提出了新的接口要求。

4.1 核电项目EPCS进度接口

各建设阶段涉及的进度接口主要包括：

(1)设计和采购之间的接口。

(2)设计和土建施工之间的接口。

(3)设计和安装施工之间的接口。

(4)采购和土建、安装施工之间的接口。

(5)设计和调试之间的接口。

(6)土建和安装施工之间的接口。

(7)安装和调试之间的接口。

(8)调试和运行之间的接口。

核电项目EPCS接口关系见图3

图3 EPCS接口关系图

根据图3，设计部门(E)出版“技术规格书”，提供给采购部门(P)用于采购设备/材料；采购部门开展设备/材料采购，设备供应商根据设计需求向设计部门进行“设备提资”；设计和采购部门分别向施工部门(C)提供土建和安装“施工文件”和“设备/材料”用于现场施工；施工部门的土建专业向安装专业进行“房间移交”；施工部门完成系统安装后向调试部门(S)进行“系统移交”；调试部门完成系统调试后向生产运营进行“交接试运行”移交。

4.2 对进度接口影响分析

(1)对E/C进度接口影响分析。

采用模块，E/C进度接口变化主要体现在接口点的改变，以及相应的出图方式改变。例如：传统施工方式下，现场土建施工进度按该结构混凝土施工起始点进行控制，设计院根据现场钢筋绑扎和支模浇筑混凝土施工进度要求，提供相应的模板图和配筋图。

模块化后，由于工序改变，该结构施工的进度控制点改为模块预制、模块拼装及模块吊装安装，相应地设计院出图方式也改为出版对应的模块预制图、拼装图和吊装安装施工图。

(2)对E/P进度接口影响分析。

采用模块，相比传统施工需增加模块预制、拼装和吊装安装合同，并要求设计院出版相应的模块相关“合同采购技术文件”，根据管理需要，这些合同可以单独发包采购，也可以放入土建施工主合同范围。

(3)对P/C进度接口影响分析。

采用模块，相比传统施工将部分现场土建或安装工作量前移至模块预制厂和拼装场。由于新增了模块预制、拼装、安装合同商，增加了进度管理接口，对进度精细化管理也提出了更高要求。

5 编制模块专项进度计划关注的问题

模块专项进度计划贯穿项目前期和建造阶段，涉及EPCS各责任部门内容，编制过程中需重点关注以下问题：

(1)明确计划编制的目的、项目实施前提条件、模块实施范围。

(2)明确计划的编制依据和参考文件。

(3)模块专项进度计划需要与整个项目本身前期和建造阶段的各级进度相互匹配，有机融合。

(4)模块专项进度计划编制前需先行编制模块进度接口清单，以保证EPCS各责任部门工作接口清晰、进度匹配，易于联动分析。

(5)在传统的项目管理进度体系基础上，建立更为完善的模块化进度管理体系，在进度管理程序中体现模块进度有关规定和内容。

6 结语

模块化先进的设计和施工理念，代表了先进建造技术的发展趋势，但在AP1000首堆建设过程中也出现了结构模块变形、机械模块交货延误、项目整体进度延误等问题。随着AP1000及其他堆型核电项目模块化建造实践经验的不断积累、核电项目管理精益化程度的不断提高、三代核电设计和建造技术的不断成熟，在核电项目标准化、批量化建造的基础上，模块化建造技术必将展现出缩短工期、降低造价、提高质量等方面的优势，循序渐进地达到大幅缩短现场建造工期的目的。