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进度控制是核电工程项目管理的核心。制定科学合理的进度计划对于项目的质量、安全、投资和进度至关重要,是整个核电工程项目管理的关键所在。
从2004年红沿河核电项目正式启动前期工作至今,国内核电政策由“适度发展”调整为“积极发展”,项目进展很快,各项目的前期工作中均呈现各自特色。总结归纳共性的特点,核电前期工程进度计划已基本形成系统的体系。
一、核电前期工程进度体系
总结近期国内已正式开工的核电项目红沿河一期、海阳一期和福清一期等项目的前期工作,核电前期工程进度体系可以划分为:核电工程以项目第一罐混凝土(FCD)为里程碑分界点,FCD之前为项目前期阶段,其后为项目设计建造阶段和调试阶段。核电前期工作进度计划体系以时间为跨度分为前期准备阶段和施工准备阶段两个阶段;以开展的工作来区分包括项目行政许可(含前期执照申请)、厂址准备和工程设计等三个方面。
按照目前国家发改委对核电前期工作的管理办法,前期准备阶段与施工准备阶段的分界点为项目获得国家发改委同意批复开展前期工作(即业内所称“路条”)。
1.前期准备阶段
项目在前期准备阶段又可按照时间先后顺序划分为初可研阶段和可研阶段。
项目初可研阶段开展的主要工作是厂址普选并确定优选厂址,以便开展下一阶段的工作;同时项目单位应做好相关厂址资源保护工作。
项目可行性研究阶段主要对优选厂址开展厂址有关地震、地质、岩土工程、水文、气象、人口、辐射本底、食谱及外部事件等各领域的详细研究论证工作,讨论厂址的适宜性,完成《环境影响评价报告(选址阶段)》和《厂址安全分析报告》的编制和审评;同时在排除厂址颠覆性因素后完成厂址现场有关征地动迁,启动并部分完成“四通一平”等前期工程。
前期准备阶段中影响进度的主要因素是各省级政府主管部门对项目的支持意见和国家行政主管部门对项目审批进度。
2.施工准备阶段
施工准备阶段的主要任务是在根据审查完毕的可研报告对相关专题进行深入研究,编写项目申请报告、启动初步设计,完成《环境影响评价报告(设计建造阶段)》和《初步安全分析报告》的编制审批工作;完成蒸汽发生器、压力容器、汽轮发电机组等长周期主设备的订货;完成“四通一平”工程收尾工作;完成现场厂址负挖和FCD前建造准备工作;确定项目融资方案。一般项目进度安排中,施工准备阶段的时间大约为15~17个月。
如果采用AP1000技术,则需要完成CA20、CV底封头等有关结构模块的预制和拼装工作以及2600T重型吊车的选购和现场调试工作,为项目FCD后大规模建设奠定基础。
经验表明,制约此阶段进度的因素是长周期主设备订货。免费论文参考网。所谓长周期主设备主要包括蒸汽发生器、压力容器、主泵、稳压器、核岛主管道、汽轮发电机组等产能有限、处于核电工程进度计划关键路径上的各系统设备。长周期主设备订必须在此阶段完成。由于长周期主设备制造时间跨度大、产能有限,再加上国产化的要求,核电长周期主设备订货成为制约核电工程施工准备阶段的决定性因素,故长周期设备的订货完成时间越早越好。
因此,施工准备阶段进度计划制定需要重点关注的是长周期主设备制造和现场施工准备进展。
3.两个阶段的主要关系
前期准备阶段和施工准备阶段的划分仅仅是为了说明核电工程项目前期工作的主要特点,而并不是孤立的,这两个阶段部分内容是交叉的。例如,前期准备阶段的《可行性研究报告》的收口工作一般安排在施工准备阶段继续完成,如海浪分析、海滩稳定性分析、温排水物模分析计算等工作均在此阶段完成;另一方面,施工准备阶段的《项目环境影响评价报告(设计建造阶段)》在《环境影响评价报告(选址阶段)》评审完成后即可开展相关外委专题研究,《初步安全分析报告》在《厂址安全分析报告》完成后随即开展,也存在一定的交叉。
二、前期工程进度体系主线
扣除行业规划等外在不确定性因素,一般来说,核电工程前期准备阶段大约需要27个月左右时间。主要进度体系主线有两条:
?厂址普选――>厂址初可研――>优选厂址确定、项目建议书――>可行性研究(含选址阶段环评报告和安全分析报告);
?厂址保护――>征地动迁――>四通一平――>施工临建。
施工准备阶段大约需要14个月左右时间,主要包括三条主线:
?主设备订货/负挖――>核岛底层砼施工――>上层钢筋绑扎、预埋件安装――>FCD
?可研后续专题论证――>环评报告(设计建造阶段)和初步安全分析报告――>项目申请报告――>申领建造许可证――>发证;
?负挖施工图设计――>初步设计――>主设备技术规格书――>施工图设计。免费论文参考网。
详细情况见图1所示。
三、AP1000和M310前期进度计划之区别
总的来说,不同技术路线,核电项目前期准备阶段进度计划影响不大。一般做法采用包络性进度计划体系予以解决。包络性进度计划即综合考虑不同技术路线下可能的进度体系,涵盖不同技术路线的技术特点,满足一般意义上的进度计划体系。
前期准备阶段。不管采取何种技术路线,前期准备阶段所开展的工作均类似,时间跨度变化也不大,对工程计划影响不大。但在设计输入中需要考虑按照不同堆型布置总平面,并采取包络性的设计原则提供参数输入,以便在项目堆型确定后能够很快启动后续各项工作。
值得一提的是,不同技术路线下的总平面布置差别较大,与总平面布置相关的码头、海工护岸护堤、重件道路及其下管沟的施工计划需尽早考虑,因此,尽早确定项目技术路线既节省时间,又省去项目单位不必要的投入并降低工程造价,对前期工作的开展意义重大。
施工准备阶段。由于AP1000核电工程采用了模块化施工、土建安装平行施工、开顶法施工等有别于M310核电机组的建造工艺,因此,此阶段不同技术路线的工程进度计划的安排有着很大的不同。主要影响有:
主设备订货。采用AP1000技术路线,当前全球装备制造业尚不能大规模满足AP1000技术路线的主设备制造;而M310技术主设备制造已经相当成熟。因此,设备采购计划对于AP1000技术来说更难控制,而M310技术没有如此情况。因此,计划的制定需要尽可能兼顾各方、综合平衡;
采用AP1000技术路线,必须尽早安排钢制安全壳、结构模块的预制以及重型吊车的采购,而M310仅需要尽早考虑环吊的订货。免费论文参考网。
AP1000安装施工单位需在施工准备阶段尽早确定,以便承包商进场安排各结构模块的现场拼装;M310机组无需此阶段确定安装施工承包商。
四、核电前期工程进度计划的编制
总的来说,核电前期工程不确定性因素多、外部接口关系复杂,进度计划的制定很难一次成型。随着项目前期工作的深入进行,需要不断的调整更新进度计划,以便适应形势和项目发展的需要。
核电前期工程进度计划的编制,应遵循科学性与预见性的原则,尽可能维护工程进度的稳定性,坚持责任制。要为进度控制提供资源保证,安排风险对策,计划调整贯彻动态控制原则,遵守变更程序;并正确处理进度控制、质量控制、投资控制之间的关系。
核电工程前期进度计划的编制步骤有:
(1)确定总工期及主要阶段的工期;
(2)确定各主要活动的时序,设计与施工、采购间的接口,活动之间的衔接,施工与调试逻辑顺序要求;
(3)按序倒排,从完工验收向前追索各工序所需的工期和交叉与衔接关系,然后排出正排的设计、采购、制造、土建、主系统和配套系统安装和调试的以里程碑为标志的进度计划,工期安排上要适当留有余地;
(4)调整进度,综合考虑,反复协调,完成进度计划编制;
(5)编制编写说明。
五、核电前期工程进度计划管理需要关注的问题
核电工程前期准备阶段的时间较长、不确定性很大。尤其在初可研阶段,项目能否顺利推进到可研阶段,主要受制于国家核电政策和省级主管部门的态度。随着调整后国家核电中长期发展规划颁布,各项目的开工时间将予以明确,前期准备阶段工作的不确定性将大大降低,一定程度上避免了项目法人的投资风险,也将有利于核电工程前期工程进度计划的制定和执行;
前期行政协调是前期工程计划管理的难点和关键点。各类地方支持性文件的办理,涉及部门多、专业广,对于计划的制定和进度的控制很难掌握。一般情况下,如果能够得到省级政府对项目的大力支持,相应文件的办理进度较为顺利。在计划制定过程中,必须充分考虑到困难性和预见性,避免计划执行过程中的延期现象的出现。
施工准备阶段时间短、工作多、范围广。施工准备阶段一般为12~15个月,现场负挖、FCD核岛区域施工、主设备订货、主承包商选择、初步设计、项目申请报告上报、生产准备等各方面工作全面展开,头绪多、时间短,行政许可和执照申请、厂址准备、设计等三条主线必须协调一致,任何环节出现进度滞后,将直接影响关键路径和FCD里程碑节点的顺利执行。
主设备制造周期长。尽可能早地确定项目技术路线,有利于长周期主设备订货。尽早明确技术路线,尽早确定主设备订单,可以最大程度上压缩工期。
中图分类号TM623 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)116-0056-02
1 EPC模式特点分析
EPC即为Engineering,Procurement and Construction的英文简称,翻译为总承包,其核心思想是让专业的人做专业的事。EPC指的是在工程项目承包的过程中,项目所有的工作包括项目可研分析、策划方案、前期筹划、工程设计、物资供应、工程施工、日常管理等全部由一个承包商完成。在工程施工、项目管理的过程中,总承包商承当全部责任,为业主方提供一篮子计划。EPC模式下,业主方只需派相关人员进行宏观的管理与监督,而总承包商承当相当大的风险,不仅需要对项目的设计、采购、施工、安装/调试及内部日常工作进行科学管理,还需要周密的选取涉及承包商、采购供应商和施工安装承包商等。EPC模式在我国大型设备装置或是工艺较为复杂的核心技术的工程建设领域中广泛使用,例如大型核电站、石油开采、石油化工、钢铁制造等。因为这些大项目工艺复杂、设备昂贵、采购物资种类繁多、安装工序复杂,而较少有业主方具备这一系列的专业知识,因此一般采取EPC模式。
EPC模式最大优点是减少了业主方因不专业而带来的风险,成功了解决了工程项目的连续施工与项目的分阶段管理之间的矛盾,可以极大程度的缩短工程建设的工期、节约投资、创造收益。因为总承包商在该领域的专业性与市场性,使得总承包商可以凭借自身优势更好的进行资源整合、采购谈判、商业融资等,从而降低工程总造价,节约社会资源,为业主和自身创造收益。对于业主方来说,只需要选择好总承包商,然后把项目的事情都外包出去,这样可减少其项目管理的繁琐工作,可以把核心的资源用于自己更擅长的领域,获取更大的利润。
设备采购在EPC模式下发挥极其重要的作用,工程项目的施工建设离不开采购,采购过程中成本控制的好坏、采购设备质量的优劣将会直接影响最终的工程成本,从而决定项目工程的最终利润,采购是EPC模式的核心与关键。
2 EPC模式下核电设备采购面临的问题
EPC模式下,承包合同一般是固定总价模式,总承包商提供一揽子计划,因此其承担的风险相对较大。EPC模式下,核电设备采购面临的问题主要来自两个方面,一是核电设备采购过程中所出现的问题,二是伴随EPC模式而发生的采购问题。
2.1 核电设备采购过程面临的问题
1)核电设备采购质量难以控制。核电设备的质量对于整个核电项目工程至关重要,其占据这个电站投资比例也较高。设备质量的好坏直接关系到工程质量、工期、使用寿命、投资等问题。核电设备质量既受到当前制造及材料等技术水平的限制,核电设备又有特殊的设计和质量要求,又受限于合格设备供应商的选取及其素质。现在因设备设计和制造能力的制约,有的设备面临仅有1~2家供应商可选择的情况,或者有的设备其供应商多,但鱼龙混杂,良莠不齐,难以挑选;为保证核电设备采购质量,总承包商在核电设备采购过程中需严格把关,精挑细选,付出更多的努力;
2)核电设备采购进度难以掌控。核电工程项目的工序复杂,设计要点众多,安全摆在第一位。一旦前期计划工作未做好,筹划不完备、工程设计不充分、项目施工准备时间较短,便会使得采购进度难以掌控,施工用各种物资、材料、设备等如不能按期到位,从而影响工程进度。此外,总承包商若采购时间很短,便会使得供应商所供物项难以在短时期内供应,从而带来一连串的负面反应,进而使得核电项目的整体施工进度受阻,延长施工工期,增加项目成本;
3)核电设备采购成本难以预算。EPC模式对总承包商的统筹规划能力要求相当高,一旦总承包商对项目总体进度控制不严格,便会导致项目延期,设备采购追加,从而增加不必要的资源与投入,这会使得电站建造的整体成本上升。此外,部分设备采购成本还和原材料的价格波动密切相关,市场环境的变化会导致原材料价格波动,从而带来核电设备采购价格的变化,进而使得其采购成本难以控制。
2.2 EPC模式所带来的核电设备采购问题
从上文对EPC模式特点的分析我们可以发现,EPC对业主方提供建设、采购、施工、安装及调试等计划,承当项目的全部工作,所承当的风险极大。在这种模式下,总承包商不仅要关注设备采购问题,还需要关注项目设计、施工、安装、调试进度等多方面的问题,势必会导致总承包商在设备采购上付出的精力有限,从而导致采购可能出现难以控制的问题。此外,EPC模式下,总承包商一般与业主签订的是固定合同价,而设备采购价格会随着市场行情的变化而变化,尤其是像核电建设这样的大项目,工期较长、技术要求高,其采购面临的不确定性更多,成本更加难以控制。如何严格的控制项目成本、确保工程质量、降低承包费用、节约社会资源成为EPC模式下,设备采购项目管理的重点关注点。
3 EPC模式下核电设备采购项目管理分析
核电设备采购是核电项目管理的重要组成部分,核电设备的采购受现代技术、市场环境、供应商选择以及采购时期等方面的限制。EPC模式下总承包商管理事项繁多,不仅要做好企业内部的管理工作、采购组织管理,而且需要进行周密的合同管理,此处的合同管理包含两个方面的内容,一是总承包商和上游业主的合同管理,二是总承包商和下游分包商的合同管理。EPC模式下,核电设备的采购虽然有其独特性,但和一般的制造业采购又有很多的相似之处。总承包商一般会借鉴和吸收制造业优秀的采购管理经验。在EPC模式下,总承包商是项目的全权负责者,是项目设备的采购者、项目施工的管理者、项目进度的监管者,需要统筹考虑与各供应商之间的关系,需要深入细致的进行内部管理,合同管理,施工管理,采购管理等。
3.1 供应商管理
为确保核电设备采购顺利实施,总承包商需要选择合适的供应商,并对供应商进行合理的管理。核电项目庞大,涉及到的物资产品众多,一般包括电站一回路主设备、汽轮机、发电机、除氧器、凝汽器、汽水分离再热器、高低压加热器、主给水泵、燃料转运装置、凝结水泵、主变压器、循环水泵、阀门、消防系统等等。这些设备与原材料供应不可能由一个供应商来完成,那么总承包商就需要精确挑选合适的供应商,并对供应商进行管理,包括其提供的采购设备与材料、采购周期的跟踪和监督、采购成本的控制。根据目前我国核电工程的建设情况,还有相当数量的设备和原材料都需要进口,最显著的全厂DCS数字化系统的设备基本依靠国外技术和设备供应,这就要求总承包商需要对国外的采购商进行成熟可靠的管理,以确保核电设备采购的顺利进行。
3.2 物资采购合同管理
EPC模式下,总承包商一般与业主签订合同,划清权利与责任。合同签订之后,总承包商就需要按照合同规定的施工进度、采购计划、质量控制等方面严格执行。合同对总承包商的工程建设起到了很大的约束作用,一旦违反合同规定,总承包商就要会遭受风险进而带来损失。所以总承包商要时时的依据合同来进行工程进度管理,采购实施的监管等。总承包商在对项目进行整理管理的过程中,也会把项目拆解为几个小项目来完成,例如科研项目、设计项目、现场施工项目、设备采购项目、安装和调试项目等,而这些子项目的顺利实现会密切关系到整个项目的顺利实施。总承包商可依据此小项目与供应链下游签订合同,例如核电项目总承包商与汽轮机设备供应商签订采购合同,总承包商可将总包合同内的一些条款和要求传递至下游方,依据设备采购合同对供应商进行管理。所以,EPC模式下,核电设备采购供应项目的合同管理不仅包括总承包商与业主的合同管理,还包括与下游供应商的合同管理。
3.3 内部管理
EPC模式下,核电设备总承包商应按照成熟的项目管理模式,可以参考平衡矩阵式管理,用PDCA循环的方法展开采购的内部管理工作,把设备(原材料)需求分析、组织模式、沟通计划、采购流程、采购周期、供应商选型等工作安排到组织内部管理之中。由于其事物的繁杂性,总承包商需要搭建专门的组织结构,建立畅通的内部沟通机制,明确接口流程,做到组织管理效率的高效化。只有这样,总承包商才能切实降低采购成本,提高项目成功的几率。在信息技术发展的今天,总承包商可以开发适合管理的计算机软件,加强和提高内部管控能力,以确保核电设备采购项目的良好实施。
参考文献
Virtual Room Research Based on PDMS Three-dimensional Design Platform
Liu Wen-xiu 1,2 Xiao Ben-lin 1 Qian Feng 2 Zhao Zhen-dong 2
(1.Hubei University of Technology HubeiWuhan 430068;2.Technical Support Department of China Nuclear Power Design Company.LTD GuangdongShenzhen 518000)
【 Abstract 】 this article is based on the virtual room model to build the standard and normative nuclear island factory. Through the attribute association of installation sub-region and fireproofing sub-region, develop the installation sub-region and management system of room inclusion. Moreover, there develops some three-dimensional room software. Based on installation sub-region, we can do the room number research, display, room removal, display and remove the room inclusion. Then we can reach the algorithm of building area, free volume, and circulation area between adjacent rooms. Moreover, we can also calculate the number of various crane span structure in each room and the total length to satisfy the professional design require.
【 Keywords 】 PDMS CPR1000 virtual room; installation sub-region; inclusion
0 引言
在CPR1000堆型核岛厂房PDMS(工厂设计管理系统)土建模型中,存在着1000多个房间,我们需要通过整体结构完整的三维模型,直观地找到某一具体房间所占用的空间和其边界条件,中广核目前各专业在统一的三维设计平台上协同设计,经常需要统计某一房间的相关设备、管道等材料用量;当房间里有电缆通过时,需要根据防火分区用虚拟房间来统计房间内的电缆数量;同时还可以根据条件显示房间内相关信息为水淹计算和点计算提供基础信息。鉴于这些对房间的需求,我们根据二维图纸(土建模板图、详细布置图平面位置分布图、三合一图)的房间号和房间界限,按照统一的建立规则和相关技术规范,在核岛厂房PDMS模型中,逐步建立起一一对应、方便调用、界限分明的核岛虚拟房间,通过建立标准、规范的核岛厂房虚拟房间模型,逐步满足各个专业设计人员的要求。在阳江3,4号机组ETY系统优化设计项目中,我们通过核岛虚拟房间给土建所提供了安全壳内每个隔间内的建筑面积、自由体积、相邻房间的流通面积等参数,促进该项目顺利进行。
1 标准、规范的核岛厂房虚拟房间模型的建立
为了虚拟房间的后续开发和应用的方便,虚拟房间需要通过统一的建模规则和命名规则来对其进行界定.
1.1 房间特点
1)房间编码中表示厂房的字母大部分表示该房间所在的土建厂房,但也有少数不反应房间编码所表示的土建厂房,如W214 房间在1DB 厂房中,W233 房间在1LX 厂房中。
2) 房间会出现跨层情况,如果一个房间跨越若干层,它取用最低层位编码。
3) 一般一个房间只属于一个安装分区,但 R230、R260 房间除外,这是因为R 厂房内部R47 跟R56 没有很明显的物理分界线,故会存在R230 房间、R260 房间跨越这两个安装分区的情况。
1.2 建模规则
核岛虚拟房间模型参考土建模板图、详细布置图平面位置分布图、三合一图,采用设备拉伸体来建立,通过二维图纸上房间的占位信息,选择虚拟房间的底面占位, 从楼板的结构层(包含装修层)开始顺时针向上拉伸,使得拉伸体的体积充满整个房间空间,即得到一个虚拟房间. 房间水平空间按内墙建立,竖向空间由结构层标高到上部楼板底面标高, 当房间内有梁柱的时候,房间体积包含梁柱,房间上面不存在开孔。
1.3 命名规则
为了虚拟房间后续的开发和应用, 需要用统一的命名规则来对虚拟房间进行命名
在SUBS下建立拉伸体,一个STRU下只能有一个SUBS,在建模的时候发现,有些房间的顶板和底板具有好几个不同的标高,采用一个拉伸体(EXTRU)不能满足要求,因此,一个SUBS下可以有多个EXTRU(尽量为一个),同时在某些EXTRU上建立了负实体(NXTR),这也是为了满足上下板存在几个标高的特殊情况。
1.4 完成的核岛虚拟房间模型
2 虚拟房间的软件开发
2.1 安装分区和房间包容物管理系统
在CPR1000项目的PDMS三维模型中,我们建立了具有实际尺寸、结构完整的虚拟房间的三维模型,并通过与安装分区的属性相连,既能在三维设计软件中方便直观地表现出核电站各厂房的安装分区和厂房的范围,也能为三维模型设计带来很大的方便。在此基础上,我们开发出《安装分区和房间包容物管理系统》,从而实现按安装分区查询房间和显示、移除房间,显示、移除房间包容物可以通过选择所需要的房间,显示房间里所有的包容物(包括设备、管道、支吊架等),按安装分区或房间加载三维模型、按区域进行材料统计等。
2.2 核岛房间管理软件
针对专业所要求提供的每个房间内的建筑面积、自由体积、相邻房间的流通面积等参数,我们开发出专门的计算软件――《核岛房间管理软件》,用于相关需要参数的计算。
2.3 房间和桥架关系表
根据虚拟房间和桥架模型的对应关系,我们开发出《房间和桥架关系表》,可以准确的统计出每个房间内不同类型的桥架的数量及所有桥架的长度总和。
3 应用实例
3.1 阳江3&4号机组安全壳厂房基础参数计算
阳江核电厂3&4号机组在安全壳内将安装数十台非能动氢气复合器用于严重事故下的可燃气体(氢气)控制,这些非能动氢气复合器完全覆盖了基准事故下ETY系统的2台氢气复合器的功能。同时消氢系统(EUH)将增添氢气监测子系统,满足严重事故条件下监测氢气浓度的要求。
取消ETY原有的氢气取样和复合功能,需对相关的施工设计文件进行修改,并完成ETY系统手册编写;完成氢气监测子系统的开发和论证工作;针对新增氢气监测功能的消氢系统,完成消氢(EUH)系统手册、技术规格书及相关设计文件的编写。
其中要完成小型氢气监测系统试验以及数据整理,需要统计出安全壳厂房内每个隔间建筑面积、自由面积、相邻房间的流通面积等基础参数。如果单纯依靠平面图推算的厂房参数的话,统计的工作量非常大,并且容易造成遗漏,测算数据存在不准确因素。我们根据已经建立的具有实际1:1尺寸的核岛虚拟房间模型,利用开发的“核岛房间管理软件”平台抽取安全壳厂房每个隔间的建筑面积、自由面积、相邻房间的流通面积等基础参数,直观地进行判断,准确计算,平均一个虚拟房间的数据计算只需十几秒,大大提高了工作效率和准确性。安全壳共109个房间,以房间R120示例,统计数据如表2-4所示。
3.2 宁德1、2号机组PX泵房及GA廊道房间的桥架计算
在对宁德1、2号机组PX泵房及GA廊道进行电缆敷设防火薄弱环节分析时,需要查找出一个房间内所有的桥架。根据虚拟房间进行自动查找,找出每个虚拟房间内的所有桥架及桥架长度,并且根据这种对应关系,可以准确的统计出每个房间内不同类型的桥架的数量及所有桥架的长度总和。
如果单纯靠人工来完成,在图纸、模型齐备的情况下,查找一个有一千多条桥架的虚拟房间大约要30分钟,并且人工查找在大数据量的情况下出现错误的概率是很高的。而采用基于虚拟房间的自动查找,时间只需要15秒,大大提高工作效率,节省工作时间。PX泵房与防火分区相关的房间有54个,与之相连的GA廊道房间4个,都已建立了实际尺寸的虚拟房间模型,以下以 121 房间为例,统计数据如表5所示。
4 结束语
在核电工程领域,三维设计作为目前国际最前沿的工厂设计技术已经成为主流的设计发展方向和设计手段,同时PDMS三维模型也在不断的开发与改进,随着核电设计水平的不断提高,对三维模型的要求也越来越高.通过对核岛厂房虚拟房间的建模和研究,在三维模型中建立起精确和完整的虚拟房间系统,促使二维房间向三维房间的转变,促进PDMS三维模型的进一步完善,方便我们更直观、清晰了解核岛房间的整体分布情况,可以在PDMS三维模型中方便地调用每一个房间及其边界内的包容物(设备、管道、电缆等各专业三维模型),借助虚拟房间来实现不同设计人员的设计需要,及相关计算功能,保证设计人员的设计质量,提高设计效率,减少现场碰撞和由此产生的返工。核岛虚拟房间目前仅仅是针对土建和电气两个专业的需求所产生的功能开发、数据提取及专业研究,仅仅是其庞大功能的冰山一角,大量的后续研究及专业需求将在工作中产生,还有大量的工作需要我们去完善、补充和挖掘。
参考文献
[1] 王百众,王若冰,谢敏等.数字核电厂全寿期工程信息管理系统.中国电机工程学会第七届青年学术会议论文集,2002.09.
[2] 中国广东核电集团公司技术中心科研报告及论文汇编,2004.03.
[3] 罗亚林,马莉,刘文秀.《岭澳核电站二期工程可视化施工管理信息查询系统应用开发》.ISET 2006 论文专刊.
作者简介:
刘文秀(1981-),女,安徽合肥人,在读硕士,现在中广核工程设计有限公司技术支持所工作,工程师,目前从事CAD三维设计工作。
中图分类号:U444文献标识码:A 文章编号:
引言:
预应力混凝土结构(PCS)是本世纪20年代由法国工程师弗雷西奈首先实际使用的,到第二次世界大战后得到大量应用。采用PCS不仅造价经济、结构合理、轻巧、美观、适用性强,还有如下突出优点: (1)改善使用阶段性能:(2)提高受剪承载力:(3)改善构件的弹性恢复能力;(4)提高耐疲劳强度:(5)充分利用高强度钢材,减轻结构自重;(6)调整结构内力和变形。因此,预应力混凝土是解决建造大、高、重、特等类建筑结构不可缺少的重要的结构材料和技术。目前,PC钢绞线主要应用在铁路和公路的大型桥梁、城市立交桥、高层建筑、建筑物的楼柱改造及加固、核电站的安全壳、电视塔、水塔、混凝土筒仓、岩土锚固工程、水利水电工程、预应力混凝土标准构件等,且随着PC钢绞线在品种、规格、质量方面的不断发展,其应用领域还在扩大。
目前市面上存在的大直径低松弛PC钢绞线是采用Warrington式线接触式,各层钢丝的直径为中心丝为6.6mm,内层丝为6.4mm,外层丝为6.2mm,填充丝为4.95mm,选择Φ16mm和Φ12.5mm 82B盘条原料,拉丝工艺设计为9道次拉拔,平均部分压缩率为18%~19%,道次工作锥角为10°~14°;稳定化处理时选择温度为365℃、张力为395KN。
2工程概况
兰新铁路第二双线西宁跨兰西高速公路特大桥(80+168+80)m连续梁主桥上部结构三跨预应力混凝土变截面连续箱梁,主梁截面为单箱双室箱梁,箱体顶板宽度15.2米,厚0.50米,底板宽11.6米,厚度为0.5~2.0米,按1.8次抛物线渐变,箱梁根部梁高11.0米,跨中梁高5.0米,腹板厚度0.45~0.9~1.5米,翼缘板悬臂长为1.8米,端部厚0.25米,根部厚0.70米。
设计上在竖向预应力钢束采用φ28.6mm高强高强度、低松弛钢绞线,标准强度fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95×105 MPa,其技术条件符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/5224)的规定。钢束锚具采用M28夹片式锚具,其技术条件符合《预应力用锚具、夹片和连接器》(GB/T14370-2000)的要求,锚垫板及张拉千斤顶均采用配套产品。所有预应力筋孔道均采用相应规格的金属波纹管成孔。预应力压浆采用M55的水泥浆,管道压浆采用真空压浆工艺,其技术标准满足《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》的要求。
竖向预应力钢束大样图
3施工方案
3.1材料的选择及试验结果
在施工过程中,竖向钢束选用天津钢铁集团有限公司生产的1×19-Φ28.6mm-1860Mpa低松弛钢绞线,锚板、锚具及夹片选用安徽金星预应力工程技术有限公司生产的YJM28-1配套产品。钢绞线现场取样后经兰州铁城工程检测有限公司(兰州交通大学)试验得出以下结果:
预应力砼用钢绞线力学性能检测报告
3.2工艺性试验
为确保竖向钢束施工质量,需要对其施工工艺及结果进行试验,根据以往经验,预应力钢束在张拉及压浆过程中容易出现的滑丝、断丝和压浆不密实等情况,因此对于竖向钢束下锚需锚固在梁体砼中,如何保证在施工过程中确保下锚夹片不松动且在张拉过程中能和钢绞线同步前进成了此次试验的最关键问题。
根据现场情况,采用以下几种工况进行试验:
1、利用32T螺旋千斤顶和穿心式千斤顶对竖向钢束底部锚具及夹片进行预张拉,确保夹片与锚具之间紧密贴合;
2、待锚具及夹片安装完毕后在竖向钢束底部重新安装一铁盒,铁盒内钢绞线末端安装弹簧,保证张拉过程中夹片与钢束同步;
3、锚具及夹片安装完毕后在竖向钢束底部直接用塑料胶带包裹保证在吊装及砼浇筑过程中夹片及锚具贴合部位不进水泥浆;
3.3试验结果及结论
按照上述工况选取了7种具有代表性情况制作了8根钢束,将竖向钢束装上波纹管后安装在试验台内,浇筑砼7d后,现场测试砼强度达到可张拉要求后对8根钢束进行了张拉,结果见后“竖向钢束试验张拉记录表”。
竖向钢束试验张拉记录表
从以上张拉结果来看,按照钢束6.8%的伸长率进行校核,除4#钢束(底部胶带包裹)可能滑丝外其余工况均能满足夹片和锚具同步的要求。为了防止底部锚具部分压浆不饱满,对底部安装盒子不采纳,按照施工方便的原则,最后决定采用底部锚具张拉100%的工况进行后续竖向钢束下锚施工,另外为防止在钢束往梁内吊装及后续施工可能引起的碰撞导致夹片再次松动,在钢束张拉完毕后对底部锚具部分用胶带包裹牢固,即选用7#钢束工况。
3.4施工工艺
按照工艺试验结果,只要解决在场地内张拉台的问题就可以开展后续主梁施工。为保证预张拉过程中安全,张拉台选在主墩附近并按下图挖基坑,基坑宽2m,底部铺设5cm厚M7.5砂浆,在一侧留置集水坑,下雨时用水泵将水排出坑外;张拉台座采用C25砼,长2.5m、宽1m、厚25cm,施工时在中间沿台座长度方向每隔0.8m埋设两排Φ20钢筋,钢筋间距40cm。张拉台采用双拼36#工字钢,长度2.5m,在工字钢两头及中间上下设置16mm钢板焊接;双拼工字钢前后两端焊接26cm×32cm、厚2cm钢板。
对于竖向钢束张拉及压浆的施工,和以往精轧螺纹钢施工一致。在后续施工中发现竖向钢束安装完毕后因后续安装顶部钢筋时焊接钢筋时焊渣会落在底部锚具上并将胶带破坏,因此选用防火材料包裹锚具代替了胶带,从再次施工过程中看来达到了预期的效果。
4结束语
目前西宁跨兰西高速公路特大桥(80+168+80)m连续梁施工至11#梁段单墩成桥88m,从竖向钢束施工和后续张拉压浆的情况来看,采用上述先预张拉100%再用防火布包裹的施工工艺能满足施工要求,然由于1×19-Φ28.6mm-1860Mpa低松弛钢绞线单位重量达4.229kg,竖向钢束波纹管采用Φ40金属波纹管在梁体较高时(尤其是接长接口)波纹管刚度不够,因此建议在梁体较高时采用无缝钢管(壁厚2mm)来代替。
参考文献:
前言
目前,我国水利部门正积极开展全国、流域片和各省(自治区、直辖市)3个级别区域的水资源综合规划工作,这与全国第一次水资源评价和水资源利用规划编制,相隔已有20多年了。与以往相比较,现在人们在重视水资源的开发、利用和治理的同时,更加重视水资源的配置、节约和保护,更深刻地认识到水资源已成为综合的、与人类生存和社会发展休戚相关、不可替代的资源。如何实现把江河流域的工程规划转变为资源规划,以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展,已成为全社会关注的焦点。为此,有必要对珠江流域片各地水土资源特点、开发利用现状、未来对水资源供需的准则及协调平衡水量水质的难点,进行调查分析评定。同时,还要了解珠江流域片各地经济社会发展的经济实力、供水能力、节水潜力及有利于生态环境改善的条件等,以此来考虑当地对水资源的供、需、用、耗、排水的指标定额,经济社会发展的年递增率等,即既要符合国家、行业有关规程规范的要求,也要照顾该区域经济社会基础行业的特殊性。
一、加强流域片水资源的统一管理
这次水资源综合规划应注重河道内与外、左岸与右岸、上游与下游、洪涝与干旱、城镇与农村等的来、供、用、排水的量与质的协调平衡,致力减轻或化解水资源制约经济社会发展的矛盾,因地制宜地落实可行的工程和非工程措施。珠江流域片的西北部地处云贵高原山区,田高水低,水资源开发利用程度低,水土流失严重,石漠化不断扩展,水污染日益严重;东南沿海地带的水资源俗称“风头水尾”(台风、过境水),经济社会发展迅猛,水土资源供需矛盾突出;在西江流域腹地的红水河(含南盘江下游及黔江河段),是我国十大水电资源“富矿”之一,规划的l0个梯级水电站已建成(在建)7座,连同相邻的郁江、柳江两主支流上已建成的水电站,其电力调度可控制西江中下游河道内用水;北盘江沿岸的六盘水特区是我国煤炭基地之一,它地处珠江、长江分水岭的缺水地带,而煤炭却依赖水力开采,并要洗煤炼焦和建设坑口火电站,使该河段被当地人戏称为“黑龙江”。从珠江流域片整体来看,滇、黔、桂3省(区)已被列入我国西部大开发的重点省份,对其未来经济社会发展的用水需求,必须要有对策和措施;东南沿海岸带及香港、澳门两个特别行政区经济发展迅速,淡水紧缺,港澳地区还长年依赖从珠江三角洲内调水;泛珠江三角洲区域经济合作架构已建成,并两度召开了泛珠江三角区域环境保护合作联席会议,而珠江三角洲地区就是这区域的经济发展中心地带,水资源应如何才能满足其需求?可见要合理配置珠江流域片的水资源,就必须把以往受传统计划经济影响下的部门分割、地区分割的管理体制予以改革,不能再把大、中型水电站的用水让电力部门支配,而水工程的防汛抗旱由水利部门承担。所以改革水利管理体制的关键是要加强水资源统一管理。在珠江流域片水资源合理配置方面,可参考在“九五”期间成立的黄河上中游管理局,由流域机构与各省(区)水利行政主管厅(局)组建一个水资源开发利用的协调机构。近年黄河防总办公室还与西北电网有限公司等建立一个水库调度信息平台,实现调度信息共享,促进上下游合理利用水资源。还可以考虑像海河委那样,为寻求南水北调工程改善海河的生态水环境状况,而制定出一个海河流域生态恢复的水资源保障规划等措施。
二、明确水资源利用分区
对水资源利用分区的原则之一是尽可能保持与以往相关成果的连续性和一致性。这次将珠江流域片第一次水资源分区时的广东的“粤西沿海诸河区”与广西的“桂南沿海诸河区”合并为“粤西桂南沿海诸河”二级区;把原广东省的“粤东沿海诸河区”和“韩江流域区”合并为“韩江及粤东诸河”二级区;把原来的“红柳黔江区”(指红水河和柳江汇合后流入西江主干的称之黔江河段)、“郁浔江区”(指郁江流至桂平汇人黔江后改称为浔江河段)以及桂江贺江等二级区调整为红柳江区、郁江区和西江区。可见这次水资源利用分区对江河水量传递互补,行政区域的供需水量余缺的调剂,将会带来不少有待解决的问题。
另以往在水资源供需平衡时,各省(区)及其省(区)内区域之间,有着“以需定供”还是“以供定需”的争议。广东认为需求水量大,有经济实力可多建设水工程拟实施“以需定供”,贵州、云南经济发展滞后,只能“以供定需”进行水量平衡。以往的需水量测算,对节约用水多停留在口头上,节水措施很不得力,也未考虑废污水处理和再生利用。对水工程的现状的供水能力,多采用已运行20~30年的水工程设计效益指标,同时珠江流域片内不少地区的供水设施是以引、提水为主,其供水保证率低,欠缺调蓄能力,容易把供水量估计偏多。据2000年对珠江流域片中小型病险水库统计:广东、广西、云南、贵州、海南省(区)三类病险库分别占在运行的中小型水库的55%、49%、39%、47%和36%。由于水利工程管理体制改革,水库经营要自负盈亏且转向集体或个人承包,把水库原来的开发目标转向水电、供水等。因此,这次在水资源供需平衡时,必须要对现有水工程的开发目标、供水能力及其工程的安全度进行评估核定。
三、落实编制珠江三角洲中长期供水规划
珠江三角洲水资源二级区,是由西、北、东三江聚汇后的网河区,水资源的量与质常受台风、暴潮、咸水、赤潮、污水及枯水期淡水紧张等的困扰而陷入水质性缺水。这里的土地面积仅占珠江流域片的4.8%,人口却占珠江流域片总人口的20.6%,城市化率高达77.5%。在广东全省的21个地级市中,珠江三角洲占有7个,它集中了全省78%的经济总量和85%的财税收入。因此,生活、生产、生态用水的量与质需求,无疑对当地国民经济发展是个重大的压力,尽管一些区镇一年的水利建设投入可以亿元计,但地势低洼难修筑大中型水库来调蓄水量,原有联围筑闸的功能受目前城镇扩大,路桥急增及河道挖沙等影响未能重新综合规划调整,滩涂围垦造地占用了海岸亲水带,房地产开发商在岸堤边抢建码头仓库,带来河道流态变形、会潮点上移及废污水激增。以往珠江三角洲内的洪潮区和潮洪区,枯水期仍可利用堤围水闸水泵兼施进行潮灌潮排“偷淡”冲污,现在连东深供水工程,也因东江枯水期水量紧缺及水污染而要把取水口上移,并修建了大型污水处理厂及对河(渠)全程进行全封闭输水。近两年珠江委等虽曾成功地利用西江上中游梯级水库下泄水量,沿西江主干道,向西、北江三角洲的沿海地区压咸补淡,但这不是长久之计。应该在这次规划中抓紧落实编制出珠江三角洲区水资源中长期供水规划,以节水先行,环保跟上去,落实需水量,在考虑修建供水设施时除首推已完成项目建议书的思贤活水利枢纽尽快上马兴建外,还可参考东深供水系统的思路,利用中顺大围顶部不受咸(枯)水困扰的东海水道已建的凫洲水闸经补强加固,引提西江水沿凫洲河(渠)南下至该围内东西向连通磨刀门水道与横门水道的石歧河构通,形成庞大的河渠水网调蓄水量,并进一步查勘线路修建渠(管)泵闸向长江水库补水及连通中珠围内的凤凰山、大镜山等水库,联合向中山、珠海、澳门等地供水。也可考虑像深圳市那样购置中型水库作为枯水期的应急供水专用水库,把众多原为农业灌溉的中、小型水库转变为乡镇供水水库。并要积极勘测规划修建海岸带的港湾水库或建设海水淡化厂。
四、明确各项水资源利用评价指标
评价水资源利用的合理性和科学性,常用单位指标来量化,一般多采用人均水资源量、亩均灌溉水量、人均GDP等表达。这个“均值”是相应主管部门在某个时期内逐年累加的平均值。现各有关指标、定额、年递增率等既有现状又要预测,都由国家相关主管部门或其科研院校提供控制数给各省(区),要求各省(区)再分解到各水资源分区和地、市、县行政区。例如:耕地面积这次只要求填报2000年数值,却要以1996年国家土地管理局公布数字控制。但珠江流域片内各省(区)的2000年统计年鉴或国土部门公布的耕地面积数,都比1996年少,多数省(区)还有1994年以后的年耕地面积是负增长。至2002年全国人均耕地面积为0.095hrn2,按全国31个省(自治区、直辖市)的人均耕地面积自大至小排名:云南被列为第14位,广西列在第20名,海南为第22名,贵州为24名,广东则排在第30位,只比全国末位的福建多一点。从珠江流域片2000年各行业用水结构分析得:生活用水占13.5%、工业用水占19.4%、农业用水占67.1%(含林牧渔占7.4%)。农田灌溉用水量只占珠江流域片总用水的60%,是耕地面积减少或灌溉面积减少?还是已推行了节水农业?这是在水资源合理配置时各省(区)要认真商讨的。
1引言
火电厂建设项目的规模通常比较大,施工涉及的建材、机械设备、工序与工艺都十分复杂,如果不对其进行有效的管理,工程项目很难有序开展。而项目管理更是关系成本控制、工程质量、安全风险等问题,攸关火电厂的投产使用。可见,在现阶段对管理创新模式的探讨具有十分重要的实用价值和研究意义。
2火电厂工程项目管理创新的重要性
2.1工程规模大
长期以来,火电厂建设项目以其投资大、耗时长、占地广等特点,一直困扰着项目管理人员。在施工过程中,为了保证工期,经常采用交叉作业的方式进行施工,因此,各施工单位和分包商之间经常产生冲突,严重阻碍了工程的有序开展。而且混乱的施工现场也给安全事故的发生埋下了隐患,威胁到了施工人员的生命健康和火电厂的投产使用。因此,火电厂项目管理人员必须对各项资源进行合理的调配,并从中起到协调作用,以确保火电厂建设的有序进行。一方面,对人工与建材的合理调配可以提高建筑企业的经济效益,降低建设成本。另一方面,可以减少工期延误和安全事故频发的现象。
2.2工程作用大
在能源利用方面,火电厂的装机容量比其他类型的发电厂大得多,近几年虽然水电和核电的研究取得了很大的进展,但是火电无疑是我国电力发展的中坚力量。火电厂不仅要生产大量的电力资源,还承担输送电能的责任。在火电厂的建设过程中,应进行科学的管理,有效缩短工程的工期,促使电厂尽早投产使用。而且在创新管理模式下,工程质量也能得到进一步提高,从而不仅保障了电力生产的安全进行,还有利于延长厂房的使用寿命。
3现阶段工程管理中存在的问题
3.1管理制度不完善
管理制度的建立对工作的具体实施有指导和规范作用,然而我国的火电厂工程项目管理中,普遍存在制度不完善的问题,导致管理工作因缺乏相应的理论依据出现混乱不堪的现象。虽然也有部分火电厂通过建立监理体系、招投标制度、成本控制制度等方法缓解了这一问题,但是在具体的实行中并没有落到实处。由于电力行业准入门槛很严格,逐渐形成了寡头市场,因此,管理人员对工程项目的管理常常是敷衍了事,对相关制度的执行力度不足。而且在执行过程中,容易受到管理人员专业能力的影响出现一些偏差,这些因素都制约了火电厂项目管理工作的进行。
3.2管理队伍素质有待提高
近年来,电力行业的规模不断扩大,火电厂的建设更是遍地开花。但是行业不断发展的同时,相应的项目管理队伍没有得到有效的扩充,造成了管理队伍职业素质偏低、管理理念滞后等问题,主要有以下原因:(1)由于火电厂项目管理具有较强的专业性,对人才的要求相对较高,高校相关专业的人才培养不足以支持火电厂的建设规模;(2)在岗的管理人员的工作能力有待提高。在电力企业,部分火电厂项目管理人员完全不具备相应的专业知识,并且管理经验较少,缺乏工作责任感,使管理创新难以进行。此外,在施工过程中也经常发生由于施工人员专业技能不过关而造成的问题,可见电力企业对员工的培训和教育重视力度不够。
3.3成本控制不到位
火电厂的投产不仅利国利民,也关系到电力企业的利润与发展,因此,成本控制一直是项目管理的重要工作,从工程的规划期到施工阶段,必须对每项工作做好成本预算,合理配置各项资源,促进工程的顺利进行。但是,目前我国火电厂建设过程中,成本控制水平还有待提高,主要原因包括:管理人员和工作人员成本控制观念不足,由于大部分火点厂项目资金充足,因此,大家的成本控制意识比较薄弱。另外,财会人员没有对资金的流向和控制没有把好关,造成了大量的资源浪费。
4创新管理模式的具体措施
在火电厂的项目中,进行管理模式的创新有利于事先电力企业经济效益与社会效益的实现,而且对我国人民的日常生活与社会经济发展有重要的作用。笔者经过对现阶段管理存在的问题进行了深入分析,提出了以下3点具体措施。
4.1更新管理理念
火电厂作为我国能源生产的主力军,工程管理水平会直接影响电厂投产使用后的质量和生产效率。电力企业要进行项目管理的创新,首先要改变落后的管理理念,做到与时俱进,结合工程实际情况进行针对性的管理。电力企业应加强对管理人员的培养,定期进行专业知识的学习和培训。电力企业应认识到管理的重要性,充分发挥管理的积极作用,并将创新融入管理理念中,例如,在项目管理过程中,管理人员应根据现场的建设条件,分析火电厂的实际经营管理情况,从而确定最佳管理模式。因此,在现阶段的管理中,应崇尚精细化管理,而且随着信息技术的不断发展,管理人员可以网络为依托建立管理数据库,将工程建设情况、物资管理、参建单位的信息进行整合,有效提升工作效率。
4.2强化施工质量
工程质量的控制是创新火电厂项目的管理模式重点内容。电力企业可以将工程管理工作托管给专业能力和信誉较好的企业,以提高管理工作的效率与执行力度[1]。在具体实施中,首先要严格审核工程设计图,减少后期的变更与返工现象。其次,在建筑材料的使用方面,要选用质优价廉的产品,建材和机械设备的入场都需要专人检查,避免故障。在火电厂的施工中,经常出现交叉作业现象,为了使各项工序有序地开展,管理人员应对现场秩序进行协调。最后,保证施工质量符合相关建设标准,如厂区与生活区的建筑用途不同,建设要求也会有所差异。总之,要严抓火电厂工程项目的质量,确保管理工作的开展。
4.3消除安全隐患