在建核电站现场防台技术措施探讨

在建核电站现场防台技术措施探讨

彭新华1阳月元2

1国核工程有限公司2中国核工业华兴建设有限公司核电维修分公司

摘要：沿海核电厂址常年面临台风的冲击，在施工过程中需对电站内的建构筑物、设备设施等采取专门防护措施。特别是对模块/钢构件预制、仓储/生产办公临建、塔吊/大吊车/行车等。这些构筑物、设备因施工周期较长，如造成损坏，将对整个核电站的进度及成本造成严重影响。各个参建单位也对此高度重视，经现场技术团队的创新与实践，并经过台风验证。对上续物项采用的防台技术措施，整体效果不错。本文将对这些技术措施及良好实践进行探讨。

关键词：核电站；防台；施工

0、引言

目前我国核电厂址大多集中在沿海地带，特别是东南部沿海地带比较多，如三门核电、阳江核电、台山核电等。由于核电行业的特殊性及敏感性，其设备及构筑物安全级别较高，费用相对昂贵，且目前国内对核电的认识不足，舆论压力较大。而沿海厂址受地域的特殊性，台风高发。平均每年沿海厂址将遭遇5～6个台风，不乏超强台风的光顾，如“天兔”“海马”等。对在建核电站造成了严重的损坏，各参见单位对现场的防台需引起高度重视。对核电站防台的有效作法及良好实践进行探讨。

1、在建核电站现场施工概况

目前中国在建的核电站以第三代核电技术堆型AP1000、EPR及二代改进型CPR1000、ACPR1000等为主。核电站施工区域布置主要分为核岛/常规岛主厂区、模块/钢构件预制拼装施工区、仓储/生产办公临建区、塔吊/大吊车/行车等几大主要施工活动区域。几大区域根据施工部署的不同，各具特点，受台风的影响也各不相同。对施工期间防台的技术措施及成品保护策略也各有差异。

核岛/常规岛主厂区：对于核岛主厂房的施工顺序一般为先土建，后安装施工。土建施工时，因结构自重大、连接牢固，采取简单的技术措施就能满足现场防台要求。对于后续的安装物项，由于有坚固的厂房结构保护，内部设备的安装工作无需采取过多的额外的措施。即使AP1000核电堆型，建安施工深度交叉，受外围高大的屏蔽墙及钢制安全壳的保护，对岛内设备的安装起到很好的保护作用。已安装的设备只需做好防雨处理，待安装设备进行临时拉结固定即可。

模块/钢构件预制拼装施工区：核电站推行模块化施工，很多模块大，而且高（如AP1000中的CA系列模块、钢制安全壳及钢穹顶等结构）。这些模块全部为钢结构构件。结构模块在制造厂生产出很多小的子模块（受运输条件的限制，子模块一般较小），运到现场拼装场地后，再逐一组装成一个大的整体。由于模块在拼装过程中，模块尚未成形，结构尚不稳定。有些模块即使拼装成形后，受外形的影响，结构本身抗风能力较弱（如CA03大弧形）。这些模块在子模块拼装过程中需要根据施工逻辑，采取可靠的防台技术措施，来抵御台风对结构带来的不利影响。

仓储/生产办公临建区：核电站施工周期一般为4～5年，现场仓储及生产车间常采用轻钢结构。有些单位为了办公的便利性及节约成本压缩施工工期，办公楼也常采用轻钢结构甚至改装的集装箱。无论是仓储还是办公临建，其结构均比较高，受风载面积较大。必须保证内部关键核电设备及核电工作人员的安全。现场在保证主体钢框架结构强度、整体稳定性满足规范要求的前提下，还需采取足够的措施保证门窗、屋面及墙面等维护结构不被台风破坏，否则台风来临时，局部的破损将危及整个结构的安全及财产的损失。

塔吊/大吊车/行车等：核电施工时，需要对不同重量的物项进行吊装，根据物项的重量等级及安装位置，现场常采用塔吊、3200t的大吊车、行车等起重设备。由于台风风向的不确定性，塔吊的大长臂将面临台风很大的冲击，对塔吊及其不利。在广东、江苏等沿海施工现场就出现诸多塔吊被台风吹倒的案例。大吊车正常条件下处于扳起状态，两级大长臂立于空中，台风来临时将对吊车臂造成严重的冲击。沿海厂址一般采用室外行车或采用半封闭厂房的室内行车。受台风的影响，行车极易出现滑轨或使轨道扭曲变形等危险状况。广东沿海施工现场就曾发生过几次行车被吹落轨道和室外行车被吹倒的案例。

2、核电现场防台技术措施的探讨及应用

现场防台需通过管理措施与技术措施相结合。在管理上做好提前预警及检查。本文主要讨论现场防台的技术措施。现场防台技术措施主要通过加强结构构件的连接或与基础进行拉结以抵抗正面风荷载的冲击。对于形成房间的空间结构，通过密封建筑物使其形成一个密闭空间，加强建筑物的整体性，防止台风从局部开口处贯穿整个建筑物，造成建筑物被破坏。现场主要采取如下几种方式采取防台措施。

模块/钢构件预制拼装施工区：对于拼装场地的结构模块拼装施工，虽在模块全部拼装焊接完成后，通过自重能够抵御台风的冲击。但由于其单个子模块为细长的双面钢板结构，模块内外侧由2块14mm的碳钢板通过中间的L形钢及槽钢焊接接而成的长方体结构，一般子模块宽度为3m，厚度为0.8m，高度为20m左右的狭长形结构。故子模块所受风荷载较大，稳定性差。当遭受台风袭击时，除子模块底部与拼装平台固定外，选择采用增加刚性支撑的措施（刚性支撑如下图1所示）。在子模块拼装成整体前，先对各个子模块的受力面积进行受力分析，选取所受风荷载最大子模块进行计算复核。在不考虑施加缆风绳及周边稳固模块组件对其防台产生的有利影响的工况下核算刚性支撑本体及连接部位的承载力。根据计算，在子模块的相应部位增加相应的刚性支撑。

第二道防线，通过行车与轨道梁之间设置机械式防风锚定装置。锚定块与行车相连，在轨道梁上焊接一个锚坑，遇到台风预警时，将行车上的锚定块插入轨道梁上的锚坑。形状如上图5所示。此装置的防台能力主要由锚定块及锚坑的强度决定（在主体钢结构框架安全的前提下）。同时在行车本体上还可增加适当的缆风绳与地锚进行拉结，增加行车的承受能力。

3、结语

近年来沿海核电发生超强台风的频次增多，对在建核电的设备及构筑物危害也随之加大。如何减小台风对工程造成的影响也越来越受到各方的重视。防台工作是一项难度大、风险高的系统工程。各参建方应结合厂址所在地的气象条件，综合考虑防台的资源投入，平衡投入与台风可能造成的损失之间的相互关系。建立应急指挥信息系统，及防台应急预案，做好气象资料的收集，做好预警，并做好现场检查等管理措施。在技术上，采用技术可靠，操作简单，成本相对较低的新型技术措施，提高应急响应的速度和防台效果，将台风对在建核电工程建设的危害降到最低，保障企业和员工的生命财产安全。

参考文献：

[1]GB6067.1-2010起重机械安全规程

[2]GB50017-2010钢结构设计规范

[3]GB50009-2012建筑结构荷载规范