楊三軍　李瑞

摘要：隨著模塊化施工安裝技術(shù)的推廣，化工項(xiàng)目中的鋼結(jié)構(gòu)施工安裝也實(shí)現(xiàn)模塊化，在此基礎(chǔ)上鋼結(jié)構(gòu)模塊化預(yù)制安裝技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)越性，被廣大的化工行業(yè)施工企業(yè)所采用。文章從施工工期、施工安全性、施工質(zhì)量保證和施工成本控制四方面對(duì)鋼結(jié)構(gòu)模塊化預(yù)制安裝技術(shù)所表現(xiàn)出的優(yōu)越性進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；模塊化；預(yù)制安裝；優(yōu)越性；化工項(xiàng)目；化工行業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TE682 文章編號(hào)：1009-2374（2017）10-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.014

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的化工廠拔地而起，在這些化工廠的建造過(guò)程中，有大量的先進(jìn)施工技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中模塊化預(yù)制安裝技術(shù)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。模塊化施工技術(shù)作為新產(chǎn)業(yè)和科學(xué)發(fā)展的方向，為各類建造行業(yè)提供了創(chuàng)造性的新思維，在這種大背景下，化工行業(yè)也大量采用模塊化的建造方式，由于化工行業(yè)的特殊性，大多數(shù)的結(jié)構(gòu)都采用鋼結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)其高溫高壓的生產(chǎn)環(huán)境。因此化工行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)也逐步實(shí)現(xiàn)模塊化，在此基礎(chǔ)上鋼結(jié)構(gòu)模塊化預(yù)制安裝技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)越性，被廣大的化工行業(yè)施工企業(yè)所采用，本文將就其優(yōu)越性進(jìn)行全方位的闡述。

1 在施工工期上的優(yōu)越性

化工設(shè)備是多種多樣的，在建造之初施工企業(yè)就可以按照設(shè)計(jì)將這些鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備分解成不同的鋼結(jié)構(gòu)模塊，而且這些鋼結(jié)構(gòu)模塊可以不同的工廠進(jìn)行預(yù)制、預(yù)組裝，做到與不能模塊化生產(chǎn)的設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)同步，甚至可以提前完成，這樣就實(shí)現(xiàn)了建造過(guò)程的分布式推進(jìn)，保證鋼結(jié)構(gòu)模塊的流水作業(yè)與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)同步

進(jìn)行。

1.1 縮短設(shè)計(jì)工期

化工行業(yè)那種閉門(mén)造車單打獨(dú)斗的方式已經(jīng)過(guò)去了，在同類型的化工產(chǎn)品生產(chǎn)廠，一些壓力容器、鋼梁和鋼構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和功能基本相同，所以一些鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備在設(shè)計(jì)之初就通過(guò)采用類庫(kù)的形式，將這類鋼結(jié)構(gòu)變成了一個(gè)模塊，設(shè)計(jì)者關(guān)注的重點(diǎn)放在了自身化工產(chǎn)品的特殊性生產(chǎn)方式上，這樣大大縮短了設(shè)計(jì)的時(shí)間。

1.2 縮短安裝施工工期

由于這種通用的鋼結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谏鐣?huì)上較普及，這樣大大增加了能夠建造此類模塊的工廠，而且可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制，使得模塊從一家生產(chǎn)變成了工廠分布于世界各地，從下單建造變成了提前預(yù)制，這樣化工項(xiàng)目的建造企業(yè)就可以通過(guò)采購(gòu)的方式快速獲得鋼結(jié)構(gòu)模塊，而不會(huì)出現(xiàn)由于模塊生產(chǎn)廠無(wú)法按時(shí)交貨而造成整個(gè)工程的時(shí)間延誤。

1.3 縮短無(wú)損檢測(cè)的時(shí)間

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備往往需要進(jìn)行性能測(cè)試，如果這些鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化處理后，就可以進(jìn)行單獨(dú)的檢測(cè)，如果在檢測(cè)過(guò)程中該模塊不合格，就及時(shí)更換或?qū)δK進(jìn)行維修，最終當(dāng)全部預(yù)制的合格鋼結(jié)構(gòu)模塊吊裝調(diào)試完成進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，這樣就避免了過(guò)去鋼結(jié)構(gòu)在建造時(shí)邊建造邊測(cè)試的方式。

2 在施工安全性上的優(yōu)越性

鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制安裝在施工安全性上是傳統(tǒng)安裝施工無(wú)法比擬的。

2.1 減少了作業(yè)人員高空作業(yè)時(shí)間

由于鋼結(jié)構(gòu)模塊在預(yù)制過(guò)程中大部分工作是在地面進(jìn)行，只是在最后階段才進(jìn)行高空進(jìn)行吊裝，而且由于是模塊化拼裝，在各鋼結(jié)構(gòu)模塊連接處都預(yù)留了拼裝結(jié)構(gòu)，在組裝過(guò)程中施工人員就通過(guò)聯(lián)接螺栓的緊固或焊接，就可以在較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備整體建造。從而避免了整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)安裝在高空建造過(guò)程中需要搭設(shè)大量的腳手架配合，減少了作業(yè)人員的高空作業(yè)時(shí)間。

2.2 提高了施工組織的安全性

鋼結(jié)構(gòu)模塊在預(yù)制過(guò)程中可以在不同的場(chǎng)地進(jìn)行施工，減少了鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程的相互交叉和干擾，即使鋼結(jié)構(gòu)模塊與土建施工同時(shí)開(kāi)展，其主要集中在吊裝現(xiàn)場(chǎng)，這樣相互重疊的作業(yè)面少，交叉作業(yè)少，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工人需求數(shù)量少，大型的吊裝機(jī)具只在吊裝過(guò)程中出現(xiàn)，而且吊裝結(jié)束就離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，停留時(shí)間短，減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員數(shù)量和作業(yè)時(shí)間。由于鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制施工將現(xiàn)場(chǎng)大量的作業(yè)放到了預(yù)制廠進(jìn)行，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)材料擺放場(chǎng)地，降低了現(xiàn)場(chǎng)資源的損耗，使施工現(xiàn)場(chǎng)組織能夠變得更加有序合理，其過(guò)程極大地降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 施工難度的降低

在一些化工項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備非常巨大，如果在現(xiàn)場(chǎng)制作需要搭建大規(guī)模的腳手架，同時(shí)這種設(shè)備多在室外進(jìn)行，這樣對(duì)氣候和環(huán)境的要求較高。而采用鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制安裝技術(shù)后，可以將大型的鋼結(jié)構(gòu)分解成小的模塊，這些小模塊可以在室內(nèi)進(jìn)行加工生產(chǎn)，等到小模塊建成后，在氣候、環(huán)境、人員各方面準(zhǔn)備充分的條件下進(jìn)行組裝，現(xiàn)場(chǎng)施工工序被減少到最少，現(xiàn)場(chǎng)安裝工期將會(huì)被大幅壓縮，受惡劣天氣影響降至最低，可以大大的降低施工難度。

3 在施工質(zhì)量控制上的優(yōu)越性

3.1 對(duì)單體鋼結(jié)構(gòu)模塊制造質(zhì)量的把控

所謂“術(shù)業(yè)有專攻”，如今在鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制領(lǐng)域越來(lái)越顯示出專業(yè)化的趨勢(shì)，一些模塊的專業(yè)化制造工廠，其工裝機(jī)具非常精良，而且人員在其相應(yīng)的領(lǐng)域也得到了更加專業(yè)的培訓(xùn)，使得在鋼結(jié)構(gòu)模塊的生產(chǎn)上從制造精度和工作效率方面都有切實(shí)的保證。同時(shí)由于單體的鋼結(jié)構(gòu)模塊可以在工廠制造，其加工制造條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)條件，在制造過(guò)程受天氣、施工環(huán)境因素影響較小，而且不受現(xiàn)場(chǎng)建造時(shí)施工場(chǎng)地的限制，特別是在大型鋼結(jié)構(gòu)制造時(shí)需要?dú)怏w保護(hù)焊和埋弧焊等高效焊接方法時(shí)，使鋼結(jié)構(gòu)從材料切割和除銹等工序都比現(xiàn)場(chǎng)更有利于制造。以焊接過(guò)程來(lái)講，一些在現(xiàn)場(chǎng)必須進(jìn)行立焊和固定焊的部位，在工廠制造時(shí)都可以改為平焊和轉(zhuǎn)動(dòng)焊，這樣一方面降低了技術(shù)難度；另一方面也可以大幅提高焊接質(zhì)量。

3.2 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)模塊功能質(zhì)量的把控

鋼結(jié)構(gòu)框架預(yù)制完成后按規(guī)范要求需要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，一般在整體施工結(jié)束后才能進(jìn)行，如果其中一些部件的質(zhì)量不合格就會(huì)造成整體性能的不合格，整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)也許要拆除重新建造。采用鋼結(jié)構(gòu)模塊化后，這種現(xiàn)象會(huì)大大避免，在一個(gè)單體鋼結(jié)構(gòu)模塊建成后，技術(shù)人員就可以對(duì)這個(gè)單體的各項(xiàng)物理和化學(xué)性能進(jìn)行全面的檢測(cè)，對(duì)于一些不合格的模塊，在進(jìn)行整體組裝前就得以發(fā)現(xiàn)，對(duì)這些不合格的模塊進(jìn)行再加工或者直接重新制作，從源頭上杜絕了“千里之堤毀于蟻穴”這種情況的發(fā)生。

3.3 對(duì)于設(shè)計(jì)缺陷的把控

一些工程由于工期緊、設(shè)計(jì)時(shí)間短，其中的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝按照有缺陷的圖紙建造整體鋼結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)施工又處于工程施工的初始階段，這樣就會(huì)造成這個(gè)施工的停止。鋼結(jié)構(gòu)框架預(yù)制完成后按規(guī)范要求需要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，有利于發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)文件不完善或不適合的細(xì)節(jié)。特別是一些大型的鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理、節(jié)點(diǎn)圖表述不清楚和制造中存在難以實(shí)施的情況等問(wèn)題，采取鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工可以最大限度地規(guī)避這些問(wèn)題以及其他一些通常只有在現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)才能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，并及時(shí)予以修正。

4 在建造成本上的優(yōu)越性

化工項(xiàng)目建設(shè)一般周期長(zhǎng)，項(xiàng)目涉及的領(lǐng)域也非常多，從材料的采購(gòu)到機(jī)械和人工的管理，都必須對(duì)其中的成本支出嚴(yán)格把關(guān)，設(shè)備成本、人力成本、運(yùn)輸成本、資金成本等各單項(xiàng)成本都影響著項(xiàng)目總成本的控制，而鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制安裝可以將這些單項(xiàng)成本變得有序可控。

4.1 對(duì)材料設(shè)備采購(gòu)的控制

在化工項(xiàng)目建設(shè)沒(méi)有開(kāi)展模塊化以前，鋼結(jié)構(gòu)建造中從鋼材的采購(gòu)到鋼結(jié)構(gòu)的焊接組裝都是線性發(fā)展的，在建造過(guò)程中各種影響因素較多，材料采購(gòu)要做出一些預(yù)留就要多占用一些材料成本，在人工焊接和組裝過(guò)程中要考慮到材料的使用率、工藝水平、施工周期不同造成的人力成本的變化等這些都大大增加了建造成本控制的難度，而采用鋼結(jié)構(gòu)模塊的預(yù)制后，其采購(gòu)成本一目了然，而且可以通過(guò)模塊招標(biāo)采購(gòu)的方式，降低模塊的成本。并通過(guò)模塊的不同地域的采購(gòu)還能享受一些當(dāng)?shù)氐亩愂蘸捅O(jiān)管費(fèi)用方面的優(yōu)惠。

4.2 對(duì)管理成本的控制

在鋼結(jié)構(gòu)的建造過(guò)程中焊接、運(yùn)輸、吊裝、檢測(cè)等環(huán)節(jié)都需要大量的人力資源，在進(jìn)行人力資源管理和調(diào)配過(guò)程中又需要大量的管理人員，這樣就形成了多層次的管理模式，這種多層次管理模式一般情況下效率較低，而采用鋼結(jié)構(gòu)模塊的預(yù)制模式后，鋼結(jié)構(gòu)模塊的建造過(guò)程都是單獨(dú)進(jìn)行的，每個(gè)模塊都有不同的管理團(tuán)隊(duì)，這樣就對(duì)整個(gè)化工項(xiàng)目管理沒(méi)有了依賴性，只有當(dāng)該模塊被使用時(shí)，才通過(guò)項(xiàng)目的管理團(tuán)隊(duì)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。另一方面，由于模塊化的施工使得施工難度降低，人員勞動(dòng)效率提高，在工期縮短的同時(shí)，人工消耗更少，大大節(jié)省了成本支出。

4.3 有利于重復(fù)利用

由于鋼結(jié)構(gòu)模塊是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拼接完成，屬于可拆卸、可移動(dòng)設(shè)施，現(xiàn)場(chǎng)拆裝搬運(yùn)方便，施工企業(yè)可以根據(jù)需要，對(duì)預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行移動(dòng)。相比傳統(tǒng)建筑形式，模塊化建筑形式將土建、制造以及安裝進(jìn)行深度交叉，減少了間接費(fèi)用、提高了生產(chǎn)效率，在保證工程質(zhì)量的情況下極大地縮短了工期。

5 結(jié)語(yǔ)

就鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制安裝技術(shù)本身而言，在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)要綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地平面布置，氣候環(huán)境對(duì)施工的影響，將各種鋼結(jié)構(gòu)模塊的地面拼裝、單一鋼結(jié)構(gòu)模塊的工廠化生產(chǎn)以及在模塊化組裝利用大型吊車集約化吊裝的各個(gè)階段，都要有針對(duì)性地對(duì)施工安裝的技術(shù)方案有一個(gè)整體的研究，特別是一些鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)間緊、工藝要求高的大型項(xiàng)目，更要加強(qiáng)模塊施工的理念，力求將這種高效、安全的模塊化施工模式做到最好，使其在人工成本不斷提高、追求安全、講求效率的施工大環(huán)境下，將鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制安裝技術(shù)的優(yōu)越性得到最大程度的發(fā)揮。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）