CC BY
31
УДК 338.5:621.311.25:621.039
Б.К. Пергаменщик, P.P. Темишев
ФГБОУВПО «МГСУ»
ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ТРУДОЗАТРАТ ПРИ УКРУПНЕНИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ АЭС
Рассмотрен вопрос изменения трудозатрат при укрупнении специальных армометалли-ческих конструкций АЭС. Приведен пример, позволяющий оценить сокращение сроков возведения выбранной части реакторного отделения.
Ключевые слова: армометаллические конструкции, блочность, укрупнение, трудозатраты, сроки.
Один из основных показателей, влияющих на экономическую эффективность строительства АЭС, — продолжительность ее возведения. Стоимость реализации проекта в значительной степени связана именно с этим показателем. При уменьшении срока строительства сокращаются условно-постоянные расходы, появляется прибыль от реализации дополнительно выработанной электроэнергии. Каждый месяц сокращения срока строительства энергоблока мощностью 1200 МВт оценивается примерно в 150 млн р., соответственно полугодие — около 1 млрд р.
Общую продолжительность в известной мере определяют работы по возведению железобетонных конструкций гермозоны реакторного отделения. Эту часть здания отличает сложная конфигурация, расход арматуры до 300 кг/м3, насыщенность закладными, проходками и, как следствие, большая удельная трудоемкость. Выполнение арматурных работ по традиционной технологии в условиях длительного зимнего периода, нехватки квалифицированных рабочих связана со значительными трудозатратами, увеличением сроков строительства по сравнению с достигнутыми в ряде других стран с более благоприятными климатическими условиями и бездефицитным рынком труда.
Один из путей сокращения сроков строительства является перенос части арматурных и опалубочных работ на завод и приобъектную стройбазу. В свое время в СССР при сооружении АЭС широко использовался крупноблочный монтаж армометалличе-ских блоков защитных стен и перекрытий с несъемной опалубкой из металлического листа, который и сегодня достаточно успешен. Сложились различные варианты строительно-технологической цепочки, отличающиеся размерами заводских блоков, наличием этапов их предмонтажного укрупнения на стройбазе и доукрупнения в зоне действия основного монтажного крана. Сверхкрупный монтажный блок в некоторых случаях собирается из «россыпи» на открытых площадках, в специальных цехах стройбазы. В этом случае приходится решать проблемы выбора транспортного средства, кранов не только на монтаже, но и при изготовлении блоков. Преимущества схемы — исключение этапа укрупнительной сборки относительно небольших заводских блоков.
Одной из важнейших представляется задача по оценке трудозатрат на укрупнении и монтаже при изменении степени монтажной блочности. Традиционные методы расчета базируются главным образом на укрупненных удельных показателях, выражаемых в чел.-ч на единицу объема работ, которые определяются, как правило, по фактическим результатам строительства предыдущих энергоблоков или путем использования объектов-аналогов. При таком подходе не учитываются характер, параметры разрезки. На стадии разработки проектов производства работ (ППР) трудозатраты определяются методом калькулирования. При этом способе в качестве исходных данных используют перечень технологических операций, составляющих процесс монтажа, нормативы удельных трудоемкостей (единичные нормы времени) и объемы работ по каждой технологической операции. Основным положительным качеством данного
ВЕСТНИК МГСУ
метода является высокая точность результатов расчета. При калькулировании появляется возможность оценить влияние на трудозатраты специфики конструктивных решений отдельных частей зданий, монтажных блоков и их стыков, характер разрезок на заводские и монтажные блоки, условия работ на монтаже и укрупнении.
Одна из первых попыток оценить влияние монтажной блочности применительно к специальным конструкциям АЭС с реакторами ВВЭР-1000 предпринята в [1]. Автор определял зависимости удельных трудозатрат на монтаж армометалических и армо-железобетониых конструкций от средних масс блоков разрезок. Исходным статистическим материалом послужили данные калькуляций ряда специализированных монтажных управлений, проектных институтов, нормативно-исследовательских станций.
Зависимости трудозатрат по монтажу аппроксимировались функциями вида
У(ш) = аш-Ъ,
где У(ш) — трудозатраты на одну тонну монтируемых конструкций; ш — средняя масса блоков монтажной схемы; а, Ъ — коэффициенты.
Недостаточность объема фактических данных заставила автора сделать замечание об ориентировочном характере полученных оптимальных значений средних масс монтажных блоков.
В другой работе [2] также были предложены эмпирические зависимости удельных трудозатрат на укрупнении и монтаже конструкций унифицированной АЭС. В методическом отношении исследование аналогично предыдущей работе, но базируется на новых, более обширных фактических данных по трудоемкостям, накопленным в ходе строительства ряда энергоблоков Запорожской, Калининской и Балаковской АЭС. Однако и здесь объемы выборочных совокупностей не позволили исследовать изменение трудозатрат дифференцировано. В одной выборочной совокупности смешаны данные по весьма разнородным в конструктивном отношении фрагментам сооружения (защитная оболочка, опорная плита, стены, перекрытиям гермозоны), полученные на различных АЭС и, следовательно, в неодинаковых организационно-технологических условиях. Поэтому имели место высокие расхождения трудозатрат на монтаж однотипных по конструкции и массе элементам: от 1,6 до 3 раз.
Аналогично определялись зависимости трудозатрат на укрупнении и монтаже конструкций АЭС в ряде других работ. Исследования обычно базировалось на фактических и калькуляционных данных. Параметром функции трудозатрат, подбираемых методами корреляционного анализа, являлась опять же средняя масса монтажных блоков. Предложенные зависимости для расчета трудозатрат справедливы лишь для частных проектных решений и достаточно узких (до 16 т) интервалов масс блоков.
Предлагаемый нами метод, изложенный в ряде работ [3—6], основан на ряде предпосылок, которые можно разделить на две группы. К первой группе относятся предпосылки, лежащие в основе традиционных методов расчета и справедливые при определении трудозатрат на монтаж любых строительных конструкций. Вторую группу образуют предпосылки, справедливые только для рассматриваемого специального класса сборно-монолитных конструкций, поскольку вытекают из специфики их проектных решений (однородность стыков, пропорциональность соответствующей составляющей трудозатрат их протяженности и некоторые другие) и методов монтажа, а так же особенностей структуры трудозатрат.
Трудозатраты на этапе монтажа одной конструктивно-однородной части здания рассчитываются суммированием составляющих по установке армоопалубочных блоков в проектное положение, организации стыков между блоками, а также стыков с ранее возведенными конструктивами, по монтажу россыпи. Каждая составляющая вычисляется суммированием приведенной удельной величины на соответствующий объем работ. Удельные величины инварианты относительно степени укрупнения и характера разрезки, что позволяет оценить суммарные трудозатраты различных вариантов монтажных схем, не прибегая к корректировке нормативной базы.
Объемами работ в предлагаемом методе являются количество монтажных единиц (блоков) их общая масса, масса россыпи, длины (площади) стыков между блоками, а так же между конструктивно-различными частями здания в каждом из направлений. Использование указанных приведенных объемов работ и удельных показателей, существенно упрощает и ускоряет расчет трудозатрат на укрупнение и монтаж для заданных схем разрезок конструкций по сравнению с методом калькулирования при практически одинаковой с ним точности конечного результата.
Общая схема расчета трудозатрат на этапе укрупнения заводских элементов одной конструктивно-однородной части по структуре идентична схеме расчета трудозатрат на монтаже и отличается от нее только величинами удельных трудозатрат, включая коэффициенты на условия работ и отсутствием составляющей (по стыкам примыкания конструктивно разнородных частей друг к другу (если укрупнение не предусматривает их объединение в объемные монтажные фрагменты).
В качестве примера использования методики проведен расчет трудозатрат для различной степени предмонтажного укрупнения стеновых армометаллических конструкций гермозоны в отм. 8,14—14,50 проекта НВАЭС-2. Выбранный фрагмент имеет следующие характеристики: высота — 6,36 м; длина — 48,0 м; толщина —1 м; площадь лицевой поверхности с двух сторон 5" = 610,56 м2; масса армометаллических конструкций — 53,12 т принята в соответствии с удельной металлоемкостью 174 кг/м3 по проекту АЭС В-320 (арматура — 73 кг/м3; облицовка — 94 кг/м3; закладные и прочее — 7 кг/м3). Принято, что исходная разрезка состоит из 16 примерно одинаковых блоков заводского изготовления, включающих рабочую и конструктивную арматуру, фермы и связи, обеспечивающие транспортно-монтажную жесткость, закладные детали, а также двухстороннюю металлическую облицовку (несъемная опалубка — внешнее листовое армирование). Высота каждого блока — 6,36 м, длина — 3 м, толщина — 1 м, масса — 3,32 т. Стык вертикальной рабочей арматуры с нижележащим перекрытием принимается петлевой, стык облицовки — сварной негерметичный, с помощью накладки.
Удельные трудозатраты (на блок как монтажную единицу, на 1 т массы блока, на 1 п.м. стыка между блоками отдельно на укрупнении и монтаже, на 1 п.м. стыка примыкания к нижележащему перекрытию) получены на основании анализа калькуляции Южэнергомонтажа, которые использовались при строительстве Запорожской АЭС. При оценке удельных трудозатрат по организации стыков исключались трудозатраты технологических операций по герметизации сварных швов облицовки с образованием вакуум-камеры, по контролю качества сварных швов опрессовкой сжатым воздухом.
В расчетах приняты следующие удельные трудозатраты, чел.-ч на монтаже / укрупнении:
на 1 блок: 21,96 / 1,45 (заводской) и 10,96 (укрупненный);
1 т блока: 0,95/1,39;
1 п.м. вертикального стыка: 6,11/6,42;
1 п.м. горизонтального стыка: 3,40/3,73;
1 п.м. стыка примыкания к перекрытию: 3,59/-;
1 т россыпи: - /9,66...62,08.
В числителе трудозатраты на объекте (при монтаже), в знаменателе — на полигоне (при укрупнении). Представленные удельные величины определены с учетом повышающих коэффициентов на высотные и на неудобные-стесненные условия работ, а также с учетом трудоемкости дополнительных технологических операций по обеспечению транспортно-монтажной жесткости укрупненных блоков.
Рассматривались следующие варианты предмонтажного укрупнения заводских блоков: по два заводских в одном монтажном, по четыре, по восемь, а также предельный случай укрупнения всех заводских блоков в один монтажный. Результаты расчета приведены в табл. 1. С увеличением степени укрупнения трудозатраты снижаются до 23,7 % от начальных (при объединении всех 16 заводских блоков в один монтажный элемент).
Табл. 1. Трудозатраты на монтаже в зависимости от количества и средней массы монтажных блоков
Количество Средняя масса Трудозатраты Относительное из- Снижение
монтажных бло- монтажных на монтаже, менение трудоза- трудозатрат,
ков, шт блоков, т чел.-ч трат, % %
16 3,32 1195,9 100 0
8 6,64 709,3 59,3 40,7
4 13,28 466,1 39 61
2 26,56 344,4 28,8 71,2
1 53,12 283,6 23,7 76,3
Как известно, работы по гермозоне лежат на критическом пути. Если принять за Т продолжительность критического пути по возведению рассматриваемых стеновых конструкций и считать, что 70 % этого времени связано с монтажом заводских армоб-локов (остальные 30 % — штучная арматура, опалубка по месту, подготовка блока к бетонированию, бетонирование), то предмонтажное укрупнение до единичной массы 26,56 т (блок высотой 6,36 м и длиной 24 м) позволит сократить продолжительность этого этапа строительства с Т до 0,3Г + 0,7Т 0,288 = 0,50Г. Есть основание полагать, что с теми или иными корректировками, которые связаны с особенностями конструктивного решения стен, перекрытий, других элементов гермозоны, полученная закономерность будет сохраняться. С увеличением массы заводского блока эффективность предмонтажного укрупнения снижается. Максимальное укрупнение блоков 6,64 и 13,28 т до массы 53,12 т приведет к снижению трудозатрат на монтаже соответственно на 60 и 40 %.
Снижение трудозатрат на монтаже сопровождается их ростом на этапе укрупнения блоков (табл. 2). При укрупнении всех 16 заводских блоков в один монтажный эти трудозатраты достигают значения 861,3 чел.-ч.
Табл. 2. Трудозатраты на укрупнении в зависимости от количества и средней массы монтажных блоков
Количество монтажных блоков, шт. Средняя масса монтажных блоков, т Трудозатраты на укрупнении, чел.-ч
16 3,32 0
8 6,64 587,4
4 13,28 745
2 26,56 823,7
1 53,12 863,1
Суммарные трудозатраты по мере укрупнения в начале увеличиваются, а затем несколько снижаются (табл. 3). При технологии с максимальным укрупнением всех заводских блоков в один монтажный они примерно на 4 % ниже, чем при монтаже исходными блоками.
Табл. 3. Суммарные трудозатраты в зависимости от количества и средней массы монтажных блоков
Количество Средняя масса Суммарные Относительная вели- Изменение сум-
монтажных монтажных трудозатраты, чина суммарных тру- марных трудоза-
блоков, шт. блоков, т чел.-ч дозатрат, % трат, %
16 3,32 1195,9 100 0
8 6,64 1296,8 108,4 8,4
4 13,28 1211 101,3 1,3
2 26,56 1168,2 97,7 -2,3
1 53,12 1146,7 95,9 -4,1
На величину суммарных трудозатрат оказывают влияние два конкурирующих фактора. Увеличение трудозатрат объясняется появлением дополнительных операций по разгрузке заводских блоков на площадке укрупнительной сборки, их установке на стенды-кондукторы, погрузке укрупненных монтажных блоков на транспортные средства. Появляется необходимость обеспечить на этапе укрупнения дополнительную транспортно-монтажную жесткость блоков путем установки дополнительных связей при организации стыков. Но работы на укрупнении выполняются в более комфортных условиях, отсутствует или снижается величина повышающего коэффициента, связанного с высотными, а также неудобными-стесненными условиями работ. Характер изменения трудозатрат может отличаться при изменении степени армирования, типа стыка и других факторов, однако общая закономерность должна сохраниться.
Библиографический список
1. Берндт А. Определение рациональной блочности конструкций реакторного отделения АЭС среакторами ВВЭР-1000 : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. М., 1982.
2. Анализ методов сооружения реакторных отделений АЭС с реакторами ВВЭР-1000 / Л.А. Толкачев, О.В. Колтун, A.C. Павлов, В.В. Шишкин // Энергетическое строительство. 1989. № 2.
3. Пергаменщик Б.К., Темишев P.P. Метод расчета трудозатрат при монтаже конструкций АЭС // Энергетическое строительство. 1989. № 7.
4. Пергаменщик Б.К., Темишев P.P. Об оценке эффективности сооружения реакторных отделений АЭС ВВЭР-1000 // Энергетическое строительство. 1989. № 8.
5. Закономерности перераспределения трудозатрат при изменении монтажной блочности АЭС / Б.К. Пергаменщик и др. // Организационно-экономические резервы интенсификации строительного производства : межвуз. сб. науч. тр. М. : МИСИ, 1989.
6. Пергаменщик Б.К., Темишев P.P. Прогнозирование трудозатрат при монтаже конструкций биологических защит АЭС // Известия вузов. Серия Строительство и архитектура. 1990. № 4.
Поступила в редакцию в декабре 2011 г.
Об авторах: Пергаменщик Борис Климентьевич — кандидат технических наук, профессор кафедры строительства тепловых и атомных электростанций, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», 129337, Россия, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8-(499)-183-25-83, [email protected];
Темишев Руслан Рамзанович — кандидат экономических наук, доцент, доцент кафедры менеджмента и инноваций, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», 129337, Россия, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8-(964)-795-19-15, [email protected].
Для цитирования: Пергаменщик Б.К., Темишев P.P. Изменение величины трудозатрат при укрупнении специальных конструкций АЭС // Вестник МГСУ. 2012. № 1. С. 138—143.
B.K. Pergamenshhik, R.R. Temishev
CHANGE IN THE LABOR COSTS AT INTEGRATION OF SPECIAL DESIGN NPP
The question of changes in labor costs for consolidation of special armometal construction accident. An example is given for assessing the reduction of terms of raising the selected part of the reactor compartment.
Key words: armometal design, blocking, consolidation, labor cost, time.
Reference
1. Berndt A. Opredelenie racional'noj blochnosti konstrukcij reaktornogo otdelenija AJeS s reaktorami VVJeR-1000 [Definition of a rational blocking structures of atomic power stations with PWR-1000 reactors]. Moscow, 1982.
2. Tolkachev L.A., Koltun O.V., Pavlov A.S., Shishkin, V.V. Analiz metodov sooruzhenija reaktornyh otdelenij AJeS s reaktorami VVJeR-1000 [Analysis methods construction of atomic power stations with PWR-1000]. Jenergeticheskoe stroitel'stvo [Power Construction], no 2, 1989.
3. Pergamenshchik B.K., Temishev R.R. Metod rascheta trudozatrat pri montazhe konstrukcij AJeS [The method of calculating labor costs for installation design nuclear power plants]. Jenergeticheskoe stroitel'stvo [Power Engineering Construction], no 7, 1989.
ВЕСТНИК МГСУ
4. Pergamenshchik B.K., Temishev R.R. Ob ocenke jeffektivnosti sooruzhenija reaktornyh otdelenij AJeS VVJeR-1000 [An assessment of the construction of atomic power stations PWR-1000] // Power Construction, № 8, 1989.
5. Pergamenschik B.K., etc. Zakonomernosti pereraspredelenija trudozatrat pri izmenenii montazh-noj blochnosti AJeS [Regularities of redistribution of labor when the mounting block structure of nuclear power plants]. Organizacionno-jekonomicheskie rezervy intensifikacii stroitel'nogo proizvodstva : mezh-vuz. sb. nauch. tr. [Organizational and economic resources for the intensification of construction industry. Interuniversity collection of scientific papers], Moscow, IISS, 1989.
6. Pergamenshchik B.K., Temishev R.R. Prognozirovanie trudozatrat pri montazhe konstrukcij bi-ologicheskih zawit AJeS [Prediction of labor for installation of structures of biological protection NPP]. Izvestija vuzov. Serija Stroitel'stvo i arhitektura [Proceedings of the college. A series of construction and architecture], no 4, 1990.
A b o u t a u t h o r s: Pergamenshchik Boris Klimentjevich — the Candidate of Tecnics Sciences, the Associate professor of Construction of Thermal and Nuclear Power Plants, Moscow State University of Civil Engineering (MSUCE), 26, Jaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russia, +7-(499)-183-25-83;
Temishev Ruslan Ramzanovich — the Candidate of Economic Sciences, the Associate Professor of Management and Innovation, Moscow State University of Civil Engineering (MSUCE), 26, Jaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russia, +7-(964)-795-19-15, [email protected].
F o r c i t a t i o n: Pergamenshchik B.K., Temishev R.R. Izmenenie velichiny trudozatrat pri ukrupnenii special'nyh konstrukcij AJeS [Change in the labor costs at integration of special design NPP]. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering], 2012, no 1, Pp. 138—143.
