秦山核電二期擴(kuò)建反應(yīng)堆安全殼預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

苗曉強(qiáng)，李先鋒

北京四達(dá)貝克斯工程監(jiān)理有限公司秦山二擴(kuò)項監(jiān)部，浙江嘉興 314300

秦山核電二期擴(kuò)建反應(yīng)堆安全殼預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

苗曉強(qiáng)，李先鋒

北京四達(dá)貝克斯工程監(jiān)理有限公司秦山二擴(kuò)項監(jiān)部，浙江嘉興 314300

秦山核電二期擴(kuò)建工程的是我國自主設(shè)計、自行建造的2×600MW 壓水堆核電站，反應(yīng)堆安全殼為內(nèi)部有鋼襯里的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，采用后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系的反應(yīng)堆安全殼。本文介紹了該工程的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)及施工經(jīng)驗。

安全殼；預(yù)應(yīng)力；張拉施工

1 工程概況

秦山核電二期擴(kuò)建核電站是在原二期的基礎(chǔ)上擴(kuò)建的，共2個反應(yīng)堆，分別為3#、4#反應(yīng)堆，由基礎(chǔ)底板、筒身和穹頂3部分組成。

安全殼預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)為法國FREYSSINET公司K系列后張群錨體系。預(yù)應(yīng)力筋分為豎向、水平和穹頂束3種。豎向束下端錨固于預(yù)應(yīng)力廊道頂板，上端錨固于環(huán)梁的頂面，鋼束類型為36T16，共144 束，沿筒體一周均勻布置；水平束兩端交錯錨固于兩個扶壁柱的兩側(cè)，鋼束類型為19T16，共199束，為全圓周的曲線束，沿高度方向分內(nèi)（R=19 030mm）、外（R=19 230mm）兩層交錯布置；穹頂束兩端均錨固于環(huán)梁的外側(cè)，鋼束類型為19T16，共174束，由三組互成120°的三層鋼束組成。

2 預(yù)應(yīng)力施工機(jī)具和材料

2.1 張拉設(shè)備

本工程采用的千斤頂為法國進(jìn)口的張拉千斤頂。6臺前置式K500F型液壓雙向穿心式千斤頂，最大張拉力為4905kN，最大行程為250mm，主要用于張拉水平束和穹頂束；4臺K1000千斤頂，最大張拉力為8 945kN，最大行程為250mm，主要用于張拉豎向束；1臺C30千斤頂，最大張拉力為310kN，最大行程為180mm，主要用于單根鋼絞線張拉后的松錨和鋼絞線滑絲時的補(bǔ)張拉。

2.2 穿束機(jī)

FREYSSINET公司2V型雙速電動穿束機(jī)，共3臺，有0.6m/s和2.40m/s兩檔穿束速度，用于將單根鋼絞線穿入孔道內(nèi)。

2.3 錨固系統(tǒng)材料

本工程的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)采用的是法國原裝進(jìn)口的FREYSSINET公司K系列后張群錨體系，該體系是專門為反應(yīng)堆安全殼而設(shè)計，由錨頭及夾片、承壓板、喇叭口、灌漿連接器、灌漿帽等組成。

2.4 鋼絞線

鋼絞線采用英國標(biāo)準(zhǔn)BS5896：1980超級7股 15.7mm的1770級低松弛鋼絞線，且將標(biāo)準(zhǔn)中的3.5%的延伸率保證值提到到4%。預(yù)應(yīng)力鋼絞線為國內(nèi)產(chǎn)品，能與Freyssinet公司K系列錨具匹配。本工程采用了天津第一預(yù)應(yīng)力鋼絲有限公司作為鋼絞線的供應(yīng)商。

3 預(yù)應(yīng)力摩擦實(shí)驗

為有效控制鋼束張拉施工質(zhì)量，使安全殼得到預(yù)期的預(yù)應(yīng)力效果，在預(yù)應(yīng)力正式張拉前，必須選擇具有代表性的鋼束，采用與實(shí)際張拉相同的鋼絞線、錨固系統(tǒng)、張拉設(shè)備及張拉方法進(jìn)行張拉試驗以測定孔道摩擦系數(shù)，據(jù)此確定最后張拉力。

4 預(yù)應(yīng)力張拉施工

4.1 穿束

在孔道編號和孔道探查合格后，鋼絞線采用雙速穿束機(jī)向?qū)Ч軆?nèi)進(jìn)行單根推送。豎向束由上向下穿送，水平、穹頂束則由一端穿向另一端。穿束時，鋼絞線從放線盤架中引出，經(jīng)導(dǎo)向滑輪由穿束機(jī)送出，再經(jīng)導(dǎo)向管進(jìn)入孔道，待鋼絞線從孔道另一端伸出時，用對講機(jī)通知控制人員，以低速進(jìn)退鋼絞線，調(diào)整好鋼絞線在穿出端的的外露長度，同時用砂輪切割機(jī)在穿入端的適當(dāng)位置切斷鋼絞線，保證張拉用的外露長度，并將鋼束的外露部分裹上二層塑料薄膜進(jìn)行保護(hù)。

4.2 張拉

張拉工作在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后方可分階段進(jìn)行，豎向束分6個階段，水平束分10個階段，穹頂束分3個階段，張拉順序由設(shè)計給定。

根據(jù)設(shè)計技術(shù)條件0401JT060B《安全殼預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)后張拉和灌漿》的要求張拉力不得超過抗拉極限強(qiáng)度保證值的80%。

4.2.1 張拉工藝

穿束過程中安裝錨頭、夾片→安裝張拉設(shè)備→張拉至初始應(yīng)力（50bar）→安裝測量標(biāo)記并測量初始值→分5級加荷（100bar、200bar、300bar、400bar、最終張拉力）并測量各級荷載下的伸長值→加荷至最終值并持荷3分鐘→測量最終伸長值→頂錨、回油→測量內(nèi)縮量→拆除張拉設(shè)備→驗收→切割多余鋼絞線頭。

4.2.2 張拉控制力

整個安全殼的最終預(yù)應(yīng)力全部由外部所施加的張拉力獲得，張拉控制力的準(zhǔn)確性直接影響混凝土預(yù)壓應(yīng)力能否準(zhǔn)確形成。張拉力是預(yù)應(yīng)力張拉施工中最直接、最關(guān)鍵的控制指標(biāo)之一，在張拉過程中必須嚴(yán)格控制。鋼束實(shí)際張拉力通過千斤頂油壓泵的油壓表中的油壓值P來控制。

4.2.3 實(shí)際伸長值的計算

在施工過程中，實(shí)際伸長值的計算應(yīng)按照下式計算：

ΔL實(shí)＝ΔL1＋ΔL2－A－B－C

ΔL1——從初始應(yīng)力到張拉控制應(yīng)力之間的實(shí)測伸長值(mm)；ΔL2——初始應(yīng)力以下的推算伸長值(mm)（本工程初始應(yīng)力取油壓值為100bar時的應(yīng)力）；A——錨具楔緊引起的鋼束內(nèi)縮值(mm)；B——千斤頂體內(nèi)鋼束的張拉伸長值（經(jīng)計算K1 000千斤頂為5.7mm，K500F為2.3mm）；C——混凝土構(gòu)件的彈性壓縮值（本工程可略去不計）。

4.2.4 伸長值校核與判斷

鋼束張拉除采用控制張拉力外，還應(yīng)校核實(shí)際張拉伸長值和內(nèi)縮值，根據(jù)EJ/T998-96《壓水堆核電廠預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼建造規(guī)范》和設(shè)計規(guī)定實(shí)測伸長值應(yīng)在理論計算伸長值的95%～108%之間，鋼絞線內(nèi)縮量控制在5～8mm范圍內(nèi)。否則應(yīng)查明原因，松錨重新張拉直至合格。

5 施工中注意事項

5.1 穿束過程中注意事項

1）鋼束穿束之前，應(yīng)對鋼絞線的表面狀態(tài)再進(jìn)行一次外觀檢查，表面狀態(tài)應(yīng)符合A、B級，表面狀態(tài)低于C級時被認(rèn)為是致命的缺點(diǎn)，應(yīng)堅決拒用；

2）同一孔道中鋼絞線應(yīng)采用同一盤的鋼絞線，在不得已的情況下，最多采用力學(xué)相近的兩盤鋼絞線，且兩盤鋼絞線其彈性模量之差不能超過5Gpa；

3）鋼絞線在穿束完畢后，切割鋼絞線時應(yīng)采用切割機(jī)或砂輪鋸，不得采用電弧切割。

5.2 張拉過程中的注意事項

1）張拉順序要遵守對稱原則。本工程張拉順序由設(shè)計給定；

2）千斤頂與油泵及壓力表應(yīng)定期配套校驗，且在施工過程中，張拉設(shè)備出現(xiàn)反?，F(xiàn)象或千斤頂檢修后都應(yīng)重新校驗；

3）在安裝千斤頂前應(yīng)檢查錨具、夾片等是否有磨損現(xiàn)象，如果有磨損現(xiàn)象，應(yīng)做報廢處理；

4）在張拉前應(yīng)檢查鋼束、夾片清理是否徹底，夾片與鋼束之間或夾片與錨環(huán)之間是否有油、銹或雜物等，以免在張拉時發(fā)生滑絲現(xiàn)象；

5）工具錨的夾片，應(yīng)注意保持清潔和良好的潤滑狀態(tài)。第一次使用前，應(yīng)在夾片的背面涂上潤滑脂，以后每使用5～10次，向錨板的錐孔中重新涂上一層潤滑劑，以防夾片在退楔時卡住。3#、4#機(jī)組均出現(xiàn)過豎向鋼束張拉完畢后退楔時卡住夾片的現(xiàn)象，有的最終采用切割的方式才將將工具錨取下。

6 結(jié)論

在秦山核電二期擴(kuò)建的3#、4#反應(yīng)堆安全殼預(yù)應(yīng)力施工過程中雖然出現(xiàn)了一些問題，但是及時采取了措施，均未造成最終的質(zhì)量缺陷，約99%鋼束在設(shè)計張拉應(yīng)力下的伸長值滿足設(shè)計要求，其余伸長值偏小，但偏差范圍不大，經(jīng)設(shè)計論證認(rèn)為可以接受。2009年底3#反應(yīng)堆安全殼已經(jīng)初步通過了安全殼整體性實(shí)驗，認(rèn)為3#反應(yīng)堆安全殼完全滿足核級要求，認(rèn)為可以使用。

[1] 核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn).壓水堆核電廠預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼建造規(guī)范EJ/T998-96.中國核工業(yè)總公司，1996.

[2] 核工業(yè)準(zhǔn)則，RCC-G核電廠土建工程設(shè)計和建造規(guī)則，中國核工業(yè)總公司.

[3] 蔣譯漢編著.預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)用施工技術(shù).成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，2000，7.

[4] 熊學(xué)玉，黃鼎業(yè).預(yù)應(yīng)力工程設(shè)計施工手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[5] 核二院技術(shù)規(guī)格書，安全殼預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)后張拉和灌漿0401JT060B等.

TL3

A

1674-6708（2010）18-0080-02