“華龍一號(hào)”核島重輕軌支承預(yù)埋件分析及控制

(中國(guó)核電工程有限公司,北京 100840)

福清核電站“華龍一號(hào)”使用重輕軌方式引入設(shè)備在我國(guó)核電史上尚屬首例。重輕軌擁有全新的方案造型、全新的設(shè)計(jì)理念。重輕軌焊接于支承埋件上,重輕軌支承埋件安裝于反應(yīng)堆核島廠房16.5平臺(tái),敷設(shè)路徑從外至內(nèi)分別通過(guò)KX廠房(燃料廠房)、RX廠房(反應(yīng)堆廠房,)支承埋件設(shè)置在重輕軌下方,見(jiàn)圖1。用于支承固定(焊接)重輕軌,重軌支承埋件尺寸為500 mm×500 mm,見(jiàn)圖2,輕軌支承埋件尺寸為220 mm×500 mm,見(jiàn)圖3。

圖1 福清5號(hào)機(jī)組重輕軌埋件布置圖Fig.1 The layout of the buried parts for heavy and light rails of Fuqing 5

1 福清5號(hào)機(jī)組重輕軌埋件的超差數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)

重輕軌支承埋件安裝精度要求高,現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆注時(shí)易出現(xiàn)偏差,處理此偏差埋件后續(xù)施工共計(jì)1 000多個(gè)工日,圖紙及技術(shù)要求的公差范圍：5號(hào)機(jī)組重輕軌支承埋件設(shè)計(jì)參數(shù)及偏差對(duì)比要求見(jiàn)下表,偏差數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)圖4。

圖2 重軌支撐埋件圖Fig.2 The buried parts of heavy rail support

圖3 輕軌支撐埋件圖Fig.3 The buried parts of light rail support

重軌支承埋件輕軌支承埋件標(biāo)高要求/m16.50016.460標(biāo)高公差要求/mm-5～0標(biāo)高最大超差/mm-16-19平整度要求/(mm/m)3(單塊1.5)平整度最大超差/mm10-19位置公差要求/mm±10位置最大超差/mm24—

圖4 5號(hào)機(jī)組重輕軌數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析圖Fig.4 Statistical analysis diagram of heavy and light rail data of Fuqing 5

2 福清5號(hào)機(jī)組埋件超差原因分析

通過(guò)對(duì)“華龍一號(hào)”5號(hào)核島重輕軌的支承埋件的數(shù)據(jù)超差分析,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際發(fā)生的案例,對(duì)高精度埋件所涉及的人機(jī)法料環(huán)五個(gè)方面進(jìn)行剖析,分析了支承埋件超差的產(chǎn)生原因：

(1)對(duì)于高精度的埋件按常規(guī)埋件進(jìn)行施工,相關(guān)施工人員無(wú)施工經(jīng)驗(yàn)。

(2)在混凝土澆筑過(guò)程中振搗棒觸碰埋件鋼筋,造成偏差,且未安排測(cè)量放線人員跟蹤測(cè)量。

(3)相關(guān)技術(shù)或程序要求執(zhí)行不充分,安全技術(shù)交底,未對(duì)所有涉及高精度埋件安裝的施工 人員進(jìn)行交底,明確安裝要求及重點(diǎn)控制事項(xiàng)。

(4)高精度的埋件的面板預(yù)制平整度無(wú)相關(guān)要求,但給安裝過(guò)程減少調(diào)整的空間。

(5)設(shè)計(jì)在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)未考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的難度和可行性,埋件在預(yù)制場(chǎng)一次成型,后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中無(wú)調(diào)節(jié)措施；灌漿養(yǎng)護(hù)時(shí)無(wú)隔離,人員踩踏造成偏差；未考慮埋件自然沉降造成的誤差。

3 福清5號(hào)機(jī)組重輕軌預(yù)埋問(wèn)題處理措施3.1 輕軌處理措施

3.1.1 整體打磨措施

針對(duì)標(biāo)高為正偏差(0～5)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行打磨處理,打磨標(biāo)高控制在16.46 m以下,誤差控制到-5～0 mm,打磨位置平整度控制在1.5 mm以內(nèi)。

3.1.2 局部打磨措施

針對(duì)標(biāo)高為負(fù)偏差(-19～0 mm)且平整度超差的埋件,對(duì)埋件長(zhǎng)邊方向兩端邊緣不小于50 mm位置進(jìn)行局部打磨,打磨位置平整度控制在1.5 mm以內(nèi)。

1)埋件長(zhǎng)邊方向兩端分別增加兩塊50 mm×220 mm墊板,墊板厚度根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行確定,詳見(jiàn)圖5,墊板加設(shè)后復(fù)測(cè)墊板頂標(biāo)高,數(shù)據(jù)合格后,將墊板與一次埋件進(jìn)行單邊滿焊,焊縫同加設(shè)墊板高度齊平,墊板焊接合格后進(jìn)行輕軌軌道安裝。

圖5 設(shè)墊板示意圖圖(陰影部分)Fig.5 Schematic of cushion plate (shaded part)

2)埋件長(zhǎng)邊方向兩端分別增加兩塊墊板后,軌道與埋件之間空隙處增加墊板填充,詳見(jiàn)圖 6并點(diǎn)焊固定,且每一段軌道的兩側(cè)頭部20 mm范圍內(nèi)不得施焊,從30 mm以后開(kāi)始必須施焊,該條起點(diǎn)焊縫長(zhǎng)度不小于50 mm的要求。

3.2 重軌處理措施

(1)超差埋件打磨處理措施

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)超差埋件進(jìn)行打磨,打磨寬度不小于120 mm,詳見(jiàn)圖7。

圖7 打磨區(qū)域示意圖Fig.7 Schematic of grinding area

(2)增加墊板及焊接

打磨完成后,增加墊板,通過(guò)墊板調(diào)整預(yù)埋件的頂標(biāo)高,以滿足后續(xù)導(dǎo)向軌標(biāo)高及位置安裝,導(dǎo)向軌安裝完成后埋件與導(dǎo)向軌之間通過(guò)灌漿口進(jìn)行灌漿,墊板大小為100 mm×500 mm、100 mm×200 mm,詳見(jiàn)圖8。墊板加設(shè)位置及措施如下。

圖8 墊板加設(shè)及灌漿口預(yù)留示意圖Fig.8 Installation of cushion plate and reservation of grouting port

1)對(duì)于墊板厚度<5 mm的情況,結(jié)合預(yù)埋板左右位置偏差,將兩側(cè)墊板分別布置在與導(dǎo)向軌底板外側(cè)平齊位置(即距理論中心線240 mm位置),后續(xù)對(duì)底板外側(cè)焊接位置寬側(cè)將底板、墊板與預(yù)埋板焊接,對(duì)于底板外側(cè)焊接位置窄側(cè),根據(jù)實(shí)際情況,若局部具備焊接位置則將底板、墊板與預(yù)埋板焊接；若不存在焊接位置,則僅對(duì)墊板和預(yù)埋板焊接,墊板與埋件之間的角焊縫高度同墊板厚度齊平并滿焊。見(jiàn)圖9和圖10。

圖9 墊板厚度<5 mm的示意圖1Fig.9 Schematic diagram 1 of cushion plate thickness < 5 mm

圖10 墊板厚度<5 mm的示意圖2Fig.10 Schematic diagram 2 of cushion plate thickness < 5 mm

2)對(duì)于墊板厚度≥5 mm的情況,結(jié)合預(yù)埋板左右位置偏差,將墊板布置在其外側(cè)距理論中心線至少250 mm處,先對(duì)墊板與預(yù)埋板進(jìn)行焊接,待導(dǎo)向軌調(diào)整就位后,將導(dǎo)向軌底板與墊板進(jìn)行焊接,墊板與埋件之間的角焊縫高度同墊板厚度齊平并滿焊。見(jiàn)圖11和圖12。

圖11 墊板厚度≥5 mm的示意圖1Fig.11 Schematic diagram 1 of cushion plate thickness ≥ 5 mm

圖12 墊板厚度≥5 mm的示意圖2Fig.12 Schematic diagram 2 of cushion plate thickness ≥ 5 mm

(3)導(dǎo)向軌與埋件之間灌漿

導(dǎo)向軌安裝完成后進(jìn)行灌漿,采用預(yù)應(yīng)力膨脹漿(PZJ203)進(jìn)行灌注,配合比為：水∶水泥∶外加劑1(緩凝)∶外加劑2(膨脹)=320∶1000∶12∶10。

1)基層清理：現(xiàn)場(chǎng)采用高壓風(fēng)管將導(dǎo)向軌與埋件之間縫隙的清理干凈。

2)模板支設(shè)：埋件與埋件之間支設(shè)模板,支設(shè)模板高度高于埋件標(biāo)高即可。

3)漿體攪拌順序：

提前準(zhǔn)備好預(yù)應(yīng)力膨脹漿(PZJ203),并按照流程進(jìn)行漿體攪拌。

4)灌漿：采用重力式灌漿,將埋件預(yù)留的灌漿口處用砂漿進(jìn)行圍擋,將漿體從灌漿口處灌入導(dǎo)向軌與埋件之間縫隙,保證漿體均勻地填充到導(dǎo)向軌與埋件之間縫隙中去,并使?jié){體從兩塊埋件中間溢出。

5)清理、養(yǎng)護(hù)：模板拆除,將灌漿溢出的漿體清理干凈、覆蓋無(wú)紡布并養(yǎng)護(hù)。

4 福清6號(hào)機(jī)組重輕軌埋件設(shè)計(jì)優(yōu)化及施工控制

4.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)要求

1)改變YB型軌道支承埋件的傳統(tǒng)施工方式,埋件由車間整體制作變更為現(xiàn)場(chǎng)先安裝錨筋、待混凝土澆筑完成后再現(xiàn)場(chǎng)焊接鋼板的流程同時(shí)取消預(yù)埋鋼板與錨筋的定位焊,見(jiàn)圖13。

2)由原工藝埋件一次澆筑完成,現(xiàn)變更為先進(jìn)行錨筋的一次澆筑,后進(jìn)行埋板在二次澆筑。

3)應(yīng)保證錨筋定位及垂直度,不出現(xiàn)偏移和偏斜。

圖13 安裝工藝對(duì)比圖Fig.13 Comparison of installation processes

4.2 施工管理措施

4.2.1 施工管理

1)對(duì)于高精度的埋件的施工,安排有經(jīng)驗(yàn)的人負(fù)責(zé)施工。

2)避免混凝土澆筑過(guò)程中振搗棒觸碰埋件鋼筋,造成偏差,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,對(duì)錨筋預(yù)留調(diào)節(jié)余量。

3)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)相關(guān)技術(shù)要求,對(duì)管理人員及安裝的施工人員進(jìn)行交底,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)高精度埋件安裝位置處澆筑要求事宜,澆筑前懸掛警示標(biāo)志,明確安裝要求及重點(diǎn)控制事項(xiàng)。

4)高精度的埋件的面板預(yù)制要求平整度按安裝要求3 mm/m控制,必須在車間進(jìn)行水平矯正,防止現(xiàn)場(chǎng)焊接后超差問(wèn)題的出現(xiàn)。

5)管理人員加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)督,澆筑前采用預(yù)壓方式來(lái)消除自然沉降誤差,過(guò)程中安排測(cè)量人員進(jìn)行跟蹤測(cè)量,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

4.2.2 施工技術(shù)控制

1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定具體加固措施,采用兩層φ8圓鋼井字架固定錨筋,控制水平定位,從板底放置插筋墊塊,待錨筋調(diào)整就位后,插筋墊塊與錨筋固定,用以控制錨筋標(biāo)高見(jiàn)圖14。

2)錨筋頂層采用15 mm厚膠合板、50 mm泡沫板,按錨筋間距開(kāi)孔后,錨筋穿插在上述兩層定位板中,形成軌道埋件凹槽,見(jiàn)圖15。

3)后續(xù)面板安裝時(shí),面板現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí),需進(jìn)行挑焊(隔一焊一,交叉焊接),減少面板焊接引起的變形量。

4)待預(yù)埋板焊接完成后,采用灌漿料或C40細(xì)石混凝土澆筑。

圖14 錨筋加固及臨時(shí)措施示意圖Fig.14 Schematic of anchor reinforcement and temporary measures

圖15 6號(hào)機(jī)組重輕軌埋件施工照片F(xiàn)ig.15 Construction photo of the buried parts for the heavy and light rails of Fuqing 6

5 效果檢查與驗(yàn)證

1)福清核電6號(hào)機(jī)組重輕軌支承埋件二次凝土澆筑完畢后,經(jīng)復(fù)測(cè),發(fā)現(xiàn)超差數(shù)量明顯減少,見(jiàn)圖16。

圖16 6號(hào)機(jī)組重輕軌數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析圖Fig.16 Statistical analysis diagram of heavy and light rail data of Fuqing 6

2)福清5、6號(hào)機(jī)組重輕軌支承埋件超差對(duì)比,6號(hào)機(jī)組相比5號(hào)機(jī)組埋件的超差比例明顯下降,詳見(jiàn)圖17。

圖17 福清5、6號(hào)機(jī)組重輕軌支承埋件超差對(duì)比圖Fig.17 Comparison of out-of-tolerance buried parts of heavy and light rail support for Fuqing 5 & 6

6 結(jié) 論

綜合上述,從5號(hào)機(jī)組和6號(hào)機(jī)組重輕軌超差埋件數(shù)量對(duì)比來(lái)看,設(shè)計(jì)的優(yōu)化及施工管理失誤預(yù)防措施幾乎消除了埋件的超差。

通過(guò)對(duì)5號(hào)機(jī)組重輕軌超差支承埋件問(wèn)題進(jìn)行深入剖析,從支承埋件的設(shè)計(jì)和安裝工藝兩方面進(jìn)行分析,經(jīng)過(guò)研究、探討,并將經(jīng)驗(yàn)反饋到6號(hào)機(jī)組,固化了6號(hào)機(jī)組重輕軌支承埋件的安裝工藝。實(shí)踐證明,這種施工工藝很大程度上控制埋件超差的數(shù)量,有效地提高了施工效率,縮短施工工期,在6號(hào)機(jī)組進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化及風(fēng)險(xiǎn)控制且取得了良好的效果,同時(shí)為高精度埋件的設(shè)計(jì)和施工提供很好的借鑒,為后續(xù)核電重輕軌支承埋件的安裝提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。