“華龍一號”核電堆型外掛水箱土建施工技術(shù)與改進(jìn)

廖初峰

（中國核電工程有限公司，北京 100840）

福清核電 5號機(jī)組“華龍一號”做為具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)首堆工程，采用單堆布置，其外層安全殼（以下簡稱外殼）布置有環(huán)形外掛水箱結(jié)構(gòu)，外掛水箱為一環(huán)形封閉、懸挑、大跨度的特殊結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上部荷載大，施工安全風(fēng)險高。外掛水箱外半徑為 32.2 m，結(jié)構(gòu)標(biāo)高為 38.75～56.2 m，懸挑寬3.9 m，外環(huán)墻長202 m，結(jié)構(gòu)樓層包括39.05 m、42.3 m、50.6 m、56.2 m標(biāo)高四層樓板，樓板厚度分別為300 mm、600 mm、800 mm、600 mm；其中42.3～50.6 m層為設(shè)備層，50.6～56.2 m層為水箱層，水箱層內(nèi)設(shè)置不銹鋼覆面。

外掛水箱安全等級為LS級（核相關(guān)級），質(zhì)保等級為QA1，外掛水箱結(jié)構(gòu)采用C60混凝土，其混凝土強(qiáng)度試驗結(jié)果應(yīng)滿足GB/T 50107的規(guī)定，現(xiàn)場施工需滿足技術(shù)規(guī)格書、圖紙及國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；根據(jù)《福清核電5 + 7號機(jī)組一體化三級進(jìn)度計劃》B版，外掛水箱主體結(jié)構(gòu)施工工期為150天。外掛水箱布置形式如圖1所示。

圖1 5號機(jī)組核島外掛水箱三維圖Fig.1 3D diagram of the external hanging water tank in the nuclear island of Unit 5

“華龍一號”外掛水箱相對其他核電機(jī)組為新增結(jié)構(gòu)，目前國內(nèi)外核電沒有相關(guān)結(jié)構(gòu)施工的經(jīng)驗可借鑒，其土建結(jié)構(gòu)順利實施極具挑戰(zhàn)性。因此，在外掛水箱土建結(jié)構(gòu)施工前，需要解決相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問題，包括總體施工邏輯的確定，施工支撐體系的選擇與實施、高精埋件的施工及如何分層分段等問題。本文通過系統(tǒng)性的研究分析外掛水箱的施工邏輯和施工技術(shù)，針對外掛水箱施工的技術(shù)難點，制定應(yīng)對措施和改進(jìn)方法。

1 外掛水箱施工邏輯分析

1.1 支撐體系的確定

外掛水箱結(jié)構(gòu)為懸挑 3.9 m的懸臂結(jié)構(gòu)，最低標(biāo)高為38.75 m，與周邊廠房高差較大，外掛水箱與周邊廠房結(jié)構(gòu)關(guān)系如表1所示，其支撐體系如何設(shè)置為現(xiàn)場施工的難點。

表1 外掛水箱與周邊廠房結(jié)構(gòu)關(guān)系表Table 1 The relationship between the external hanging water tank and the surrounding building structure

根據(jù)目前核電現(xiàn)場主要施工經(jīng)驗和方法，現(xiàn)場施工選擇的支撐體系主要有兩種：腳手架支撐和三角鋼平臺支撐。對于這兩類支撐的優(yōu)缺點分析如表2所示。

表2 支撐體系分析Table 2 Analysis of the supporting system

綜合兩種支撐體系的優(yōu)缺點，三角鋼平臺實施難度更大，且結(jié)合福清核電現(xiàn)場實際工況，外殼施工進(jìn)度較快，在外殼預(yù)埋件在工期上已不滿足實際需求。因此，福清核電5號機(jī)組外掛水箱采取腳手架支撐方式更適合現(xiàn)場施工工況。

1.2 外殼和外掛水箱的施工邏輯

外掛水箱結(jié)構(gòu)在施工前需確定與外殼的施工邏輯關(guān)系，1.1節(jié)已分析采取腳手架支撐的施工方法，外掛水箱存在兩種施工邏輯：

（1） 外掛水箱與 5RB外層安全殼整體施工，待周邊廠房施工完成后實施。

（2） 先施工外殼，再施工外掛水箱，在外殼留設(shè)施工縫，外掛水箱作為二次澆筑區(qū)。

通過對上述兩種施工邏輯從施工難度和總體工期進(jìn)行分析，這兩種施工邏輯的優(yōu)缺點如表3所示。

表3 外掛水箱與外殼施工邏輯分析Table 3 Analysis for the construction logic of the external hanging water tank and the outer shell

通過對比兩種施工邏輯的優(yōu)缺點，結(jié)合現(xiàn)場實際，外殼施工進(jìn)度快于周邊廠房屋面施工，外掛水箱整體留設(shè)二次澆筑區(qū)的可行性更高，更有利于首堆工程整體工期。因此，建議采用留設(shè)二次澆筑區(qū)的施工方法，該方法的施工難點及應(yīng)對措施在下文進(jìn)行分析。

1.3 鋼覆面施工方法的選擇

外掛水箱的水箱內(nèi)設(shè)置有鋼覆面，各個面均需鋪貼不銹鋼覆面板，如圖2所示。不銹鋼覆面施工難度較大，特別是頂板鋼覆面的施工，需重點針對頂板施工方法進(jìn)行分析研究，根據(jù)鋼覆面的施工工藝和與混凝土施工的邏輯關(guān)系，有兩種施工方式可以選擇：頂板先貼法、后貼法。對于兩種方式的選擇，需單獨進(jìn)行分析。

圖2 不銹鋼覆面布置示意圖Fig.2 The layout of the stainless steel liner

頂板先貼法：不銹鋼覆面在車間進(jìn)行加工，待頂板底模支設(shè)完成后，將加工完成的鋼覆面先吊裝就位并焊接，進(jìn)行保護(hù)層施工，再施工頂板結(jié)構(gòu)。

后貼法：在結(jié)構(gòu)完成后進(jìn)行鋼覆面施工，為正常的施工工序進(jìn)行施工，但是頂板的鋪貼及焊接難度較大，存在施工質(zhì)量風(fēng)險，施工工期相對較長。

根據(jù)外掛水箱施工特點，頂板先貼法和后貼法優(yōu)缺點如表4所示。

表4 鋼覆面施工方法分析Table 4 Analysis of the construction method of the steel liner

從上表分析，先貼法對現(xiàn)場施工更加有利，可節(jié)約總體工期約25天。

1.4 設(shè)備引入邏輯關(guān)系

外掛水箱施工過程中涉及設(shè)備引入的交叉作業(yè)，外掛水箱內(nèi)布置有15臺設(shè)備，分別為6臺PRS補(bǔ)水箱、6臺PCS汽水分離器、3臺PRS換熱器，其布置關(guān)系如圖3所示。

圖3 外掛水箱內(nèi)設(shè)備布置示意圖Fig.3 The layout of equipment in the external hanging water tank

從上圖分析，設(shè)備引入和土建結(jié)構(gòu)樓板施工存在密切的邏輯關(guān)系，為保證設(shè)備能正常引入，其施工邏輯如下：

PRS補(bǔ)水箱位于 42.3 m板，需在 42.3～49.8 m墻施工完成后50.6 m板施工前進(jìn)行引入。

PCS汽水分離器位于50.6 m板，該設(shè)備位于水箱內(nèi)，需在50.6～56.2 m墻施工后完成設(shè)備底部不銹鋼埋件施工，并在頂板施工前引入。

PRS換熱器位于標(biāo)高42.3 m板，因設(shè)備尺寸較大且在水箱內(nèi)，需待不銹鋼覆面施工完成后才能引入，因此，采用后期引入安裝，在其頂部56.2 m板上各預(yù)留（5.8 × 3.15）m設(shè)備吊裝孔，等設(shè)備引入后進(jìn)行樓板二次澆筑區(qū)施工。

1.5 外掛水箱總體施工邏輯

綜合上述分析，外掛水箱結(jié)構(gòu)施工采用二次澆筑區(qū)的施工方法，在周邊廠房屋面施工完成后啟動施工，并在結(jié)構(gòu)施工過程中引入水箱內(nèi)設(shè)備，梳理出外掛水箱的整體施工邏輯如圖 4所示。

圖4 外掛水箱整體施工邏輯圖Fig.4 Integral construction logic diagram of external hanging water tank

2 外掛水箱施工技術(shù)

2.1 外殼二次澆筑區(qū)施工縫留設(shè)

2.1.1確定施工縫留設(shè)方式

該施工縫的設(shè)置主要指外掛水箱與外殼之間的接槎部位如何處理，經(jīng)與設(shè)計核實，現(xiàn)場可留設(shè)施工縫，為保證結(jié)構(gòu)抗剪滿足要求，施工縫不宜留在外殼墻體根部。根據(jù)上述要求，水箱結(jié)構(gòu)與外殼施工縫可留設(shè)在外殼墻體內(nèi)或往外留在水箱結(jié)構(gòu)樓板上，經(jīng)分析，兩種留設(shè)方式的優(yōu)缺點如表5所示。

表5 施工縫留設(shè)方案可行性評估Table 5 Feasibility evaluation for the construction joint setting scheme

通過上述分析，對比兩種方案的優(yōu)缺點，留在筒體內(nèi)側(cè)更符合現(xiàn)場施工需求。

2.1.2施工縫支設(shè)施工方法

根據(jù)2.1.1分析，二次澆筑區(qū)施工縫留設(shè)在墻體內(nèi)側(cè)，因施工縫位置鋼筋密集，施工縫如何進(jìn)行支設(shè)為主要施工難點。

常規(guī)施工縫的施工方法一般采用鐵絲網(wǎng)及麻袋或無紡布進(jìn)行攔設(shè)，后續(xù)支設(shè)及拆除難度太大。通過對各種材料進(jìn)行梳理分析，采用白色泡沫板攔設(shè)更有利于現(xiàn)場施工；其施工方法是將白色泡沫板切割成長方形狀，用透明膠四周進(jìn)行纏繞封閉，防止施工過程中破損，利用鋼筋網(wǎng)格間隙及扎絲進(jìn)行固定，在外側(cè)用黑色硬質(zhì)泡沫板固定鋼筋，能達(dá)到留設(shè)施工縫的目的，并可降低后期施工縫的剔鑿難度。

2.2 腳手架支撐體系施工難點及控制要點

外掛水箱腳手架的施工難點為支撐體系承重荷載大，腳手架高度高，KB及LB樓梯間結(jié)構(gòu)尚未施工完成，樓梯間跨度達(dá)到 8 m，無法直接搭設(shè)腳手架。

為保證腳手架支撐體系滿足承載要求，綜合水箱結(jié)構(gòu)布置及周邊廠房結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)，確定如下應(yīng)對措施：

（1） 明確承重腳手架計算原則：按照最不利的原則進(jìn)行計算以確保安全，樓板按最厚板荷載進(jìn)行計算，設(shè)備部位需考慮設(shè)備荷載。

（2） 樓梯間區(qū)域結(jié)構(gòu)施工滯后，且樓板厚度小，無法直接支撐上部荷載，因此，需設(shè)置鋼梁作為腳手架支撐點，通過圖 3可以看出，需在樓梯間兩側(cè)墻體預(yù)埋件及安裝牛腿或利用周邊屋面支撐，才能進(jìn)行工字鋼梁架設(shè)，并在鋼梁上部搭設(shè)腳手架，每個樓梯間工字鋼梁設(shè)置6道。鋼梁布置如圖5、圖6所示。

外掛水箱腳手架搭設(shè)方法按如下：

樓板下方：（900 × 900 × 1 200）mm

外環(huán)墻體下方：（450 × 450 × 1 200）mm

補(bǔ)水箱設(shè)備下方：（450 × 450 × 1 200）mm

無 42.3 m 層樓板區(qū)域墻體下方：（300 ×300 × 1 200）mm

周邊廠房樓梯間位置下方設(shè)置鋼梁支撐，在鋼梁上方搭設(shè)腳手架，間距：（900 × 900 ×1 200）mm

圖5 樓梯間鋼柱布置示意圖Fig.5 The layout of the steel column in the stairwell

圖6 腳手架搭設(shè)立面示意圖Fig.6 Schematic of the scaffolding erection

腳手架搭設(shè)施工技術(shù)控制要點：

連墻件設(shè)置：設(shè)置間距為兩步兩跨。

剪刀撐設(shè)置：縱橫向均需設(shè)置連續(xù)剪刀撐，橫向剪刀撐每隔 6 m設(shè)置一道[1]，縱向剪刀撐沿外圈連續(xù)設(shè)置，在架體底部、頂部及豎向間隔不超過8 m分別設(shè)置連續(xù)水平剪刀撐。

每搭設(shè)6 m高進(jìn)行一次驗收，并設(shè)置水平安全兜網(wǎng)，驗收合格后方可進(jìn)行下一層腳手架搭設(shè)。

腳手架搭設(shè)完成后進(jìn)行荷載試驗，驗證腳手架的支撐能力，并核實腳手架的壓縮變形值，為后續(xù)底模支設(shè)標(biāo)高控制提供依據(jù)。

2.3 結(jié)構(gòu)分層分段的劃分

外掛水箱為懸挑結(jié)構(gòu)，需長期蓄水，并布置 PRS、PCS系統(tǒng)的設(shè)備和管道，結(jié)構(gòu)受力荷載較大；因此，結(jié)構(gòu)施工分層分段設(shè)置的合理性非常重要，既要保證結(jié)構(gòu)受力不受影響，又要保證現(xiàn)場施工便捷，形成流水施工，現(xiàn)場分層分段需考慮如下原則。

根據(jù)結(jié)構(gòu)層高度，合理設(shè)置模板高度模數(shù)，通過對各層結(jié)構(gòu)分析，模板高度為 3.9 m較為合適，42.3～50.6 m層墻體分兩層施工，每層高度為 3.75 m，50.6～56.2 m 層墻體留設(shè)一層施工縫。

42.3 m板為首層受力板，按結(jié)構(gòu)自然分段進(jìn)行劃分，共分為3段。

施工縫位置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當(dāng)調(diào)整，但須保證上下層施工縫錯開1 m以上。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，各分層分段可合并澆筑。

綜合上述因素，外掛水箱分層分段如下。

外掛水箱水平分層整體分8層施工，標(biāo)高分別為39.05 m板、39.05～42.3 m墻板、42.3～46.05 m 墻、46.05～49.8 m 墻、50.6 m 板、50.6～54.1 m墻、54.1～56.2 m墻板、女兒墻。

外掛水箱豎向分段在42.3 m板及以下分為3段，42.3 m以上4個樓梯間和3個換料器貫穿件部位單獨設(shè)置分段，其他區(qū)域不再設(shè)置分段，總共分為13段，各段之間可根據(jù)現(xiàn)場情況合并澆筑；外掛水箱分層分段如圖7所示。

圖7 外掛水箱分層分段圖Fig.7 Layered and segmented diagram of external hanging water tank

2.4 混凝土施工技術(shù)

外掛水箱為懸挑結(jié)構(gòu)，其懸挑根部受力大，施工縫的處理、混凝土的密實度、坍落度的控制及如何控制混凝土的泵送問題需重點控制，外掛水箱混凝土施工技術(shù)主要控制點如下：

（1） 施工縫處理：外掛水箱與外殼施工縫處理的好壞直接影響外掛水箱結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和安全性，該施工縫設(shè)置于外殼墻體內(nèi)側(cè)約180 mm部位，施工縫處理時需剃鑿至鋼筋內(nèi)，將預(yù)留施工縫的泡沫板全部剔除干凈并保持混凝土面的粗糙度，同時不得損傷或破壞結(jié)構(gòu)鋼筋。

（2） 合理選擇布料設(shè)備，外掛水箱整圈長202 m，外圈直徑為64.4 m，布料設(shè)備需對水箱結(jié)構(gòu)區(qū)域全覆蓋。

（3） 外掛水箱采用C60高強(qiáng)混凝土，混凝土澆筑時需嚴(yán)格控制混凝土坍落度（控制230 mm為宜）和入模溫度（25 ℃為宜），并控制混凝土現(xiàn)場等待時間，混凝土從攪拌至澆筑時間不超過1.5 h，混凝土分層澆筑應(yīng)采用自然流淌形成斜坡，并沿高度均勻上升，分層厚度不宜大于500 mm[2]，每層接縫時間不得超過混凝土初凝時間。

（4） 外掛水箱垂直高度達(dá)50余米，混凝土澆筑布料管線需盡可能縮短，并減少泵管彎頭，條件允許的情況下采用二級地泵接力泵送的方式，降低堵管的風(fēng)險。

（5） 混凝土養(yǎng)護(hù)采取帶模養(yǎng)護(hù)和覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，在模板拆除后立即涂刷養(yǎng)護(hù)劑，避免墻體水分散失而產(chǎn)生裂縫。

（6） 外殼施工縫位置因留設(shè)在墻體內(nèi)側(cè)，該位置混凝土振搗質(zhì)量尤為重要。為保證施工質(zhì)量采取如下措施：

施工縫上口剃鑿層斜口，便于振搗棒伸入振搗和確?；炷恋拿軐嵍取?/p>

在樓板鋼筋上支設(shè)吊模，施工縫位置混凝土加高澆筑，澆筑完成后剔除。

安排專人進(jìn)行振搗，并安排技術(shù)員重點關(guān)注跟蹤振搗狀態(tài)。

2.5 鋼筋工程

外掛水箱墻、板中錨入筒體的鋼筋采用抗飛機(jī)撞擊用鋼筋機(jī)械接頭，增加的抗剪鋼筋可采用普通的鋼筋接頭，外掛水箱其他位置的鋼筋連接采用普通的鋼筋接頭。鋼筋綁扎施工難點及控制措施如下。

（1） 外殼二次澆筑區(qū)鋼筋預(yù)留控制

外掛水箱采取二次澆筑的施工方法，與外殼相連處采取 100%接頭率，且增加有直徑32 mm的抗剪鋼筋，施工縫位置鋼筋較為密集，鋼筋預(yù)留位置的準(zhǔn)確對后續(xù)外掛水箱施工的非常關(guān)鍵；因此，需嚴(yán)格控制好鋼筋位置。

應(yīng)對措施：

1）通過技術(shù)策劃提前進(jìn)行鋼筋放樣，確定外殼筒體鋼筋位置，并預(yù)留出預(yù)埋插筋的位置。

2）現(xiàn)場綁扎時保證預(yù)埋插筋接頭在同一水平線上，并保證上下鋼筋的間距大于水平鋼筋機(jī)械接頭的直徑，確保水平鋼筋能夠正常綁扎。

3）預(yù)埋插筋綁扎時需確保鋼筋水平度和角度，避免后續(xù)外側(cè)鋼筋連接時上下左右位置偏差超差。

4）采取強(qiáng)度較高的黑色泡沫板固定鋼筋位置，墻體內(nèi)側(cè)設(shè)置引筋固定，避免混凝土澆筑過程中振搗造成鋼筋偏位。

（2） 與外殼相連鋼筋機(jī)械接頭施工質(zhì)量的控制

外掛水箱為懸挑結(jié)構(gòu)，鋼筋受拉受剪較大，施工縫位置采用100%鋼筋機(jī)械連接，其鋼筋連接的施工質(zhì)量非常重要；因此，鋼筋綁扎過程中，對預(yù)埋外殼的抗飛機(jī)機(jī)械接頭的力矩進(jìn)行100%檢查，確保接頭合格率達(dá)到100%。

2.6 設(shè)備高精預(yù)埋件安裝

依據(jù)施工圖紙，PRS換熱器和PRS補(bǔ)水箱設(shè)備預(yù)埋件安裝精度較高。

換熱器設(shè)備如圖 8所示，其預(yù)埋物項由三部分組成，包含外殼墻體上一塊側(cè)壁埋件、板底2塊埋件以及隔墻2個貫穿件，其組成較為復(fù)雜，需考慮埋件本身安裝誤差以及各埋件間的相對誤差。側(cè)壁固定埋件位于外殼第17層，埋件包含預(yù)埋板、預(yù)埋螺栓、錨固板等組成；42.3 m板上每個換熱器布置有2塊預(yù)埋件，預(yù)埋件上留設(shè) 4個螺栓孔；在水箱隔墻上布置兩個貫穿件，內(nèi)徑為2 300 mm。

圖8 換熱器設(shè)備圖Fig.8 Buried parts of the makeup water tank

PRS換熱器埋件安裝控制要點如下所示。

（1） PRS換熱器側(cè)邊固定埋件位于外殼第17層，需提前跟蹤設(shè)備埋件的到場情況，于現(xiàn)場使用前1個月到場，并提前對預(yù)埋件進(jìn)行組裝，該埋件需在17層鋼筋綁扎前提前將埋件就位。

（2） PRS換熱器貫穿件施工前，根據(jù)貫穿件套筒的具體位置預(yù)埋槽鋼作為加固支撐，需保證上下兩個套筒的同軸度，并嚴(yán)格控制與42.3 m板上預(yù)埋件的相對位置，確保設(shè)備能準(zhǔn)確就位安裝。

（3） 提前跟蹤材料采購進(jìn)度，PRS換料器貫穿件為不銹鋼材質(zhì)，鋼板厚度25 mm及其他多種材料和型號，且為核二級材料，采購周期長，需重點關(guān)注采購進(jìn)展和材料種類。

（4） 為減少埋件偏差對設(shè)備安裝的影響，PRS換料器設(shè)備本體底部支撐板和側(cè)壁連接桿件預(yù)留螺栓孔，根據(jù)現(xiàn)場實際位置進(jìn)行開孔，避免現(xiàn)場偏差導(dǎo)致后期處理困難。

PRS補(bǔ)水箱設(shè)備預(yù)埋件位于 42.3 m樓板上，包含24個螺栓組件和預(yù)埋環(huán)板，其安裝精度較難控制。補(bǔ)水箱設(shè)備埋件需在底層鋼筋綁扎完成后進(jìn)行設(shè)備埋件定位放線，同時制作固定螺栓的環(huán)板工裝，確定螺栓位置，螺栓初步固定位置后再進(jìn)行頂層鋼筋的綁扎，可避免后期螺栓安裝調(diào)整與鋼筋干涉。

混凝土澆筑過程中，對高精度埋件進(jìn)行實時監(jiān)測，并安排專人進(jìn)行微調(diào)，振動棒避免直接碰觸埋件本體，減少混凝土澆筑和振搗對埋件的擾動。

2.7 設(shè)備區(qū)域樓板支撐

根據(jù)1.4節(jié)設(shè)備引入的施工邏輯，在結(jié)構(gòu)施工過程中，需提前將設(shè)備引入，因設(shè)備尺寸較大，設(shè)備位置樓板支撐腳手架無法正常搭設(shè)，需采取應(yīng)對措施；外掛水箱內(nèi)設(shè)備信息如表6所示。

表6 設(shè)備信息Table 6 Equipment information

PRS換熱器位于 42.30 m板，上部預(yù)留吊裝洞口，待設(shè)備引入后進(jìn)行洞口部位混凝土施工。從表6可知，換熱器設(shè)備尺寸較大，距離兩側(cè)墻體約350 mm，設(shè)備上方凈空超過6 m；因此，預(yù)留洞口施工腳手架支撐無法直接搭設(shè)，需在設(shè)備上方架設(shè)鋼梁進(jìn)行支撐，采用四管柱支撐鋼梁，鋼梁鋪設(shè)完成后在其上方搭設(shè)滿堂腳手架支撐體系。

PRS補(bǔ)水箱同樣距離兩側(cè)墻體很近，無法直接搭設(shè)腳手架支撐，且設(shè)備上部空間較小，需采用型鋼支撐方式，并控制鋼梁標(biāo)高，在鋼梁平臺上直接鋪設(shè)底模。

PCS汽水分離器尺寸較小，不影響支撐體系的搭設(shè)，但因設(shè)備頂部和頂部距離僅10 cm，主次龍骨需避開設(shè)備最頂部，同時設(shè)備頂部無法進(jìn)行防護(hù)，底模施工時需重點關(guān)注避免對設(shè)備的污染和損傷。

2.8 實施效果

通過采用上文中分析的施工邏輯和施工技術(shù)，施工質(zhì)量得到有效的保證，福清核電 5號機(jī)組“華龍一號”外掛水箱結(jié)構(gòu)施工過程進(jìn)展順利，于2018年9月施工完成；在支撐腳手架及模板拆除后，混凝土結(jié)構(gòu)表觀質(zhì)量良好，并通過主體結(jié)構(gòu)驗收，外掛水箱主體結(jié)構(gòu)施工滿足技術(shù)規(guī)格書、圖紙和混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范等要求，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求。在主體結(jié)構(gòu)施工完成后，于2019年7月進(jìn)行外掛水箱盛水試驗（水箱懸挑結(jié)構(gòu)不銹鋼覆面水池內(nèi)盛滿水），通過 15天的盛水觀察，各邊界及檢漏管均正常，無滲漏及滴水情況，土建結(jié)構(gòu)未見明顯缺陷和裂縫，同樣說明外掛水箱土建結(jié)構(gòu)施工滿足設(shè)計要求。

3 改進(jìn)與優(yōu)化建議

3.1 采用預(yù)埋型鋼桁架支撐代替腳手架支撐體系

因 5號機(jī)組外掛水箱腳手架支撐體系工程量大，腳手架搭設(shè)時間長，且對周邊廠房APC防護(hù)廠房屋面施工影響較大，為有效解決該問題，采取鋼桁架作為外掛水箱支撐體系，降低外掛水箱的施工難度及風(fēng)險，力求最大限度的方便施工，其主要優(yōu)缺點如表7所示。

表7 鋼桁架施工優(yōu)缺點Table 7 Advantages and disadvantages of the steel truss construction

從表7分析，采用鋼桁架支撐相對腳手架支撐更利于現(xiàn)場施工，與外殼整體施工，可提前完成外掛水箱的結(jié)構(gòu)施工，為 PRS、PCS系統(tǒng)安裝贏得較多的安裝時間，可避免PRS、PCS系統(tǒng)安裝成為熱試的施工主線。因此，建議采用桁架鋼平臺作為外掛水箱支撐體系鋼桁架的設(shè)置形式如圖9和圖10所示。

圖9 鋼桁架的設(shè)置形式Fig.9 The setting form of the steel truss

圖10 鋼桁架總體效果圖Fig.10 Overall effect diagram of the steel truss

福清核電6號機(jī)組已使用該施工方法，支撐體系為在外殼筒體內(nèi)預(yù)埋型鋼立柱，通過立柱與鋼桁架連接保證桁架的受力，同時在水箱結(jié)構(gòu)外側(cè)設(shè)置1 m可拆卸的桁架平臺，作為施工操作平臺，待結(jié)構(gòu)施工完成后拆除，水箱結(jié)構(gòu)正下方的鋼桁架永久保留。

通過采用鋼桁架的施工方法，周邊廠房屋面不受水箱結(jié)構(gòu)施工影響，如6號機(jī)組6LB電氣廠房APC殼屋面在外掛水箱結(jié)構(gòu)50.6 m板施工時已完成屋面施工，對比5號機(jī)組該部位施工工期提前完成約 5個月；同時外掛水箱結(jié)構(gòu)在外殼13層施工時即開始施工，對比福清核電5號機(jī)組可提前約 6個月啟動外掛水箱結(jié)構(gòu)施工，有利于熱試等節(jié)點的實現(xiàn)。

3.2 增加不銹鋼覆面先貼法施工范圍

福清核電 5號機(jī)組筒體外殼外掛水箱不銹鋼覆面施工時，頂板使用先貼法施工，壁板及底板采用傳統(tǒng)工藝施工。壁板及底板工程大，外掛水箱為密閉結(jié)構(gòu)，其施工難度大、施工效率低、施工周期長。為有效解決該問題，降低施工難度，后續(xù)機(jī)組施工時建議進(jìn)行改進(jìn)，增加先貼法施工的范圍。

和頂板先貼法相比，增加水箱池壁先貼法更符合外掛水箱施工需求，采用單片模塊化進(jìn)行施工可達(dá)到節(jié)約工期和降低施工難度的目的。池壁頂板先貼法施工優(yōu)缺點分析如表8所示。

圖11 覆面單片式模塊化布置圖Fig.11 The modular layout of the single-chip liner

表8 側(cè)壁頂板先貼法優(yōu)缺點Table 8 Advantages and disadvantages of the priority assembly method for the side wall roof

經(jīng)上表分析，采用側(cè)壁頂板單片式模塊化施工對工期貢獻(xiàn)比頂板先貼法更大，雖然會增加土建結(jié)構(gòu)施工時工期，但采用模塊化施工方法，大量焊接和探傷工作在加工廠內(nèi)完成，可以大量地減少后期不銹鋼覆面安裝的時間和探傷檢測的時間，從而節(jié)約總體工期，根據(jù)先貼法工程量及前后臺人員施工效率對比后貼法施工，可節(jié)約不銹鋼覆面盛水試驗主線工期2個月，福清核電6號機(jī)組已采用該施工方法。

4 結(jié)論

綜上所述，“華龍一號”堆型外掛水箱的施工要點主要為提前確定可行的施工邏輯和支撐體系、合理的分層分段、控制好與外殼連接區(qū)域施工質(zhì)量及混凝土的澆筑質(zhì)量等，是施工達(dá)到良好效果的關(guān)鍵。本工程在外掛水箱施工的各個環(huán)節(jié)，有針對性的采取技術(shù)措施有效的對外掛水箱施工過程中存在的問題和困難進(jìn)行了預(yù)防和解決，主體結(jié)構(gòu)工程施工過程順利，未出現(xiàn)質(zhì)量事故事件，施工效果良好。文中分析改進(jìn)優(yōu)化的施工技術(shù)，對降低外掛水箱的施工難度和節(jié)約施工工期均有較大優(yōu)勢，福清核電6號機(jī)組已采取改進(jìn)措施。

本文關(guān)于“華龍一號”外掛水箱土建結(jié)構(gòu)的施工邏輯和施工技術(shù)對后續(xù)類似的核電工程懸挑結(jié)構(gòu)施工具有一定的借鑒價值和指導(dǎo)意義。