不規(guī)則防輻射蓋板施工技術(shù)在核電項目的創(chuàng)新應(yīng)用

朱王怡

（上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海 200050）

1 應(yīng)用項目背景概況

1.1 工程概況

工程位于戈壁灘地區(qū)，其廠房地下兩層+局部夾層。

項目混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓板墻體較厚，約1.6 m，本次防輻射蓋板預(yù)制工藝及盲吊施工技術(shù)應(yīng)用于廠房堆大廳1 600 mm厚的結(jié)構(gòu)樓板上，蓋板放置位置在結(jié)構(gòu)施工期間預(yù)留同蓋板形式的多層凸臺。

1.2 防輻射蓋板結(jié)構(gòu)形式及概況

鋼筋混凝土防輻射預(yù)制蓋板放置在1.6 m 厚結(jié)構(gòu)樓板上，蓋板厚度1.6 m，單塊重量可達(dá)20 t，混凝土標(biāo)號為C45，結(jié)構(gòu)樓板施工時留設(shè)蓋板預(yù)留口，蓋板與蓋板之間及蓋板與結(jié)構(gòu)之間雌雄口咬合方式連接，大蓋板由5 塊不規(guī)則小蓋板凹凸咬合而成，其中偶數(shù)塊小蓋板通過端部短邊端與結(jié)構(gòu)留設(shè)企口搭接受力，奇數(shù)塊小蓋板通過側(cè)邊端與蓋板及結(jié)構(gòu)企口間搭接受力，蓋板之間及蓋板與結(jié)構(gòu)之間密封墊條選用三元乙丙通長設(shè)置。混凝土結(jié)構(gòu)蓋板主要作用為核電堆艙或其他核電設(shè)備工藝房間工藝調(diào)試完成后，混凝土蓋板通過錯縫咬合的方式，根據(jù)不同工藝需求將樓板封閉，已達(dá)到密封、防射線輻射、防火及其他屏蔽功能，本工程應(yīng)用的蓋板形式為不規(guī)則鋼筋混凝土拼裝蓋板，蓋板根據(jù)設(shè)計計算采用大直徑三級鋼筋為受力龍骨，保護(hù)層控制在5 cm，每塊蓋板間按1.5 cm 控制余量，相互蓋板上下呈對稱，正立位蓋板為短邊搭接至結(jié)構(gòu)預(yù)留口受力。單塊蓋板形式如圖1、圖2所示。

圖1 呈正立位不規(guī)則防輻射蓋板詳圖

圖2 呈倒立位不規(guī)則防輻射蓋板詳圖

2 技術(shù)難點分析

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，探討不規(guī)則蓋板預(yù)制的施工方法，既滿足工藝要求，保證預(yù)制精度，又能相對輕松地將不規(guī)則蓋板分塊吊裝就位，從蓋板的以下3 個方面進(jìn)行技術(shù)難點分析，以制定高質(zhì)量的混凝土蓋板，達(dá)到既節(jié)約施工工期又降低工程成本的目的。其主要技術(shù)難點分析如下：①不規(guī)則蓋板形式分析：大蓋板由5 塊不規(guī)則小塊蓋板組成，蓋板與蓋板之間及蓋板與結(jié)構(gòu)預(yù)留洞之間凹凸咬合，偶數(shù)塊蓋板呈正放位，端頭短邊凸臺搭接至結(jié)構(gòu)企口放置，奇數(shù)塊蓋板呈倒立位，倒立放置，與偶數(shù)塊蓋板凸臺及結(jié)構(gòu)企口之間相互咬合，其為主要預(yù)制及吊裝難點。②蓋板自身分析：蓋板厚1 600 mm，大蓋板尺寸4 380 mm×1 424 mm×1 440 mm，單塊可達(dá)20 t，每小塊蓋板包含22 個面、24 條楞線、12 個棱角，防輻射蓋板預(yù)制時精度控制要求極高。③蓋板吊裝難度大：蓋板按分塊蓋板依次吊裝，吊裝順序先根據(jù)定位吊裝偶數(shù)2、4 塊正立位放置的蓋板，再依次盲裝剩余3 塊奇數(shù)塊蓋板，盲裝過程由行車吊裝，將蓋板每一條楞線、棱角在1.5 cm 預(yù)留空隙精準(zhǔn)吊入，蓋板下落至臺階面時，視野受阻，需要每一條楞線全部對齊后才可盲裝成功，由于蓋板較重、蓋板預(yù)制精度控制要求高等特點，蓋板吊裝難度系數(shù)極高。

3 防輻射蓋板預(yù)制技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計

針對以上提出的防輻射混凝土預(yù)制蓋板對應(yīng)技術(shù)難點，考慮防輻射蓋板由5 塊小蓋板凹凸相互咬合特點，如圖3所示，從而制定本次防輻射蓋板預(yù)制創(chuàng)新設(shè)計總體思路，通過調(diào)整蓋板預(yù)制順序，先進(jìn)行間隔位置的正立位蓋板預(yù)制，待預(yù)制拆模完成后，已制作完成的正立位蓋板作為后續(xù)間隔倒立位蓋板的側(cè)模，使得不規(guī)則蓋板預(yù)制完成最終總尺寸與原結(jié)構(gòu)蓋板預(yù)留口尺寸相符，并留設(shè)必要精度余量，而小塊蓋板與蓋板之間采用模板分割出間隙，即便凹凸咬合口出現(xiàn)細(xì)部施工偏差，咬合口相互借用即可抵消的施工思路，有效地規(guī)避了不規(guī)則蓋板預(yù)制時的施工難度。

圖3 不規(guī)則防輻射蓋板形式三維示意圖

防輻射蓋板預(yù)制技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計思路流程如下：實測實量結(jié)構(gòu)預(yù)留企口尺寸→制作蓋板底?！紨?shù)塊蓋板鋼筋綁扎→偶數(shù)塊蓋板側(cè)模安裝→偶數(shù)塊蓋板混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)→偶數(shù)塊蓋板模板拆除→奇數(shù)塊蓋板綁扎鋼筋→奇數(shù)塊蓋板側(cè)模安裝→奇數(shù)塊蓋板混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)→奇數(shù)塊蓋板模板拆除→蓋板運輸→蓋板分塊吊裝。

4 防輻射蓋板施工技術(shù)應(yīng)用與實施

以下就防輻射蓋板施工技術(shù)在本工程中的實際應(yīng)用，對其主要施工過程進(jìn)行詳細(xì)闡述。

4.1 實測實量

實測實量為防輻射蓋板制作精度控制的關(guān)鍵一環(huán)，主要包括原1.6 m 厚結(jié)構(gòu)樓板上預(yù)留蓋板洞口實際測量，因預(yù)留蓋板洞口與蓋板呈雌雄咬合，臺階狀，加之樓板厚度厚，預(yù)留洞口尺寸大，因此在防輻射蓋板預(yù)制前關(guān)鍵一步為實際測量樓板結(jié)構(gòu)預(yù)留蓋板洞口的準(zhǔn)確尺寸，記錄每個預(yù)留蓋板臺階實際長寬高，測量數(shù)據(jù)為蓋板預(yù)制的重要依據(jù)。當(dāng)然，在前期樓板澆筑過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制蓋板預(yù)留結(jié)構(gòu)洞口的施工質(zhì)量，保證預(yù)留洞口精度要求，每個臺階處側(cè)模應(yīng)采取加強(qiáng)措施，避免漲模等影響預(yù)留蓋板口尺寸。

4.2 制作底模

因蓋板數(shù)量大、尺寸大、重量重，預(yù)先策劃蓋板預(yù)制場地，保證場地距建筑物近，且交通運輸方便、無障礙，利用新澆混凝土地坪+塑料膜作為防輻射蓋板制作底模，主要過程如下：在預(yù)先整平壓實過的平坦場地上掛線放樣，預(yù)制面積約16.8 m×11.4 m，澆筑15 cm 厚C20 混凝土，混凝土采用振搗器振搗，確?；炷撩軐?。為確?；炷恋仄浩秸纫?，在澆筑前應(yīng)制作混凝土灰餅或鋼筋樁@2 m，采用水準(zhǔn)儀嚴(yán)格控制標(biāo)高。預(yù)制場地完成后，根據(jù)前期現(xiàn)場實測實量預(yù)留洞口尺寸，按照蓋板施工詳圖，畫出蓋板尺寸控制線，最關(guān)鍵的一點為蓋板負(fù)公差控制，本工程按照每邊-1.5 cm負(fù)公差進(jìn)行精度控制。蓋板定位完成后，在預(yù)制蓋板位置需鋪0.3 mm 厚塑料薄膜，蓋板底模制作完成。

4.3 偶數(shù)塊蓋板預(yù)制

按照前期蓋板預(yù)制設(shè)計流程，考慮蓋板與蓋板之間精度嚴(yán)絲合縫，先進(jìn)行大蓋板偶數(shù)分塊蓋板的預(yù)制，其中包括偶數(shù)分塊蓋板的鋼筋綁扎、側(cè)模固定、精度復(fù)核驗收、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)過程。將事先加工好的鋼筋運至施工地點，在地模上面綁扎鋼筋。鋼筋綁扎時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙綁扎，保證保護(hù)層厚度，并按設(shè)計要求預(yù)埋吊環(huán)鋼筋（吊環(huán)采用HPB300級鋼筋，嚴(yán)禁使用冷加工鋼筋）。模板采用15 mm 膠合木模板，滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求。支模板時，嚴(yán)格按照蓋板圖紙尺寸加工制作，模板之間如有空隙，須用雙面膠粘貼嚴(yán)密。立模板時先架立兩側(cè)側(cè)模，側(cè)模完成以后架立端頭模板。加固采用40 mm×85 mm 木方，鋼管φ48×3.2，模板垂直度，上口水平及標(biāo)高，應(yīng)符合規(guī)范及圖紙要求。其中關(guān)鍵一環(huán)在于澆筑前的精度復(fù)核和側(cè)模固定，是否滿足負(fù)公差留設(shè)要求，蓋板側(cè)模加固牢固，加固次梁采用40 mm×85 mm 木方@200，主梁采用鋼管φ48×3.2@400，對拉螺栓采用M14，對拉螺栓沿縱向模板拉通設(shè)置，模板與鋼筋之間加墊塊保證預(yù)制蓋板保護(hù)層厚度。蓋板側(cè)模材料可選擇質(zhì)量可靠的塑料模板、玻璃鋼模板、鋁合金模板或者鋼模材料，以保證蓋板施工質(zhì)量。砼振動采用插入式振動棒，并用專業(yè)人員振搗，振動均勻，不得漏振；振動時間充足，排出砼內(nèi)的全部氣泡；振動棒不得碰撞模板、預(yù)埋吊環(huán)。澆筑時要隨時注意模板有無變化、漏漿現(xiàn)象，若有馬上處理。振搗時要快插慢拔，以防止混凝土表面先振實，而下面混凝土發(fā)生分層、離析現(xiàn)象及防止快拔時，砼來不及補充，留下空洞。振動棒插入混凝土后應(yīng)上下抽動，幅度5～10 cm，以排除砼中空氣。混凝土澆筑、蓋板養(yǎng)護(hù)，澆筑完畢后，及時進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，覆蓋采用一層塑料薄膜加一層土工布?；炷吝_(dá)到一定強(qiáng)度后，可拆除側(cè)模板。側(cè)模拆除后包裹一層土工布灑水進(jìn)行后期養(yǎng)護(hù)，完成后進(jìn)行蓋板側(cè)模拆除，即偶數(shù)塊蓋板預(yù)制完成，如圖4所示。

圖4 不規(guī)則防輻射蓋板偶數(shù)塊制作三維示意圖

4.4 奇數(shù)塊蓋板預(yù)制

偶數(shù)塊蓋板拆模完成，偶數(shù)兩塊蓋板之間間距即奇數(shù)塊蓋板尺寸，奇數(shù)塊蓋板制作以拆模后偶數(shù)塊蓋板定位尺寸為側(cè)模，奇偶蓋板間隔縫放置1.5 cm 模板，用于后期放置密封墊及吊裝留設(shè)余量。奇數(shù)塊防輻射蓋板制作的關(guān)鍵在于偶數(shù)塊蓋板定位尺寸及側(cè)模加固形式，側(cè)模的加固形式直接影響決定整塊防輻射蓋板的預(yù)制質(zhì)量及精度，因此，奇數(shù)塊防輻射蓋板側(cè)模加固形式可采取內(nèi)拉外撐或采用槽鋼圈焊接整體限位方式。

蓋板混凝土澆筑前嚴(yán)格復(fù)核模板定位尺寸及預(yù)留精度，檢查蓋板預(yù)留套管位置是否準(zhǔn)確，確認(rèn)無誤后澆筑奇數(shù)塊蓋板混凝土，進(jìn)入防輻射蓋板養(yǎng)護(hù)階段，至此整體防輻射蓋板預(yù)制施工工序完成，如圖5所示。

圖5 不規(guī)則防輻射蓋板預(yù)制技術(shù)三維示意圖

4.5 蓋板的運輸

防輻射蓋板運輸根據(jù)最重單塊蓋板計算，采用50 t 汽車吊吊運至平板車，運輸至廠房堆大廳相應(yīng)工程部位，再采用堆大廳50 t 行車進(jìn)行防輻射蓋板吊裝工作。

4.6 蓋板的吊裝

正立位蓋板劃線定位→橡膠墊放置→正立位蓋板明裝→倒立位蓋板盲裝。

正立位蓋板定位嚴(yán)格按照蓋板詳圖，考慮左右預(yù)留蓋板余量，畫出精準(zhǔn)定位線，隨后通過行車將正立位蓋板按照控制線吊裝至相應(yīng)位置，由于正立位蓋板吊裝屬于明裝過程，操作及控制相對簡單，吊裝過程設(shè)置牽引繩，蓋板就位時蓋板兩側(cè)各分布3 名工人，采用長木方頂齊至控制線，通過木方形成的斜口將蓋板就位至與控制線齊平，由于蓋板動量大，在此吊裝過程中蓋板會來回晃動，因此操作時每個方位工人應(yīng)同時均勻用力，使得蓋板微微移動至定位線位置。根據(jù)定位線，完成兩塊正立位蓋板的放置后，復(fù)測留設(shè)倒立位蓋板的實際預(yù)留尺寸，因倒立位蓋板為最后放置，并咬合壓至正立位蓋板一邊，如正立位蓋板放置有誤差，會造成蓋板整體尺寸偏差，倒立位蓋板無法放置，整個小塊蓋板放置過程將需重新進(jìn)行。正立位蓋板尺寸位置必須準(zhǔn)確，復(fù)測及余量均合格后，最后進(jìn)行放置的為每塊倒立位蓋板的盲裝，盲裝位置如圖6所示。

圖6 倒立位防輻射蓋板盲裝位現(xiàn)場圖

倒立位蓋板盲裝建立在正立位蓋板精準(zhǔn)就位前提下，需與其咬合凸臺重疊，倒立位蓋板放置難度系數(shù)大，持續(xù)時間長，放置過程中人無法通過直觀觀察去放置，同理蓋板吊裝過程來回晃動，動量大，使得蓋板微調(diào)難度系數(shù)也極大，如調(diào)整不規(guī)范，會使得蓋板端頭搭在企口平臺上，導(dǎo)致蓋板傾斜無法放置，需重新調(diào)平后繼續(xù)吊裝，因此根據(jù)實踐總結(jié)，其主要控制點有：第一，盲裝控制的關(guān)鍵點在于倒立位蓋板吊裝過程必須一直保持在水平狀態(tài)，如吊裝過程棱角相互擠靠傾斜，需重新吊離鋼絲繩調(diào)平后再吊；第二，盲裝控制的關(guān)鍵點在于蓋板四條邊線與預(yù)留孔洞邊線經(jīng)激光儀測量，必須保證垂直在一條線上，這樣更增加盲裝成功的可能性。根據(jù)本工程實踐經(jīng)驗，蓋板吊裝原則上操作簡單，但受吊裝環(huán)境盲裝影響，其吊裝控制極其嚴(yán)格，吊裝工人需由嚴(yán)格技術(shù)交底培訓(xùn)的工人實施操作。

5 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合項目防輻射蓋板實施的實踐經(jīng)驗，總結(jié)從防輻射蓋板特點分析、預(yù)制思路設(shè)計、預(yù)制工藝流程到防輻射蓋板吊裝就位，過程中包含質(zhì)量控制、精度控制、余量控制等重難點控制，從而使該方法的應(yīng)用和使用價值得到提升，順利地完成了防輻射蓋板的放置，為后續(xù)類似工程提供有力的借鑒和參考。