不規則防輻射蓋板施工技術在核電項目的創新應用

朱王怡

（上海建工七建集團有限公司，上海 200050）

1 應用項目背景概況

1.1 工程概況

工程位于戈壁灘地區，其廠房地下兩層+局部夾層。

項目混凝土框架結構，樓板墻體較厚，約1.6 m，本次防輻射蓋板預制工藝及盲吊施工技術應用于廠房堆大廳1 600 mm厚的結構樓板上，蓋板放置位置在結構施工期間預留同蓋板形式的多層凸臺。

1.2 防輻射蓋板結構形式及概況

鋼筋混凝土防輻射預制蓋板放置在1.6 m 厚結構樓板上，蓋板厚度1.6 m，單塊重量可達20 t，混凝土標號為C45，結構樓板施工時留設蓋板預留口，蓋板與蓋板之間及蓋板與結構之間雌雄口咬合方式連接，大蓋板由5 塊不規則小蓋板凹凸咬合而成，其中偶數塊小蓋板通過端部短邊端與結構留設企口搭接受力，奇數塊小蓋板通過側邊端與蓋板及結構企口間搭接受力，蓋板之間及蓋板與結構之間密封墊條選用三元乙丙通長設置?；炷两Y構蓋板主要作用為核電堆艙或其他核電設備工藝房間工藝調試完成后，混凝土蓋板通過錯縫咬合的方式，根據不同工藝需求將樓板封閉，已達到密封、防射線輻射、防火及其他屏蔽功能，本工程應用的蓋板形式為不規則鋼筋混凝土拼裝蓋板，蓋板根據設計計算采用大直徑三級鋼筋為受力龍骨，保護層控制在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構預留口受力。單塊蓋板形式如圖1、圖2所示。

圖1 呈正立位不規則防輻射蓋板詳圖

圖2 呈倒立位不規則防輻射蓋板詳圖

2 技術難點分析

結合現場實際情況，探討不規則蓋板預制的施工方法，既滿足工藝要求，保證預制精度，又能相對輕松地將不規則蓋板分塊吊裝就位，從蓋板的以下3 個方面進行技術難點分析，以制定高質量的混凝土蓋板，達到既節約施工工期又降低工程成本的目的。其主要技術難點分析如下：①不規則蓋板形式分析：大蓋板由5 塊不規則小塊蓋板組成，蓋板與蓋板之間及蓋板與結構預留洞之間凹凸咬合，偶數塊蓋板呈正放位，端頭短邊凸臺搭接至結構企口放置，奇數塊蓋板呈倒立位，倒立放置，與偶數塊蓋板凸臺及結構企口之間相互咬合，其為主要預制及吊裝難點。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，吊裝順序先根據定位吊裝偶數2、4 塊正立位放置的蓋板，再依次盲裝剩余3 塊奇數塊蓋板，盲裝過程由行車吊裝，將蓋板每一條楞線、棱角在1.5 cm 預留空隙精準吊入，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、蓋板預制精度控制要求高等特點，蓋板吊裝難度系數極高。

3 防輻射蓋板預制技術創新設計

針對以上提出的防輻射混凝土預制蓋板對應技術難點，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制創新設計總體思路，通過調整蓋板預制順序，先進行間隔位置的正立位蓋板預制，待預制拆模完成后，已制作完成的正立位蓋板作為后續間隔倒立位蓋板的側模，使得不規則蓋板預制完成最終總尺寸與原結構蓋板預留口尺寸相符，并留設必要精度余量，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細部施工偏差，咬合口相互借用即可抵消的施工思路，有效地規避了不規則蓋板預制時的施工難度。

圖3 不規則防輻射蓋板形式三維示意圖

防輻射蓋板預制技術創新設計思路流程如下：實測實量結構預留企口尺寸→制作蓋板底?！紨祲K蓋板鋼筋綁扎→偶數塊蓋板側模安裝→偶數塊蓋板混凝土澆筑→養護→偶數塊蓋板模板拆除→奇數塊蓋板綁扎鋼筋→奇數塊蓋板側模安裝→奇數塊蓋板混凝土澆筑→養護→奇數塊蓋板模板拆除→蓋板運輸→蓋板分塊吊裝。

4 防輻射蓋板施工技術應用與實施

以下就防輻射蓋板施工技術在本工程中的實際應用，對其主要施工過程進行詳細闡述。

4.1 實測實量

實測實量為防輻射蓋板制作精度控制的關鍵一環，主要包括原1.6 m 厚結構樓板上預留蓋板洞口實際測量，因預留蓋板洞口與蓋板呈雌雄咬合，臺階狀，加之樓板厚度厚，預留洞口尺寸大，因此在防輻射蓋板預制前關鍵一步為實際測量樓板結構預留蓋板洞口的準確尺寸，記錄每個預留蓋板臺階實際長寬高，測量數據為蓋板預制的重要依據。當然，在前期樓板澆筑過程中，應嚴格控制蓋板預留結構洞口的施工質量，保證預留洞口精度要求，每個臺階處側模應采取加強措施，避免漲模等影響預留蓋板口尺寸。

4.2 制作底模

因蓋板數量大、尺寸大、重量重，預先策劃蓋板預制場地，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：在預先整平壓實過的平坦場地上掛線放樣，預制面積約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?，在澆筑前應制作混凝土灰餅或鋼筋樁@2 m，采用水準儀嚴格控制標高。預制場地完成后，根據前期現場實測實量預留洞口尺寸，按照蓋板施工詳圖，畫出蓋板尺寸控制線，最關鍵的一點為蓋板負公差控制，本工程按照每邊-1.5 cm負公差進行精度控制。蓋板定位完成后，在預制蓋板位置需鋪0.3 mm 厚塑料薄膜，蓋板底模制作完成。

4.3 偶數塊蓋板預制

按照前期蓋板預制設計流程，考慮蓋板與蓋板之間精度嚴絲合縫，先進行大蓋板偶數分塊蓋板的預制，其中包括偶數分塊蓋板的鋼筋綁扎、側模固定、精度復核驗收、混凝土澆筑、養護過程。將事先加工好的鋼筋運至施工地點，在地模上面綁扎鋼筋。鋼筋綁扎時應嚴格按照設計圖紙綁扎，保證保護層厚度，并按設計要求預埋吊環鋼筋（吊環采用HPB300級鋼筋，嚴禁使用冷加工鋼筋）。模板采用15 mm 膠合木模板，滿足強度、剛度、穩定性要求。支模板時，嚴格按照蓋板圖紙尺寸加工制作，模板之間如有空隙，須用雙面膠粘貼嚴密。立模板時先架立兩側側模，側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，上口水平及標高，應符合規范及圖紙要求。其中關鍵一環在于澆筑前的精度復核和側模固定，是否滿足負公差留設要求，蓋板側模加固牢固，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置，模板與鋼筋之間加墊塊保證預制蓋板保護層厚度。蓋板側模材料可選擇質量可靠的塑料模板、玻璃鋼模板、鋁合金模板或者鋼模材料，以保證蓋板施工質量。砼振動采用插入式振動棒，并用專業人員振搗，振動均勻，不得漏振；振動時間充足，排出砼內的全部氣泡；振動棒不得碰撞模板、預埋吊環。澆筑時要隨時注意模板有無變化、漏漿現象，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，而下面混凝土發生分層、離析現象及防止快拔時，砼來不及補充，留下空洞。振動棒插入混凝土后應上下抽動，幅度5～10 cm，以排除砼中空氣?；炷翝仓?、蓋板養護，澆筑完畢后，及時進行覆蓋養護，覆蓋采用一層塑料薄膜加一層土工布?；炷吝_到一定強度后，可拆除側模板。側模拆除后包裹一層土工布灑水進行后期養護，完成后進行蓋板側模拆除，即偶數塊蓋板預制完成，如圖4所示。

圖4 不規則防輻射蓋板偶數塊制作三維示意圖

4.4 奇數塊蓋板預制

偶數塊蓋板拆模完成，偶數兩塊蓋板之間間距即奇數塊蓋板尺寸，奇數塊蓋板制作以拆模后偶數塊蓋板定位尺寸為側模，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余量。奇數塊防輻射蓋板制作的關鍵在于偶數塊蓋板定位尺寸及側模加固形式，側模的加固形式直接影響決定整塊防輻射蓋板的預制質量及精度，因此，奇數塊防輻射蓋板側模加固形式可采取內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格復核模板定位尺寸及預留精度，檢查蓋板預留套管位置是否準確，確認無誤后澆筑奇數塊蓋板混凝土，進入防輻射蓋板養護階段，至此整體防輻射蓋板預制施工工序完成，如圖5所示。

圖5 不規則防輻射蓋板預制技術三維示意圖

4.5 蓋板的運輸

防輻射蓋板運輸根據最重單塊蓋板計算，采用50 t 汽車吊吊運至平板車，運輸至廠房堆大廳相應工程部位，再采用堆大廳50 t 行車進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。

正立位蓋板定位嚴格按照蓋板詳圖，考慮左右預留蓋板余量，畫出精準定位線，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，吊裝過程設置牽引繩，蓋板就位時蓋板兩側各分布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同時均勻用力，使得蓋板微微移動至定位線位置。根據定位線，完成兩塊正立位蓋板的放置后，復測留設倒立位蓋板的實際預留尺寸，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行。正立位蓋板尺寸位置必須準確，復測及余量均合格后，最后進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場圖

倒立位蓋板盲裝建立在正立位蓋板精準就位前提下，需與其咬合凸臺重疊，倒立位蓋板放置難度系數大，持續時間長，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，使得蓋板微調難度系數也極大，如調整不規范，會使得蓋板端頭搭在企口平臺上，導致蓋板傾斜無法放置，需重新調平后繼續吊裝，因此根據實踐總結，其主要控制點有：第一，盲裝控制的關鍵點在于倒立位蓋板吊裝過程必須一直保持在水平狀態，如吊裝過程棱角相互擠靠傾斜，需重新吊離鋼絲繩調平后再吊；第二，盲裝控制的關鍵點在于蓋板四條邊線與預留孔洞邊線經激光儀測量，必須保證垂直在一條線上，這樣更增加盲裝成功的可能性。根據本工程實踐經驗，蓋板吊裝原則上操作簡單，但受吊裝環境盲裝影響，其吊裝控制極其嚴格，吊裝工人需由嚴格技術交底培訓的工人實施操作。

5 結語

綜上所述，本文結合項目防輻射蓋板實施的實踐經驗，總結從防輻射蓋板特點分析、預制思路設計、預制工藝流程到防輻射蓋板吊裝就位，過程中包含質量控制、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，為后續類似工程提供有力的借鑒和參考。