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      三門AP1000核電項目預(yù)埋件施工質(zhì)量控制技術(shù)

      2014-11-09 07:51:38趙建忠
      山西建筑 2014年4期
      關(guān)鍵詞:核島預(yù)埋件預(yù)埋

      趙建忠 武 偉

      (國核工程有限公司,上海 200233)

      1 概述

      作為預(yù)埋在混凝土中的構(gòu)件,預(yù)埋件是用于外部結(jié)構(gòu)、設(shè)備基礎(chǔ)安裝固定的錨固件。預(yù)埋件大多由金屬制造,在工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用十分普遍[1,2],在三代AP1000核電站中應(yīng)用范圍也很廣泛,安全殼廠房、輔助廠房、附屬廠房等廠房施工中均需安裝大量的預(yù)埋件,為后續(xù)的土建施工、管道和電氣支架以及設(shè)備等物項安裝提供了重要的連接支撐,是實現(xiàn)連接物項與土建基礎(chǔ)牢固連接進(jìn)而實現(xiàn)物項應(yīng)有功能的重要組成部分。預(yù)埋件施工對整個工程的質(zhì)量、工期的影響很大,其位置設(shè)置和強(qiáng)度都是影響建筑工程質(zhì)量的主要因素[3]。本文結(jié)合AP1000核島預(yù)埋件設(shè)計特點(diǎn)和三門核電核島建設(shè)中的施工經(jīng)驗,探討AP1000核島預(yù)埋件施工質(zhì)量控制技術(shù)要點(diǎn)。

      2 AP1000核島預(yù)埋件設(shè)計特點(diǎn)

      AP1000核島的預(yù)埋件圖紙量約占整個核島設(shè)計土建圖紙量的15%,其中輔助廠房和附屬廠房的預(yù)埋件最多,安全殼廠房的預(yù)埋件設(shè)計要求最高。預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)形式主要有:預(yù)埋鋼板和預(yù)埋螺栓。設(shè)計上發(fā)布的通用預(yù)埋鋼板規(guī)格有32種,預(yù)埋螺栓有22種,此外還有一些規(guī)格、材質(zhì)有特殊要求的預(yù)埋件,這些預(yù)埋件多分布在安全殼廠房,制作工藝較為復(fù)雜,常用來支撐重要的設(shè)備。核電廠設(shè)備安裝要求精度較高,進(jìn)而對預(yù)埋件的安裝要求也較高。

      2.1 預(yù)埋鋼板

      預(yù)埋鋼板(以下簡稱“預(yù)埋板”)主要是由鋼板和在其上焊接的錨固件共同構(gòu)成的一種預(yù)埋板件。在AP1000核島中,除結(jié)構(gòu)模塊上的預(yù)埋板(又稱“OLP”板)外,預(yù)埋板共有兩種結(jié)構(gòu)形式,分別為帶錨固釘?shù)念A(yù)埋板(HA型,板面材質(zhì)為ASTM A36,見圖1a))和帶錨固鋼筋的預(yù)埋板(DWA型,板面材質(zhì)為ASTM A572,見圖1b)),根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同,HA型預(yù)埋板共有18種,DWA型預(yù)埋板有14種。

      圖1 HA型和DWA型預(yù)埋板構(gòu)造示意圖

      2.2 預(yù)埋螺栓

      預(yù)埋螺栓螺桿材質(zhì)為ASTM F1554,螺帽材質(zhì)為ASTM A563。螺栓底部設(shè)有方形錨固板,材質(zhì)為ASTM A36,以便在混凝土中起到有效的錨固作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,預(yù)埋螺栓也分為兩種類型,分別為不帶套筒預(yù)埋螺栓(TYPE1型,見圖2a))和帶套筒預(yù)埋螺栓(TYPE2型,見圖2b))。根據(jù)螺栓直徑和長度不同,共有11個尺寸等級,22種規(guī)格。

      圖2 TYPE1和TYPE2型預(yù)埋螺栓構(gòu)造示意圖

      2.3 預(yù)埋件分類

      在AP1000核島建設(shè)中,可將預(yù)埋件按照使用目的劃分為以下幾類:

      1)土建結(jié)構(gòu)用預(yù)埋件:主要用來安裝鋼梁、角鋼、門框、防火墻及活動地板支架等鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

      2)管道支架用預(yù)埋件:布置在廠房里的管道(風(fēng)管和水管)支架結(jié)構(gòu)需固定在預(yù)埋件上。由于要承受較大的動荷載,此類埋件一般較大,且多采用DWA型預(yù)埋板。

      3)電氣支架用預(yù)埋件:電氣托盤一般較大無動荷載,因此其電氣支架所用的預(yù)埋件較小,多采用HA型預(yù)埋板。

      4)模塊用預(yù)埋件:對于CA20,CA01和CB系列等墻體結(jié)構(gòu)模塊,多通過與預(yù)埋板焊接的方式來連接固定結(jié)構(gòu)模塊。還有一批樓板模塊,如CA22,則要放置在預(yù)埋板上焊接的角鋼或牛腿上。

      5)設(shè)備用預(yù)埋件:設(shè)備主要通過與預(yù)埋件的連接,固定到廠房主體結(jié)構(gòu)上。對于核島中的一些大型設(shè)備,如壓力容器、穩(wěn)壓器等核級設(shè)備,其連接所用的預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)形式是特殊的,安裝要求也較嚴(yán)格。

      3 AP1000核島預(yù)埋件施工質(zhì)量控制

      3.1 施工方式

      在AP1000核島建設(shè)中,預(yù)埋件施工工藝流程可分為:1)圖紙準(zhǔn)備;2)下料加工;3)出廠驗收;4)測量定位;5)校對尺寸和位置;6)安裝固定;7)支模板并澆筑混凝土;8)養(yǎng)護(hù)與拆模;9)檢查施工質(zhì)量;10)修補(bǔ)處理(如有)。但由于AP1000核島預(yù)埋件安裝數(shù)量多、類型多,部分形狀較大,且墻、板鋼筋密度大,使得預(yù)埋件有效安裝空間小,常與其他物項相碰撞。尤其是DWA型預(yù)埋板,由于錨筋由美標(biāo)鋼筋代換成國標(biāo)以后,錨固長度由686 mm變?yōu)?14 mm,現(xiàn)場施工較為困難。原則上預(yù)埋件應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)鋼筋施工完成后進(jìn)行安裝,并根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)分層分段情況,按照施工進(jìn)度進(jìn)行有組織的流水作業(yè)。安裝固定是預(yù)埋件施工中的一個重要環(huán)節(jié),不同位置和不同大小的預(yù)埋件,其選用的固定方法也不同。預(yù)埋件安裝前,應(yīng)先支設(shè)有足夠剛度和穩(wěn)定性的固定支架,在支架上標(biāo)注相對標(biāo)高點(diǎn),底部應(yīng)焊接可靠,且必須自成體系。若預(yù)埋件尺寸較小,可將其直接綁扎在主筋上;對于面積大的預(yù)埋板,除用錨筋固定外,還要在其周邊設(shè)置限位附加鋼筋,防止預(yù)埋件移動,安裝示意圖見圖3。對于預(yù)埋螺栓,由于安裝精度一般要求較高,需用角鋼固定,并用附加鋼筋形成的支架支撐,以防止螺栓移位,其安裝固定示意圖見圖4。

      圖3 預(yù)埋板安裝固定示意圖

      圖4 預(yù)埋螺栓安裝固定示意圖

      在預(yù)埋件安裝固定完成后,應(yīng)組織對其安裝質(zhì)量進(jìn)行驗收,驗收合格后支模板并澆筑混凝土?;炷琉B(yǎng)護(hù)完成后,拆模和復(fù)檢預(yù)埋件。

      3.2 預(yù)埋件施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

      3.2.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

      前期準(zhǔn)備中,要充分理解和審核預(yù)埋件設(shè)計圖紙,重點(diǎn)檢查圖紙上是否有開口項、圖紙錯誤以及埋件類型和位置等信息是否完整。結(jié)合連接構(gòu)件相關(guān)圖紙,檢查預(yù)埋件大小、位置和數(shù)量是否滿足后續(xù)安裝要求。要重點(diǎn)解決前期圖紙中可能影響預(yù)埋件安裝的問題,并在此基礎(chǔ)上制定安裝作業(yè)施工方案、質(zhì)量計劃和措施。特別強(qiáng)調(diào)的是,在施工技術(shù)準(zhǔn)備過程中,要和其他專業(yè)如管道、通風(fēng)、電氣和設(shè)備專業(yè)技術(shù)人員充分溝通,準(zhǔn)確理解設(shè)計意圖,盡量避免預(yù)埋件遺漏。

      3.2.2 加工制作質(zhì)量控制

      預(yù)埋件加工前,應(yīng)首先了解其類型和數(shù)量,然后按設(shè)計要求制作,制作完成后對其進(jìn)行標(biāo)識,標(biāo)明預(yù)埋件所用子項編號、工程部位及規(guī)格等。預(yù)埋件的原材料須使用設(shè)計指定的產(chǎn)品,加工前應(yīng)檢查其合格證,并進(jìn)行必要的成分分析及性能試驗。鋼筋的調(diào)直下料以及鋼板的劃線切割需根據(jù)圖示尺寸認(rèn)真實施。鋼板應(yīng)使用大型裁板機(jī)切割,禁止使用氧氣焊燒切。此外,預(yù)埋件的焊接質(zhì)量還關(guān)系到其結(jié)構(gòu)受力的穩(wěn)定性,當(dāng)焊接質(zhì)量不能滿足設(shè)計要求時,可能會導(dǎo)致錨筋脆斷等質(zhì)量問題,最終影響到結(jié)構(gòu)的安全,因此焊條、焊劑型號和焊縫高度、寬度都應(yīng)滿足設(shè)計要求。在焊接工藝評定合格后方可開始焊接工作,且應(yīng)進(jìn)行探傷試驗,以保證焊接質(zhì)量。

      預(yù)埋件制作完畢后應(yīng)提交產(chǎn)品質(zhì)量驗收單、所用材料的質(zhì)量證明書和試驗報告、NDE檢測報告等,并應(yīng)指派專人核對規(guī)格、形狀、幾何尺寸和數(shù)量是否一致后按預(yù)埋件使用先后順序進(jìn)行運(yùn)輸,在指定地點(diǎn)按標(biāo)識分類堆放。預(yù)埋件堆放不宜過高,且應(yīng)保證埋件堆間寬度不小于0.5 m。在加工、制作、運(yùn)輸、吊裝過程中一定要保護(hù)好預(yù)埋件成品,防止給后續(xù)施工增加難度。

      3.2.3 現(xiàn)場安裝質(zhì)量控制

      成立預(yù)埋件安裝管理小組,組建技術(shù)力量成熟的安裝隊伍。在安裝前,由管理人員和技術(shù)人員向具體施工人員進(jìn)行安全和技術(shù)交底,使每一個施工人員都能熟知預(yù)埋件的作業(yè)規(guī)程、施工工藝、吊裝要點(diǎn)等安全、技術(shù)和質(zhì)量要求。

      預(yù)埋件的安裝質(zhì)量還主要來源于測量的控制,所選測量儀器的各種參數(shù)必須符合工程測量的精度要求。施工前,應(yīng)逐一對預(yù)埋件安裝位置進(jìn)行放樣,軸線及標(biāo)高定位點(diǎn)須設(shè)置在固定物件上,做好明顯標(biāo)志,防止人為破壞。預(yù)埋件起吊過程中,應(yīng)始終保持水平狀態(tài),不發(fā)生傾斜、搖晃現(xiàn)象?,F(xiàn)場應(yīng)完善安全防護(hù)設(shè)施,搭建吊裝平臺及周邊防護(hù)欄桿,確保施工人員的施工安全。對于大的預(yù)埋件采用吊車一步吊裝到位,及時安裝。對于小的構(gòu)件吊車吊到位后人工采用手拉葫蘆定位,焊接或是鉚接牢靠。

      預(yù)埋件安裝時,錨筋不應(yīng)中止在保護(hù)層內(nèi),且設(shè)置在主筋內(nèi)側(cè),板面不應(yīng)凸出于混凝土表面。預(yù)埋件就位后,進(jìn)行位置校正,偏差須符合設(shè)計規(guī)定。對某些由于客觀原因造成確實無法達(dá)到設(shè)計要求的情況,應(yīng)及時和設(shè)計方聯(lián)系協(xié)調(diào)解決。

      3.2.4 混凝土澆筑過程中的質(zhì)量控制

      為防止?jié)仓蟊砻姹换炷翝{所覆蓋,預(yù)埋件安裝前應(yīng)在其四周貼海綿條或雙面膠,確保與模板結(jié)合緊密。在預(yù)埋件附近澆筑時要對稱均勻下料,小心謹(jǐn)慎振搗,盡量做到附加應(yīng)力最小?;炷羶A倒高度要高出預(yù)埋件表面,使混凝土與其充分接觸,不發(fā)生空鼓;澆筑時,預(yù)埋件易受到外界因素的干擾,應(yīng)邊振搗邊觀察,及時校正預(yù)埋件位置,避免產(chǎn)生過大位移。對于特大預(yù)埋件,需在板面上鉆振搗孔用來振搗混凝土,但開孔的位置及大小不能影響預(yù)埋板的正常使用。

      3.2.5 成品質(zhì)量控制

      澆筑完成后,需加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止混凝土產(chǎn)生干縮變形引起預(yù)埋件內(nèi)空鼓。拆模后應(yīng)對表面有灰漿的預(yù)埋件進(jìn)行清理,按要求對外露部位涂刷防銹漆,并重新進(jìn)行標(biāo)識。所有預(yù)埋件都應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢,重點(diǎn)復(fù)核規(guī)格、型號是否正確,位置、高程是否符合圖紙要求。要及時做好對預(yù)埋件的成品保護(hù),避免撞擊、泡浸、電焊飛濺、火烤等對其造成損壞,并根據(jù)設(shè)計要求作好防腐和保養(yǎng)措施。

      3.3 加強(qiáng)預(yù)埋件施工質(zhì)量的管理協(xié)調(diào)措施

      精心的施工管理和嚴(yán)格的技術(shù)措施是保證預(yù)埋件施工質(zhì)量的有力措施。對預(yù)埋件施工這一重要環(huán)節(jié),應(yīng)根據(jù)總體施工計劃完成圖紙審核、作業(yè)方案編制、埋件交付和安裝等工作。埋件安裝過程中,所配備的專職安全管理人員及技術(shù)人員,要和現(xiàn)場施工人員建立有效的溝通渠道,全過程指導(dǎo)監(jiān)督預(yù)埋件安裝。對于和管道、洞口和密集鋼筋產(chǎn)生位置沖突的埋件,要早發(fā)現(xiàn)早處理,要充分利用鋼筋的可調(diào)整性,來保證埋件的精確就位。

      4 結(jié)語

      預(yù)埋件安裝是三代核電AP1000核島建造過程中土建工作的一個重要的施工活動之一,是一項復(fù)雜又細(xì)致的工作,對建筑物的結(jié)構(gòu)安全有很大的影響。本文結(jié)合三代核電AP1000建設(shè)經(jīng)驗,介紹了AP1000核島預(yù)埋件設(shè)計特點(diǎn)和預(yù)埋件的現(xiàn)場施工方式,重點(diǎn)分析了預(yù)埋件的施工質(zhì)量控制技術(shù)要點(diǎn),可為其他類似項目提供參考。

      [1]李澤源.對工程預(yù)埋件施工工藝的探索[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2008(10):849-850.

      [2]白 天,寇民道,劉永濤.大型工程預(yù)埋地腳螺栓及預(yù)埋件施工要點(diǎn)[J].河南建材,2009(4):138-139.

      [3]戚海剛.保證鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件預(yù)埋施工質(zhì)量的探討[J].山西建筑,2007,33(2):240-241.

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