精密設(shè)備預(yù)埋板精準(zhǔn)施工技術(shù)

袁 陵，鐘煌正

（1、散裂中子源科學(xué)中心 廣東東莞 523808；2、中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部 廣東東莞 523803；3、招商局物業(yè)管理有限公司東莞分公司 廣東東莞 523803）

0 引言

中國散裂中子源［1］是國家“十一五”期間重點(diǎn)建設(shè)的大科學(xué)裝置，為世界第四臺中子源裝置，是位于國際前沿的高科技、多學(xué)科應(yīng)用的大型研究平臺。本次工程材料中子衍射譜儀項(xiàng)目，是中國散裂中子源為解決我國在材料與裝備制造等領(lǐng)域“卡脖子”問題而建設(shè)的一個(gè)重大應(yīng)用，項(xiàng)目建設(shè)于中國散裂中子源園區(qū)內(nèi)，將依托散裂中子源建設(shè)成具有國際先進(jìn)水平的研究終端裝置。

工程材料中子衍射譜儀項(xiàng)目的核心設(shè)備是安裝在樣品中心的超精密設(shè)備，但設(shè)備自身的調(diào)節(jié)能力有限，因此對其設(shè)備基板（長寬為2.4 m×2.4 m）的安裝精度要求非常高，整體平整度偏差要求小于1 mm，遠(yuǎn)超相關(guān)建筑規(guī)范規(guī)定的2 000 mm 不超過8 mm 的要求，施工難度大。該預(yù)埋板的預(yù)埋精度直接影響后期設(shè)備安裝和裝置的有效運(yùn)行，是工程的關(guān)鍵工序，因此急需研究出一種針對較大型預(yù)埋板精準(zhǔn)預(yù)埋施工的新式預(yù)埋技術(shù)。

1 新式預(yù)埋技術(shù)的設(shè)計(jì)思路

新式預(yù)埋技術(shù)是通過特殊設(shè)計(jì)的支架體系，達(dá)到多級控制、多級準(zhǔn)直、逐級消化預(yù)埋誤差的目的，最終滿足設(shè)備安裝的要求。

預(yù)埋板（見圖1）的安裝精度依靠其支架的設(shè)計(jì)，本次創(chuàng)新設(shè)計(jì)的支架體系，可以通過三層定位、三級準(zhǔn)直等手段最終滿足預(yù)埋板超規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)埋精度要求。

圖1 預(yù)埋板平面Fig.1 Plan of Embedded Slab （mm）

2 施工難點(diǎn)與特點(diǎn)

⑴預(yù)埋板為鐵預(yù)制成品，重量大、尺寸大、預(yù)埋板定位、水平度等精度要求高；

⑵現(xiàn)場影響因素眾多，質(zhì)量控制難度大；施工過程中，混凝土澆筑［2］、振搗、焊接等都會(huì)影響預(yù)埋板的安裝精度；

⑶新研究的支架體系，不可避免的因素對預(yù)埋精度產(chǎn)生影響，用特殊加固使預(yù)埋板與調(diào)平支架形成一個(gè)整體的受力體系［3］；

⑷通常預(yù)埋板直接焊接到槽鋼上或者卡板上鉆孔，將預(yù)埋件兩端插入槽鋼或卡板孔中［4-5］，此安裝方法預(yù)埋件位置難以調(diào)校，易引起返工；

⑸適用于土建較大預(yù)埋板、異形預(yù)埋板的高精度預(yù)埋施工。

3 支架體系

整個(gè)預(yù)埋板調(diào)平體系（見圖2）可分為3 層（見圖3、圖4）：定位基座（第1 層）、調(diào)平支架（第2 層）、預(yù)埋板（第3層）。

圖2 支架體系三維模型拆解Fig.2 Support System for 3D Model Disassembly

圖3 組合模型Fig.3 Combined Model

圖4 支架體系Fig.4 Support System

⑴第1層：定位基座作為整個(gè)支架體系的粗調(diào)定位層，進(jìn)行第一次準(zhǔn)直和精度調(diào)節(jié)，其4個(gè)點(diǎn)位整體水平度達(dá)到常規(guī)施工要求即可，為第2層提供安裝平臺，同時(shí)可避免第1層澆筑對鋼筋的擾動(dòng)，減小誤差，提高可控性；

⑵第2層：調(diào)平支架作為整個(gè)支架體系的精調(diào)定位層，創(chuàng)新性的采用螺栓絲扣調(diào)平的方式，對其16個(gè)螺帽點(diǎn)位進(jìn)行第二次準(zhǔn)直和精度調(diào)節(jié)，其整體水平度偏差需達(dá)到1 mm內(nèi)；

⑶第3 層：預(yù)埋板作為精調(diào)驗(yàn)收層，預(yù)埋板就位后進(jìn)行整體的第三次準(zhǔn)直及調(diào)平，將整體平整度誤差調(diào)到1 mm以內(nèi)。

4 關(guān)鍵安裝技術(shù)

4.1 工藝操作要點(diǎn)

4.1.1 定位、放線

首先在墊層上測量放線，如圖5?所示，確定預(yù)埋板的位置，預(yù)埋板安裝的關(guān)鍵在于定位與調(diào)平，為達(dá)到預(yù)埋精度要求，采用點(diǎn)定位的方案，國家三等水準(zhǔn)測量規(guī)范。

4.1.2 支架體系安裝

根據(jù)定位預(yù)埋板中心點(diǎn)及4 個(gè)角點(diǎn)，放置定位基座，如圖5?所示，進(jìn)行一級準(zhǔn)直和定位，按相關(guān)規(guī)范要求調(diào)平后與筏板面筋焊接固定，第1層澆筑前，在預(yù)埋板的每邊需擴(kuò)大50 mm，再裝釘模板，為第2層位置偏差的調(diào)節(jié)提供條件。

圖5 定位、放線與定位基座就位Fig.5 Positioning and by Taking，Positioning Base in Place

調(diào)平支架采用剝肋滾壓直螺紋控制螺桿［6］插入預(yù)埋板的深度，勿超出螺桿螺紋區(qū)域，保證支架安裝時(shí)底部平整，定位基座與調(diào)平支架水平接觸面點(diǎn)焊固定，勿焊死，便于誤差不滿足要求時(shí)再次調(diào)節(jié)。

調(diào)平支架層，如圖6?所示：澆筑完定位基座層后，再安裝調(diào)平支架，進(jìn)行二級準(zhǔn)直，利用螺母的自鎖性，使預(yù)埋板具備上下調(diào)節(jié)功能，采用摩擦防松，預(yù)埋板下方使用雙螺母［7］，增加螺紋接觸面，從而增大摩擦力矩，進(jìn)行精調(diào)，通過旋擰調(diào)節(jié)至整體水平度偏差小于1 mm，如圖6?所示。

圖6 調(diào)平支架預(yù)安裝及預(yù)埋板安裝Fig.6 Leveling Bracket is Pre-installed and Embedded Steel Plate Plateinstallation

預(yù)埋鋼板就位后即可開始三級準(zhǔn)直工作，用全站儀復(fù)測預(yù)埋鋼板4 個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)和中心點(diǎn)坐標(biāo)、標(biāo)高復(fù)測、板面四角位置的平整度，通過調(diào)平螺母進(jìn)行精調(diào)，直至滿足要求，完成調(diào)平工作。

定位和調(diào)平滿足設(shè)計(jì)要求后，調(diào)平支架與錨筋、螺母進(jìn)行滿焊［8］固定，現(xiàn)場要采取間歇性焊接，避免燒焊造成鋼構(gòu)變形，焊接固定后需再次對板的位置和標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，確保精準(zhǔn)。

采用比接觸面高一個(gè)標(biāo)號的微膨脹混凝土［9］，工作要連續(xù)進(jìn)行，不能中斷，并盡可能縮短灌漿時(shí)間。應(yīng)從一側(cè)或相鄰的兩側(cè)多點(diǎn)進(jìn)行灌漿，直至從另一側(cè)溢出為止，以利于灌漿過程中的排氣，不得從四側(cè)同時(shí)進(jìn)行灌漿。引流時(shí)，振搗棒注意不對預(yù)埋板造成擾動(dòng)。

4.2 復(fù)核結(jié)果

施工過程采用拓普康GTS-G02 全站儀、棱鏡等設(shè)備；最終驗(yàn)收預(yù)埋板精度，采用反射球、Leica TDRA6000 全站儀、WILD NL 投點(diǎn)儀等設(shè)備，采用SA軟件進(jìn)行三維測量［10］，獲取待測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

經(jīng)第三方檢測，樣品中心預(yù)埋板調(diào)平最大誤差為0.6 mm，滿足設(shè)備安裝要求。

5 結(jié)語

預(yù)埋板表面積越大，調(diào)平誤差值越難控制，新式預(yù)埋技術(shù)成功應(yīng)用于工程材料中子衍射譜儀工程，利用新式預(yù)埋技術(shù)通過支架體系結(jié)合雙螺母調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)高精度預(yù)埋的要求，解決了大型的預(yù)埋板以傳統(tǒng)的基建施工手段很難滿足高精度預(yù)埋的難題，此技術(shù)能廣泛應(yīng)用于施工中，有較高的實(shí)用性、可靠性且易于操作，適用異形預(yù)埋板，是解決建筑工程中高精度預(yù)埋施工難題的有效辦法。