某核电站汽轮机平台施工技术

**三期汽轮机平台施工介绍**三期汽轮机平台施工中的模板、混凝土浇筑、养护及裂缝控制技术，以及为使平台施工质量符合设计要求所采取的一些技术措施。**三期汽轮机厂房是三期工程的几大主要组成部分之一，共两个厂房，分别为1号与2号汽轮机厂房。该厂房由美国Bechtel公司设计，按功能划分为辅助跨和汽轮机大厅，汽轮机平台则是汽轮机大厅的核心部分。汽轮机平台为矩形16200×52300mm，由8根矩形钢筋砼柱和一堵中间墙共同支承，柱体分为A、B、C、D型柱各两根，其中A型截面尺寸为3500×3500mm，B型为3000×3500mm，C型为2500×2900mm，D型为3000×2200mm，墙体截面尺寸为16200×2023mm。墙、柱坐落在5.8m厚的钢筋砼底板上，底板顶面标高84.0m（该工程标高100.0m,相当于黄海高程+12.000m），柱、墙高度为15.74m。顶部矩形平台厚3.5m，顶面标高为103.24m，平台四面临空。平台内由西向东分布有五个贯穿矩形设备孔洞，其平面尺寸为1000×702mm、4214×11415mm、10202×9202mm、10202×9202mm、7710×6706mm。平台顶面为压光面层，五个孔洞四周留设二次灌浆区，浇注标高分别为：103.101m、103.063m、103.096m、103.024m，表面预留有93m长设备安装凹槽，槽底标高为103.09m。该平台特点：浇注高度大（3.5m厚，15.74m高），内含预埋件多（600多件），埋件加固支撑密（泵管接入较困难），施工难度大。施工日期1号汽轮机平台为1999年5月至1999年8月；2号汽轮机平台为1999年8月至1999年11月。1施工规范及要求该工程按设计规定使用以下标准：（1）A23.1-94A23.2-94《砼材料和砼施工方法、砼试验方法》（2）98-20200-TS-701《NSP/BOP（包括反应堆厂房）砼施工及相关工作技术规范》（3）汽轮机平台设计图纸及相关设备工艺图纸要求：汽轮机座设备孔尺寸偏差为－10mm，不允许产生正误差。砼表面拆模后不作装饰要求。灌浆区保证骨料均匀分布。2施工工艺2.1模板工程2.1.1模板支设情况底模支承面积560m2，侧模支设面积1000m2，砼一次性浇筑高度3.5m。底面、侧面和顶面的预埋铁件多，两侧端头角部侧模无法对拉，加固难度大，并且内部的贯穿套管、电缆管、设备支架多，尤其是汽轮机固定螺栓的样板架分多层贯穿于整个汽轮机平台，为模板加固和拉杆穿设等工作带来很大的难度。2.1.2模板设计根据支设面积大、工期紧、表面不作装饰的工程特点，我们采用特制大模板来施工。侧面大模板采用18mm厚芬兰进口胶合板，背肋采用10号热轧槽钢，在制作车间加工校核成型。拉杆采用φ20mm的精轧螺纹钢筋，相配套的锥形顶帽和蝶形螺母固定模板。底模也采用18mm厚进口芬兰板铺设，底模承重架由汽轮机基座面84.0m标高开始搭设，架体高度为15.74m，使用φ48mm焊接钢管，玛铁扣件联接。通过对承重系统强度、稳定性验算，确定支架立杆平行于梁长方向间距为300mm，垂直于梁长方向为600mm，水平连接管间距为1200mm。支承架并与钢筋砼柱以环箍形式顶紧连接，每1500mm设置一道。承重立杆顶部安放可调顶托，上面放置220×150（mm）木枋龙骨，间距300mm，并与顶托绑扎固定，上铺芬兰板。2.1.3模板支设大模板采用塔吊安装就位，按照所弹设的模板位置线和控制线调整准确，同时采用钢管进行临时固定，在双面模板就位后，穿设φ20mm拉杆和锥形顶帽。在模板全面安装完毕后，进行垂直度的校核。校核标准按照每3m不超过1/400执行，模板垂直度符合要求后，旋紧蝶形螺母和锥形顶帽进行模板固定。四个端角模板支设：在四端的砼柱施工缝顶面成双"十"字型，钻两排直径40mm、深350mm的孔，孔内插入550mm长的直径25mm钢筋，并用1：2水泥砂浆灌实孔洞。模板的拉杆斜拉焊在预埋的钢筋锚杆上。模板外部单独搭设操作双排架和砼输送泵管架，不与模板进行任何联接，避免造成模板的位移或变形。施工结果：在砼施工结束28天后，拆除底模，测得砼底面标高仅比设计标高最大低5mm，满足设计规范要求。根据现场检查及分析，主要由木枋与顶托接触的截面受压缩、模板受荷后的压缩值累积所致。预留汽轮机设备孔测量复核为－9mm，模板整体加固系统符合要求。立面垂直度测量符合施工允许偏差。2.2预埋件固定2.2.1预埋件类型和分布状况平台内预埋件主要有：矩形预埋铁件、预埋套管（贯穿上下表面或斜向水平设置）、H型钢顶进柱（下表面伸入砼内850mm）、钢结构预埋螺栓。预埋件分布于平台的上下表面和两个侧面。2.2.2预埋件固定措施（1）底面预埋件在制作时，距四边50mm各钻4个6mm孔。采用全站仪在调整好的底模上打出各轴线控制线，放出预埋件位置，并按预埋件尺寸在模板上画出边线和中心点，并复核所有预埋件的中心坐标，符合要求后，用铁钉将埋件钉在底模上。（2）顶面矩形预埋件、斜向水平贯穿预埋管和钢结构预埋螺栓由底部模板固定钢板，板面焊接8号槽钢支架，预埋件初步调平后放置在支架上，采用全站仪测定中心坐标，用直径14mm钢筋焊接在槽钢支架上予以固定。（3）垂直贯穿套管采用全站仪确定中心坐标后，画出边线，底部对角采用四块钢板钉于模板上固定，上口用支撑钢筋进行焊接固定。所有固定的支架不与结构钢筋接触，防止砼浇注时主筋位移造成埋件偏位。在砼浇注过程中，利用全站仪随时对已浇注好部位的预埋件坐标予以复核。对发生位移的预埋件在砼初凝前予以校正。施工结果：砼养护结束后，撤去覆盖层，使用全站仪对所有预埋件的坐标进行检查，仅有1号汽轮机平台的几个钢结构预埋螺栓超偏，其余埋件均在允许偏差范围内，施工效果良好。为此，在2号汽轮机平台的施工中，针对预埋螺栓的加固，在反砼浇注方向，我们增加拉结钢筋，消除流动砼的挤压力，结果收到很好的效果，保证了预埋螺栓的设计坐标。2.3砼工程2.3.1砼浇注特点高空一次性整体浇注，内部预埋件和热电偶测温探头多，内部钢筋和样板支架密集，并且不能碰触。砼圆柱体强度等级Cy28/20，砼浇注总量为1980m3。2.3.2施工措施为保证砼输送管不碰撞汽轮机螺栓样板架，在平台浇筑区内搭设专用吊架，吊架与样板架和模板加固架绝对分离。根据平台特点和浇筑量计算浇筑强度，采用三台泵送设备可以保证浇筑强度，分别为一台三菱30m砼泵车，一台三菱17m砼泵车，一台32m德国砼泵车。（1）机械布置：在汽机厂房南侧道路上接龙式布置三台泵车，前后分别为30m与32m泵车，中间为17m泵车。（2）布管：采用三台泵接三条地管，地管由南侧道路顺爬坡泵管架进入汽轮机平台，仅中间管穿10.9轴，其余两管走两侧至浇注位置。西端拆管浇注，东边边浇边接管。泵送管分配：30m与32m泵车接管分别负责两侧边梁板，另一台泵车主浇中间的梁板，并兼顾两侧梁板的辅助性补灰。（3）人员组织：三条浇筑泵管配备三组施工人员三班连续作业。各组配备振捣、泵管接拆、清理、模板看护、水电检修、找平压光等人员，各司其职。（4）浇注方式：采用斜向分层，由西向东浇注，分层厚度控制在30~40cm。初始浇注在西端沿长度6m范围内，三条地管同时采用水平分段分层浇注，减小对端头侧模的侧压力。将西端头3.5m厚的梁板砼浇注至103.24m后，开始采用斜向浇注，斜向分层布料必须保证由下向上，左右均匀下料。（5）砼下料：泵管接专用吊架，穿过样板架空隙，在下灰点采用橡皮软管穿入钢筋空挡，伸至离浇注面不超过1.5m。所接的泵管不能碰触螺栓样板架和其它预埋件，下料点随斜向浇注坡度，由下向上布料，不能只停在一个地方堆料，浇筑至分层高度就要拆管向上接管下料。暴露于太阳下的泵管采用湿麻袋覆盖，并常浇水润湿，以便降温，防止管内砼干结。（6）砂浆处理：润滑泵管的砂浆由塔吊挂料斗接出。浇注开始时，利用塔吊挂斗配合，三条泵管按顺序进行润滑。（7）砼操作：振捣采用插入式振捣棒，振捣人员分成顶部、中间和底部三排。振捣要求快插慢拔、排列式插点、插点均匀，振捣棒的插入间距在30~40cm，距模板边不大于15cm，振捣根据表面泛浆，无气泡产生为准，振捣时间也应根据砼的坍落度大小掌握，不准漏振，也不允许过振造成重骨料下沉。接拆管时，钢筋上所遗落的砼和砂浆由清理人员清除干净，避免影响钢筋与砼的粘结强度。在振捣棒伸入较困难的地方，解开钢筋让操作人员进入钢筋内振捣，振捣完毕后重新绑扎好钢筋。（8）细部及表面处理：在标高103.24m浇注区内，表面要求随打随压光，表面平整度在8mm/3m偏差以内。由于纵横杆件和安装单位的加固角钢多，刮尺无法通长刮面。现场采用了在大模板边103.24m标高处钉设斜边长为20mm的等腰直角三角形倒角条，使平台边部形成斜面护角。在三角条的顶面每间隔4m钉一个小圆钉，当砼浇筑完后，通过圆钉和小白线拉设平台标高找平控制网。找平压光工作待砼振捣密实后施工，避免在浇完砼后未振捣就进行拍平拉毛，造成振捣人员的漏振。在砼振捣完成后按标高控制线进行第一次刮平粗找平；第二次在初凝前，再进行短时间的二次振捣，砼沉实后进行精找平。压光前利用海绵块清除表面的泌水，在终凝前压好。二次灌浆区的表面采用木抹子进行两遍压平拉毛。由于振捣后粗骨料下沉，表面的砂浆层较厚，现场铲除一层表面砂浆，并重新在表面均匀补一层带骨料的砼，振捣密实后再进行拍平拉毛。在砼初凝前，清除表面泌水后进行二次抹压拉毛。养护期结束后，凿除灌浆区的表面砂浆层至设计标高，根据现场的凿除情况来看，表面粗骨料分布均匀，并且未出现无骨料区，达到设计要求。（9）模板检查：模板看护人员跟随浇注点，随时进行模板垂直度和轴线的校核，并安排专人在底模下进行跟踪检查，在模板产生偏差时，及时进行纠偏，保证了平台尺寸的标准。（10）养护：浇注过程中，在砼表面压光后3h以内，进行覆盖湿麻袋，再用塑料薄膜进行覆盖，表面加盖干麻袋。并由专人负责浇水保持底层麻袋始终湿润，养护期为30d。在侧模拆除后立即用麻袋进行包裹，外侧封上塑料薄膜，根据测温情况，保证降温梯度不大于2℃/d，内外温差不大于30C。在表面温度过低造成温差超值时，采用加盖干麻袋进行保温；在内外温差相差很小时，撤除干麻袋，同时进行表面浇适量的水进行散热。在养护期间，防止施工机具重敲地面，或过早在面层上踩踏，造成地面损坏和反砂。该成品保护措施，很好地避免了砼地面极易产生的质量通病。在现场增加3组同条件养护砼试块，测试7d，14d和28d的强度。2.3.3裂缝控制措施（1）由于1号汽轮机平台浇筑日期为1999年7月27日，2号汽轮机平台浇筑日期为1999年10月18日，此时砼的出机温度均在28℃左右，而该平台的设计规范砼入模温度为20℃，为保证砼的入模温度，采用在砼搅拌运输车内加液氮充分搅拌后降温的措施，现场测试检查其入模温度均控制在19~20℃。（2）使用砼的双掺措施，加入RH561减水剂和粉煤灰，减小水灰比，降低水化热。粗、细骨料入棚遮阳，砼运输车的罐身包裹隔热棉。从现场浇注施工和养护阶段观察，泵送砼良好的工作性能和保证较小的水灰比，对减少砼离析和泌水以及后期水化热的产生都起到了重要的作用。（3）为保证施工质量，搭设了天棚架遮阳防雨，同时也利于浇注后温度控制和养护。（4）采用了斜向分层，控制浇筑速度，利于砼浇筑后的初始水化热的散失。2.3.4砼内部温度测量根据该平台的形状，在平台上安装8组热电偶测温探头，每组分为上、中、下3个，进行30d测温，同时测定大气温度。根据温度变化曲线和各点之间的温差来控制养护。（1）测温频率：规定测温频率为第1－5天每2小时测一次；第6－10天每6小时测一次；第11－16天每12小时测一次；第17－30天每24小时测一次。（2）现场测温实测值表：根据平台测温探头的布置，选取平台中部布置的4号点的位置进行分析，具体数据见下表：砼龄期（天） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 28中心温度（℃） 52.45 66.95 65.4 62.05 57.35 52.1 47 42.65 38.95 35.45表面温度（℃） 41 37 39 38 29 26.5 28 28 20 16底部温度（℃） 50.8 56.8 52.6 49.3 44.25 40.4 37.7 34.5 31.7 28.3内外温差（℃） 10.4 29.95 26.4 24.05 28.35 25.6 19 14.65 18.95 19.45根据表中的测温数据绘制曲线表，如下图：施工结果：从测温曲线表来看，砼内部最高温度发生在浇筑后的第6天左右，其原因在于底部和侧面采用18mm厚胶合板，外界温度保持在25C以上，顶面采用了塑料薄膜和麻袋覆盖，其散热较慢；砼配制加入了RH561外加剂，液氮降低入模温度，水化热在初期的产生较慢，加之保温措施良好，内部热量聚集，以致内部温度最高期未按常规产生在浇筑后的第3天