质子区复杂混凝土结构施工施工方法

5.1混凝土制备 25.1.1混凝土供应商选择 25.1.2混凝土原材料控制 25.1.3混凝土配合比设计 45.1.4混凝土性能控制指标 45.1.5混凝土生产要求 45.2混凝土运输 55.2.1场外运输 55.2.2场内运输 85.2.3运输规定 85.3混凝土浇筑 95.3.1混凝土泵送 95.3.2混凝土浇筑措施 165.3.3混凝土分段分层浇筑 18（1）第一次浇筑 18（2）第二次浇筑 20（3）第三次浇筑 21（4）第四次浇筑 23（5）第五次浇筑 24（6）第六次浇筑 26（7）第七次浇筑 26（8）第八次浇筑 27（9）第九次浇筑 30（10）第十次浇筑 31（11）第十一次浇筑 32（12）第十二次浇筑 33（13）第十三次浇筑 34（14）第十四次浇筑 355.3.4施工缝设计及处理 365.4混凝土振捣 395.4.1底板振捣规定 395.4.1墙体及顶板振捣规定 395.5混凝土养护 405.6冬季施工措施 415.1混凝土制备5.1.1混凝土供应商选择本工程所有混凝土均采用商品砼，在施工前期，由我司根据实验室原材料检验报告和配合比试验结果，选择满足施工要求的混凝土供应商。同时在签定商品砼供应协议时，应申明使用部位混凝土的性能与数量，明确混凝土强度等级、抗渗标号、坍落度、浇筑时间和工程部位等数据，满足施工需求。根据试验结果，我司决定选择济南鲁冠混凝土有限责任公司供应混凝土，同时选择山东鲁桥建材有限公司济西分公司搅拌站、山东鲁发混凝土有限公司搅拌站备用。5.1.2混凝土原材料控制大体积混凝土所选用原材料应性能稳定，且符合相关现行国家和行业规范、标准和规定的要，此外，尚应考虑环境条件的影响，使配制的混凝土满足设计要求的工作、力学、体积稳定性和耐久性要求。混凝土原材料应重点控制的指标如下：（1）水泥应符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的要求，选用P.II42.5水泥，比表面积宜为300~350m2/kg，碱含量应＜0.60%，C3A含量应＜8%；C3S含量应＜55%；（2）粉煤灰应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）的要求，使用II级以上粉煤灰，需水量比不超过100%，流动度比应≥100%，不得使用高钙粉煤灰；（3）细骨料应符合《建设用砂》（GBT14684-2011）的要求，采用吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，细度模数宜为2.4~2.8，不应低于2.3和高于3.0，且颗粒级配符合II区要求；砂中含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%；不得使用海砂、山砂及风化严重的多孔砂。（4）粗骨料应符合《建设用碎石卵石》（GBT14685-2011）的要求，采用5~25mm连续级配碎石，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，针片状含量≤15%，压碎值≤16%，空隙率宜≤45%（5）外加剂应符合下列要求：外加剂采用苏博特抗裂剂及减水剂。①减水剂应符合《混凝土外加剂》（GB8076-2008）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）的要求，使用低收缩率比的聚羧酸高性能减水剂，28d干燥收缩率比≤100%；②混凝土抗裂剂应同时具有温升抑制与补偿收缩功能，满足标准Q/320115JJK052-2018和《混凝土膨胀剂》GB23439-2017要求，其主要性能指标如下表所示。项目性能指标限制膨胀率/%20℃水中7d≥0.05020℃转空气中21d≥0.-01060℃水中28d与3d的差值≥0.020水化热降低率/%24h≥30.07d≤15.0（6）重混凝土的原材料应满足下列要求：细骨料：铁矿砂应当满足《防辐射混凝土》（GB/T-34008-2017）及《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52）要求，宜采用吸水率低、空隙率小的洁净铁矿砂，且颗粒级配符合II区中砂要求。具体如下表所示：项目指标表观密度（kg/m3）≥3700泥块含量/%≤0.5坚固性/%≤8氯离子含量/%≤0.02石粉含量/%MB值＜1.4≤7.0MB值≥1.4≤3.0云母含量/%≤1.0压碎值/%≤30放射性符合GB6566规定粗骨料：铁矿石应当满足《防辐射混凝土》（GB/T-34008-2017）及《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52）要求，宜采用二级或多级配骨料混配而成。具体要求如下表所示：项目指标表观密度（kg/m3）≥3700泥块含量/%≤0.5含泥量/%≤1.0针片状颗粒含量/%≤15压碎值/%≤12坚固性/%≤8氯离子含量/%≤0.02放射性符合GB6566规定5.1.3混凝土配合比设计基于试验结果，综合考量大体积混凝土的工作、力学与抗裂性能，大体积混凝土采用如下配合比。混凝土类型部位水泥粉煤灰砂石子水抗裂剂减水剂特殊混凝土墙、顶板2341178401000165299.5底板2341248401000160239.5铁矿砂混凝土墙体23410416251996160299.55.1.4混凝土性能控制指标混凝土工作性能、力学性能及耐久性指标测试项目计量单位性能指标入模坍落扩展度坍落度mm160~200扩展度550±50含气量%≤560d立方体抗压强度MPa38.3抗渗等级/≥P65.1.5混凝土生产要求（1）开盘前应检查砂、石的质量情况，核实使用原材料与配合比通知单是否相符，数量是否足够并有20%的富余量。（2）开盘前应准确测定粗、细骨料的含水率，并在试验室采用现场原材料对混凝土配合比预先进行试拌，以验证现场原材料的质量稳定性，根据实测含水率将混凝土理论配合比换算成施工配合比。（3）混凝土配料必须按试验室通知单进行，并应有试验人员值班，配料采用自动计量系统计量。（4）开盘前，应检查拌和机、混凝土输送泵及管道、浇筑等各工序设备的运转情况。（5）开盘前要校核搅拌站计量设备及其他计量器具，并由试验人员复核原材料每盘称量的允许偏差，如下表所示。原材料每盘称量允许偏差序号原材料名称允许偏差（%）1水泥、矿物掺合料、抗裂剂±12粗、细骨料±23外加剂、拌合用水±1（6）每盘混凝土搅拌时间不小于90s。对于重混凝土每盘增加30s搅拌时间。（7）开盘后应测定初始拌合的前2~3盘混凝土拌合物的坍落度、含气量（当需要时）、温度等参数，并目测拌合物的粘聚性和保水性。如不符合要求，应立即分析情况处理，直至拌合物性能符合要求方能持续生产，生产过程中发现问题应及时解决。（8）混凝土拌合过程中应持续监测粗、细集料含水率的变化，每工班至少测定一次，并依据测试结果及时调整用水量和粗、细集料用量。5.2混凝土运输5.2.1场外运输济南鲁冠混凝土有限责任公司在市中区二环西路党杨村附近，距离现场15km，混凝土搅拌运输车的路线见图5.2-1，运送到施工现场约需要时间40min。山东鲁桥建材有限公司(西站)搅拌站位置在山东省济南市槐荫区经十西路3868，距离现场6km，混凝土搅拌运输车的路线见图5.2-2，运送到施工现场约需要时间20min。山东鲁发混凝土有限公司在山东省济南市长清区附近，距离现场18km，混凝土搅拌运输车的路线见图5.2-3，运送到施工现场约需要时间40min。为保证混凝土运送途中尽量减少城市交通带来的不利影响，应提前与交通管理部门协商，做好事前准备工作。混凝土搅拌站负责与城管、环卫、交通等政府部门沟通协调，保证混凝土运输过程畅通。图5.2-1场外运输车路线图图5.2-2场外运输车路线图图5.2-3场外运输车路线图5.2.2场内运输混凝土搅拌运输车从2#大门进入，在完成质子区浇筑后从场内逆时针通行，从1#大门出去，不影响后续浇筑车辆通行。具体线路图见图5.2-4。为了满足地磅的使用，所有罐车施工完毕后，均再绕场一次，进行过磅。图5.2-4场内运输车路线图5.2.3运输规定（1）接料前，混凝土搅拌运输车应排净罐内积水；（2）在运输途中及等候卸料时，应保持混凝土搅拌运输车罐体正常转速，不得停转；（3）卸料前，混凝土搅拌运输车罐体宜快速旋转搅拌20s以上后再卸料。（4）采用混凝土搅拌运输车运输时，施工现场车辆出入口处应设置交通安全指挥人员，施工现场道路应顺畅，有条件时宜设置循环车道；危险区域应设警戒标志；夜间施工时，应有良好的照明。（5）混凝土运输、输送、浇筑过程中严禁加水；混凝土运输、输送、浇筑过程中散落的混凝土严禁用于结构浇筑。（6）混凝土运输应采用混凝土搅拌车，搅拌车的搅拌罐应有保温或隔热措施。运输+等待时间不宜大于90min，坍落度损失应控制在允许值内，以保证混凝土入模坍落度及其灌注的连续性。（7）浇筑前应根据浇筑方量合理安排施工组织，注意区分浇筑体凝结时间与室内标准条件下的凝结时间差异，以保证施工连续性，避免冷缝。5.3混凝土浇筑5.3.1混凝土泵送（1）混凝土泵的选型根据本工程的特点：混凝土浇筑量大，浇筑质量要求高，且不允许出现冷缝、裂缝等，确定采用汽车泵进行现场泵送。混凝土泵车设置处，应场地平整坚实，道路畅通，供料方便，距离浇筑地点近，便于配管，接近排水设施和供水、供电方便，不影响施工道路的通畅。（2）泵送场地选择类型汽车泵布置图第1次浇筑第2次浇筑第3次浇筑第4次浇筑第5次浇筑第6次浇筑第7次浇筑第8次浇筑第9次浇筑第10次浇筑第11次浇筑第12次浇筑第13次浇筑第14次浇筑5.3.2混凝土浇筑措施（1）底板①按规范的检测频率进行坍落度测定、制作混凝土试块，并观察混凝土的和易性，符合要求才能使用。混凝土浇筑入模坍落度宜控制在160~200mm，含气量宜控制在≤5%。②混凝土拌合物应分层浇筑，单层浇筑厚度＜50cm，分层间隔浇筑时间不得超过混凝土初凝时间。底板宜采用推移式浇筑法，浇筑时宜由底板一侧向另一侧浇筑，逐渐推进。见图5.3-1。图5.3-1浇筑示意图③混凝土自由倾落高度大于2m时，采用溜管进行辅助，避免混凝土离析。在串筒出料口下面，混凝土堆积高度不宜超过1m，并严禁用振动棒分摊混凝土。④混凝土浇筑过程中，避免踩踏预埋件、定位筋等部位，防止受力钢筋、定位筋、预埋件等位移和变形，并及时清除混凝土表面的泌水。⑤便于控制顶板面层标高和坡面平整度，采用标高控制条进行控制。在浇筑混凝土前，复核标高控制条的标高，确认无误后进行浇筑。标高控制条在混凝土平仓后取出，并立即逐条收面平整。⑥混凝土浇筑后，在混凝土初凝和终凝前分别对混凝土裸露表面进行抹面处理。（2）墙体及顶板①墙体与顶板混凝土浇筑入模坍落度宜控制在160~200mm，含气量宜控制在≤5%。②为减小已浇筑混凝土对新浇筑混凝土收缩的约束，利用混凝土“干缩湿胀”的特性，在上部分侧墙及顶板混凝土浇筑前，对已浇筑的下部混凝土上表面至少提前24h采用清水浸泡处理，使混凝土充分吸水湿胀，从而达到减小对新浇筑混凝土收缩约束的目的。③墙体按每层300mm厚分层浇筑，浇筑时应实时提升串筒，以保持下灰高度不超过2m。④顶板混凝土纵向浇筑顺序与底板墙身相同，顶板混凝土横向浇筑顺序为先将剩余墙身浇筑完成，之后按每层300mm厚分层浇筑。⑤选择在两种混凝土交界处布置快易收口网，同时浇筑。重混凝土先浇筑，永远比特殊混凝土高。以免特殊混凝土流入重混凝土区域，影响整体防辐射性能。5.3.3混凝土分段分层浇筑（1）第一次浇筑图5.3-2第一次浇筑位置示意图底板浇筑第一次施工由-12.03m浇筑至-10.53m处，浇筑三个旋转治疗仓。此次浇筑混凝土量约为1235m3，预计用两台泵车浇筑，每台车每小时浇筑50m3，耗时12小时浇筑完成。具体位置见图5.3-2。为保证浇筑质量，底板采用推移式浇筑法，首先一台泵车从旋转治疗仓南侧往北浇筑，同时一台泵车从北侧往南浇筑，见图5.3-3。第一次浇筑底板时须浇筑导墙，导墙上返300mm，宽度为墙厚一半，居中设置，位置见图5.3-4。导墙上居中设置400mm，4mm厚止水钢板，导墙形状见图5.3-5。 图5.3-3第一次浇筑方向示意图 图5.3-4第一次浇筑导墙图5.3-5底板导墙留置示意图第一次浇筑BIM模型图见图5.3-6。图5.3-6第一次浇筑BIM模型图（2）第二次浇筑第二次浇筑完成-10.6m至-9.1m的回旋加速器区域施工，浇筑位置示意图见图5.3-7。混凝土总方量275m3，一辆泵车浇筑就满足要求。见图5.3-8。图5.3-7第二次浇筑示意图图5.3-8第二次浇筑BIM模型图（3）第三次浇筑第三次浇筑由-10.53m至标高-6.7m处。包括束流通道和西侧、南侧迷道的底板，旋转治疗仓四周的折板，重混凝土墙，见下图5.3-9。图5.3-9第三次浇筑示意图底板特殊混凝土方量为3453m3，重混凝土方量为268m3。此次重混凝土浇筑标高为-10.53m~-6.7m处，重混凝土和特殊混凝土同时浇筑，在竖向分隔处增加快易收口网，两边浇筑速度一致，保证混凝土的匀质性，同时重混凝土浇筑高度略微高于特殊混凝土，确保特殊混凝土不致于流入重混凝土内。预计使用4台混凝土泵车，浇筑20小时。BIM施工模拟图见图5.3-10。浇筑时由南北分别往中间浇筑，注意束流通道处浇筑质量的控制，要严格控制束流通道尺寸，位置，平整度。浇筑顺序见图5.3-11。图5.3-10第三次浇筑BIM模型图图5.3-11第三次浇筑布置图（4）第四次浇筑第四次浇筑完成每个治疗仓PZ柱的施工，同时完成在-6.7m标高处PZ柱上方的460mm悬挑板的施工。浇筑示意图见图5.3-12，BIM施工模拟图见图5.3-13。此次浇筑特殊混凝土74m3，选用一台混凝土泵车浇筑。图5.3-12第三次浇筑布置图图5.3-13BIM施工模拟图（5）第五次浇筑第五次~第七次浇筑混凝土墙，浇筑由标高-6.7m浇筑至-4.2m~-3.15m不等，根据墙上顶板板底标高确定。这次浇筑包括所有-6.7m标高处的墙，包括迷道处的墙、各个治疗仓的重混凝土分隔墙等等。其中重混凝土墙浇筑至标高-3.8m。浇筑墙体示意图见图5.3-14，浇筑墙体见图5.3-15，浇筑墙顶标高见图5.3-16。图5.3-14浇筑位置示意图图5.3-15浇筑墙体示意图图5.3-16浇筑墙体标高示意图因为这次浇筑墙体较多，因此分为三次进行浇筑。每次浇筑间隔时间为两天。墙体分批次浇筑示意图见图5.3-17。图5.3-17墙体分次浇筑示意图第五次浇筑①、②号墙；特殊混凝土647m3，选用两台混凝土泵车浇筑。第五次浇筑BIM模型图见图5.3-18。图5.3-18第五次浇筑BIM模型图（6）第六次浇筑第六次浇筑③、④、⑤号墙；特殊混凝土618m3，重混凝土284m3，选用两台混凝土泵车浇筑。第六次浇筑BIM模型图见图5.3-19。图5.3-19第六次浇筑BIM模型图（7）第七次浇筑第七次浇筑⑥、⑦、⑧号墙。特殊混凝土600m3，选用两台混凝土泵车浇筑。第七次浇筑BIM模型图见图5.3-20。图5.3-20第七次浇筑BIM模型图（8）第八次浇筑顶板浇筑分为地下一层顶板浇筑和一层顶板浇筑。地下一层顶板浇筑时间在墙体浇筑之后，顶板标高为-4.2~-1.6、-3.7~-1.6、-3.8~-1.5、-3.8~-1.3，-3.7~-0.7、-3.15~-0.7、-3.8~-0.1、-4.2~-0.1、-4.2~0.3等。顶板板顶标高图见图5.3-21，顶板板厚见图5.3-22，顶板位置示意图见图5.3-23。图5.3-23顶板浇筑位置示意图图5.3-21板顶标高示意图 图5.3-22顶板板厚示意图第八次浇筑顶板除了东南侧板厚3.7m、4.1m、4.5m部位，其他部位顶板均一次浇筑完成，而板厚3.7m、4.1m、4.5m部位浇筑至标高-1.6m，具体标高见图5.3-24。此次浇筑特殊混凝土方量为3704m3，重混凝土墙方量146m3，和之前浇筑措施一致。使用四台混凝土泵车，浇筑20小时完成，由于标高复杂多样，浇筑时注意控制标高。这次浇筑施工时将面临-2.6m处的悬挑板施工，与顶板一起浇筑。第八次浇筑BIM模型图见图5.3-25。图5.3-24第八次浇筑标高示意图图5.3-25第八次浇筑BIM模型图（9）第九次浇筑第九次浇筑完成地下一层顶板浇筑，浇筑至标高0.3m处，同时将一层的墙体由-1.6m浇筑至0.3m处，包括重混凝土墙。特殊混凝土方量为1065m3，重混凝土方量为115m3。具体部位见图5.3-26。预计使用两台混凝土泵车。顶板内机电管线和钢筋密集，浇筑时注意避让机电管线。图5.3-26第九次浇筑部位BIM模型图见图5.3-27。图5.3-27第九次浇筑BIM模型图（10）第十次浇筑因为回旋加速器吊装封堵口位置和旋转治疗仓标高有差异，考虑到重混凝土墙顶标高在1.47m，因此第十次浇筑整体由标高0.3m浇筑至标高1.47m。此次浇筑将完成本工程所有重混凝土浇筑，特殊混凝土方量为387m3，重混凝土方量为72m3。预计使用两台泵车。具体部位见图5.3-28。BIM图见图5.3-29。图5.3-28第十次浇筑示意图5.3-29第十次浇筑BIM图（11）第十一次浇筑考虑回旋加速器区域顶板标高为2.3m，第十一次浇筑选择由标高1.47m浇筑至标高2.3m。此时回旋加速器区域顶板浇筑完毕，其中特殊混凝土方量为447m3，使用一台泵车，浇筑8小时完成。墙体位置见图5.3-30，BIM模型图见图5.3-31。图5.3-30第十一次浇筑位置示意图图5.3-31第十一次浇筑BIM模型图（12）第十二次浇筑第十二次浇筑标高为2.3m~3.77m，此次浇筑高度为1470mm，混凝土方量为741m3，使用2台混凝土泵车浇筑。第十二次浇筑BIM图见5.3-33。图5.3-32第十二次浇筑位置示意图图5.3-33第十二次浇筑BIM模型图（13）第十三次浇筑第十三次浇筑到顶，标高由3.77m~5.5m，此次浇筑高度为1730mm，混凝土方量为792m3，使用2台混凝土泵车浇筑。第十三次浇筑BIM图见5.3-35。图5.3-34第十三次浇筑位置示意图图5.3-35第十三次浇筑BIM模型图（14）第十四次浇筑此次浇筑由标高5.5m至标高6.5m，主要是吊装口四周围护结构，混凝土方量为67m3，使用1台混凝土泵车浇筑。同时将质子维护楼结构框架柱、梁及板浇筑完毕，连成整体。图5.3-36第十四次浇筑BIM模型图5.3.4施工缝设计及处理（1）水平施工缝图5.3-34底板与墙体水平施工缝布置示意图本工程为了防辐射，水平施工缝采用企口缝。施工缝凸起200mm，留置高度为墙厚的一半，两侧采用模板对拉螺杆加固。水平施工缝设置原则为板凸墙凹，即板凸200mm伸入到墙内。图5.3-35底板与墙体水平施工缝示意图水平施工缝处须多浇筑1~2cm混凝土，砼初凝后、终凝前凿毛，清除表面碎片、松散颗粒和浮浆，在浇上层砼时，对接缝处下层砼表面要浸润达到饱和，然后用压缩空气将杂物、余水彻底清除干净。（2）竖向施工缝为保证大体积砼施工质量，减少水化热引起的温度裂缝，本工程尽可能避免设置竖向施工缝。因此竖向施工缝仅留设在一次浇筑时的高低差部位。图5.3-36竖向施工缝布置示意图在竖向施工缝处采用细铁丝网片（8000目/m2）临时封堵竖缝。在砼浇筑过程中允许少量水泥浆外漏，待砼初凝后，终凝前用不小于10Mpa压力水冲刷施工缝表面，清除浮浆、松散碎片，露出石子，同时将细铁丝网片拆除，使得表面粗糙且干净、凹凸不平，新旧砼粘结力强，有效保证砼墙体的整体性。图5.3-37竖向施工缝示意图5.4混凝土振捣5.4.1底板振捣规定（1）宜使用插入式振捣器进行振捣，插入间距不应大于振捣棒振动作用半径的一倍，插入深度为穿透浇筑厚度至下层拌合物约50mm处，与侧模应保持50~100mm的距离。振动器的移位间距，应以使振动器能覆盖已振实部分100mm左右为宜。根据拌合物坍落度和振捣部位等不同情况，振捣时间宜控制在10s~30s内，做到快插慢拔，应避免漏振、过振。（2）应加强对倒角结构部位的振捣，延长振捣时间至30s左右，同时徐徐拔出振捣棒，拔到一半停留几秒，将气泡引出，再继续拔出振捣棒，以保证拆模后的混凝土的外观。随着混凝土浇筑工作向前推进，振捣也相应跟上，以确保混凝土的质量。每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止，密实的标志是混凝土停止下沉，不在冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。（3）混凝土振捣时，振动棒不得碰撞模板，不得卡住钢筋进行振捣，更不得碰撞机电管线，同时注意避开温控监测元件。（4）管线和钢筋密集处使用小型振动棒振捣，确保混凝土密实。5.4.1墙体及顶板振捣规定（1）墙体振捣时，可先在厚度中心振捣摊平混凝土后再振捣墙身四周，之后缓慢拔出振捣棒，有利于提升外观质量。（2）侧墙及顶板浇筑振捣其余工艺要点与底板类同。5.5混凝土养护混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施，并应符合下列规定：（1）墙体结构混凝土模板工艺、拆模时间及拆模后的养护：厚度＜1m的墙，拆模时间根据温度历程监测结果确定，通常情况下，应在温峰过后24h内拆除模板（此时混凝土强度可满足承载力要求），拆模后立即贴保温、保湿养护布（如图5.5-1、5.5-2所示，控制散热系数≤120kJ/(m2·d·℃)，可使得结构温降速率≤2℃/d，实现可调可控的保温保湿效果，并预防大风、降水等天气骤变因素的影响，有效解决施工带模养护时间与工期进度要求之间的矛盾。）；厚度≥1m的墙体采用木模板，模板厚度不低于3cm，拆模时间根据实际监测结果，选择内外温差≤15°C且白天温度较高时间段拆模，一般不超过7d，拆模后立即贴保温、保湿养护布。顶板可采用木模板，厚度不做要求，拆模时间以顶板混凝土强度控