黃秋筠

（廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 廣州 510500）

0 引言

中國散裂中子源一期工程是目前中國最大的科學(xué)裝置之一，是探索物質(zhì)超微觀世界的理想探針。中子不易獲得，此前世界上只有英國、美國、日本擁有3臺(tái)散裂中子源［1］。中國散裂中子源作為我國首臺(tái)脈沖式散裂中子源，對工藝設(shè)備安裝精度要求非常高，對基建工程施工精度及成品精度的要求，超過了現(xiàn)行的國家規(guī)范，無可借鑒的工程建設(shè)案例，建造技術(shù)難度高、風(fēng)險(xiǎn)大。

工程位于廣東省東莞市大朗鎮(zhèn)，總建筑面積69648m2，主裝置區(qū)由深14～28 m、總長680 m 的地下隧道結(jié)構(gòu)及與之相連的6 座地面建筑組成［2］。目前國內(nèi)尚未有關(guān)于靶站密封筒群錨預(yù)埋施工技術(shù)的研究報(bào)道，本文重點(diǎn)研究密封筒高精度群錨預(yù)埋的施工技術(shù)。

1 工程概況

密封筒為靶站提供一個(gè)密閉的環(huán)境，防止靶站內(nèi)部活化的氣體和液體向靶站譜儀大廳擴(kuò)散和滲漏［3］。密封筒直徑9.6 m，高度3.8 m，總重約40 t，筒體由72根錨桿與混凝土地基連接成一個(gè)整體，如圖1所示。

圖1 錨桿位置分布圖Fig.1 Distribution of Bolt Position

2 技術(shù)難點(diǎn)及解決思路

2.1 技術(shù)難點(diǎn)

由于密封筒重量大、底座錨桿孔精度高，為保證密封筒的安裝質(zhì)量，設(shè)計(jì)要求72 根錨桿采用預(yù)埋方式，而且位置精度要求非常嚴(yán)格，以保證密封筒的安裝質(zhì)量。

密封筒底座錨桿GB/T 799-800 M36×2 080 共72個(gè)，螺紋規(guī)格為M36，性能等級(jí)為4.8 級(jí)，螺紋長度b=94 mm、公稱長度l=2 080 mm，如圖2所示。經(jīng)表面發(fā)黑處理的地腳螺栓，24 根均布在直徑φ6 350 處，48根均布于直徑φ8 180 處，如圖1所示。錨桿中心線的位置度公差為φ10，錨桿埋入混凝土740 mm，伸出混凝土面1 340 mm。預(yù)埋后錨桿上端對應(yīng)的絕對標(biāo)高是海拔42.385 m，預(yù)埋后高度誤差±5 mm。

圖2 錨桿大樣Fig.2 Bolt Sample

72 根錨桿位置精度、垂直度要求非常高，且混凝土澆筑過程中易發(fā)生位移和歪斜，所以按傳統(tǒng)直埋地腳螺栓的施工方法，難以保證該工程錨桿的精度要求［4］。

2.2 解決思路

本工程創(chuàng)新性地研制了高精度的定型套架，相較于直埋錨桿的施工方法，它易于操作，可靠性高，可防止?jié)仓^程中錨桿出現(xiàn)傾斜和移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)72 根錨桿定位的精準(zhǔn)性［5］。

套架根據(jù)錨桿的位置特別定制而成［6］。先校正套架的位置及水平精度，再預(yù)埋螺栓。螺栓預(yù)埋在套架中，保證了螺栓位置的精準(zhǔn)性。在校正無誤后，焊接模具與支架形成整體（見圖3），再次復(fù)測，無誤后即可澆筑混凝土。

圖3 定型套架Fig.3 Shaping Kit

3 主要施工工藝

密封筒底座錨桿采用預(yù)埋方式，其預(yù)埋位置的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系到密封筒安裝的質(zhì)量。為保證其位置精確要求，對于密封筒底座錨桿預(yù)埋采用定型套架法，以加快施工進(jìn)度和保證安裝質(zhì)量。主要施工工藝為：施工放樣→定型套架制作→定型套架安裝→定型套架調(diào)整固定→錨桿安裝→錨桿調(diào)整固定→錨桿位置精度復(fù)核→混凝土澆筑［7］。

3.1 施工放樣

密封筒基礎(chǔ)的混凝土分2 層澆筑，在第1 層混凝土澆筑前，根據(jù)圖紙?jiān)诂F(xiàn)場確定相關(guān)支撐和連接件的平面位置和高程［8］。

3.2 制作定型套架

套架采用12 mm 厚鋼板，按密封筒底座錨桿埋設(shè)位置分別向內(nèi)、外側(cè)各外放100 mm，外徑φ8 380，內(nèi)徑φ6 150，并把環(huán)形板分為8 等分進(jìn)行精加工，在相應(yīng)的位置精確放樣定好定位孔，定位孔采用落地鏜進(jìn)行鏜孔，其中心位置與設(shè)計(jì)中心位置相同，孔內(nèi)徑比設(shè)計(jì)地腳螺栓外徑稍大，圖4為定型套架環(huán)形鋼板制作實(shí)況。套于套架內(nèi)的螺栓，其最大位移偏差可控制在2 mm 內(nèi)，確保各錨桿間中心位移達(dá)到施工預(yù)控目標(biāo)：錨桿中心線的位置度公差為φ10。制作完成后，嚴(yán)格復(fù)查孔的位置和直徑大小。

圖4 環(huán)形板Fig.4 Annular Plate

環(huán)形板拼縫采用1 115 mm×200 mm 長方形12 厚鋼板焊接到環(huán)形鋼板上，在其上面鉆10 個(gè)孔，孔的直徑為φ30，用于拼裝鋼套架時(shí)螺母進(jìn)行緊固。將φ28 鋼筋伸入倒數(shù)第2 層混凝土，作為斜撐支撐定型套架［9］。同時(shí)分別在錨桿四周預(yù)埋角鋼，用于固定錨桿下端及定位鋼板（見圖5）。

圖5 預(yù)埋固定大樣Fig.5 Embedded Fixed Sample

3.3 定型套架安裝

鋼套架共分成8 塊，經(jīng)工廠試拼合格后，分塊進(jìn)行編號(hào)，做好緩沖保護(hù)及固定措施后運(yùn)往現(xiàn)場。

先在場外吊起①號(hào)環(huán)形鋼板，使用經(jīng)緯儀控制環(huán)形鋼板的軸線偏差、高精度水準(zhǔn)儀控制環(huán)形鋼板的水平精度，將鋼板與預(yù)埋好的鋼筋斜撐點(diǎn)焊固定，必要時(shí)增加鋼板固定支撐。接著按同樣的方法安裝②號(hào)環(huán)形鋼板，并與①號(hào)環(huán)形鋼板用螺栓進(jìn)行拼接，直至完成⑧號(hào)環(huán)形鋼板安裝。

在環(huán)形鋼板上的切向和徑向焊接帶花蘭φ10 圓鋼（見圖6），一端焊于環(huán)形鋼板上，一端焊于錨桿的螺母上，用于調(diào)整和固定錨桿上端的位置。

圖6 切向和徑向焊接帶花蘭圓鋼Fig.6 Tangential and Radial Welded Band Hualan Round Stee

3.4 錨桿安裝精準(zhǔn)控制技術(shù)

找出預(yù)埋鋼板4 個(gè)角的精確位置，并作為定位鋼板就位的數(shù)據(jù)依據(jù)。待定位鋼板精確就位，將定位鋼板與預(yù)埋好的角鋼點(diǎn)焊牢固。圖7為錨桿定位套架剖面圖。

圖7 錨桿定位套架剖面圖Fig.7 Bolt Positioning Sleeve Profile

錨桿就位后，初調(diào)錨桿頂標(biāo)高，通過使用千斤頂調(diào)整錨桿下口、水準(zhǔn)儀復(fù)核錨桿上口標(biāo)高，輔助采用旋轉(zhuǎn)螺母微調(diào)標(biāo)高的方式，實(shí)現(xiàn)控制錨桿精度的目的［10］。最后對長錨桿水平位置進(jìn)行微調(diào)。以靶站靶心為基準(zhǔn)點(diǎn)，用全站儀對72 根錨桿的位置進(jìn)行復(fù)核，通過轉(zhuǎn)動(dòng)定型套架環(huán)板上的花蘭，把錨桿調(diào)整至精確的位置上。

3.5 混凝土澆筑

在進(jìn)行澆筑混凝土前，再次用全站儀和高精度水準(zhǔn)儀復(fù)核錨桿的位置和標(biāo)高精度，如有偏差，則調(diào)節(jié)錨桿上口的花蘭及上下口的螺母來微調(diào)錨桿的位置和標(biāo)高精度，直至精度符合設(shè)計(jì)要求，方可進(jìn)行澆搗工作。在澆搗過程中，需要時(shí)刻注意錨桿位置的位移問題，嚴(yán)禁振搗棒碰到預(yù)埋件，避免使錨桿的位置偏移。一旦發(fā)現(xiàn)，要及時(shí)解決處理，且在混凝土終凝前糾正位置。

4 結(jié)束語

高精度群錨的預(yù)埋施工技術(shù)成功應(yīng)用于中國散裂中子源一期工程中，采用該技術(shù)使得密封筒的安裝一次吊裝就位，相較于直埋錨桿的施工方法，它易于操作，可靠性高，可防止?jié)仓^程中錨桿出現(xiàn)傾斜和移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)72 根長錨桿預(yù)埋后絕對位置與相對位置的精度，滿足錨桿中心線的位置度公差為φ10、預(yù)埋后高度誤差±5 mm 的定位要求，本研究成果可在一些精度要求高的設(shè)備安裝中推廣使用。