黃斌偉

（廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 廣州510500）

0 引言

中國(guó)散裂中子源是一臺(tái)探索物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的超級(jí)顯微鏡［1］，是我國(guó)首臺(tái)、世界第四臺(tái)脈沖式散裂中子源［2］。

國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)針對(duì)內(nèi)置可移動(dòng)型屏蔽鐵盒的廢束站綜合施工技術(shù)的研究報(bào)道。

國(guó)內(nèi)目前只有一些關(guān)于防輻射屏蔽混凝土結(jié)構(gòu)及屏蔽機(jī)房的報(bào)道，如王敏芝等人［3］介紹了直線加速器輻射屏蔽防護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)；朱小周等人［4］公開(kāi)“一種防輻射混凝土結(jié)構(gòu)”（CN203799681U）；潭怡等人［5］公開(kāi)了“一種用于177 壓水堆核電站反應(yīng)堆的堆芯屏蔽結(jié)構(gòu)”（CN103871492A）；胡春勇等人［6］公開(kāi)了一種可移動(dòng)屏蔽機(jī)房；梁玉成等人［7］提出了一種可移動(dòng)式柜式電磁屏蔽機(jī)房；何廣春等人［8］介紹了一種可移動(dòng)式電磁屏蔽機(jī)房。

國(guó)外方面，只有關(guān)于屏蔽輻射可移動(dòng)的工作設(shè)備的文獻(xiàn)［9，10］。

1 工程概況

設(shè)備運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生一些廢棄的質(zhì)子束流，這些束流會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生輻射，廢束站為專門(mén)處理廢棄束流的工作場(chǎng)所。某項(xiàng)目共有4 個(gè)廢束站，其中3 個(gè)為固定型廢束站，1 個(gè)為內(nèi)置可移動(dòng)型屏蔽鐵盒的廢束站［11］。廢束站結(jié)構(gòu)外形如圖1 所示，體積最大的廢束站為3.6 m×3.6 m×4.0 m。屏蔽鐵為屈服點(diǎn)235 MPa 的碳素結(jié)構(gòu)半鎮(zhèn)靜鋼，厚度為20 cm或15 cm。

圖1 廢束站示意圖Fig.1 Schematic Diagram of Waste Beam Station

2 技術(shù)難點(diǎn)及解決思路

2.1 技術(shù)難點(diǎn)

⑴收集廢棄束流時(shí)，廢束站屏蔽鐵塊溫度會(huì)升高。為防止升溫產(chǎn)生的膨脹對(duì)外圍混凝土造成破壞，需在屏蔽鐵塊與外圍混凝土之間精準(zhǔn)留置5～10 mm的熱效空間。

⑵束流通道在屏蔽體內(nèi)部由若干塊帶孔的鋼板裝配而成，其精度要求非常高。在水平方向上，鋼板孔中心與束流中心的偏差須小于3 mm；垂直方向上，鋼板孔中心不得低于束流中心，且偏差須小于6 mm。

⑶廢束站深埋于地下近10 m的位置，水壓高、防水難度大。

⑷可移動(dòng)式廢束站如何保證屏蔽性能、可吊離性能及高精度定位的要求。

2.2 解決思路

2.2.1 熱效空間精度保障技術(shù)

在地下密閉結(jié)構(gòu)施工中，通過(guò)安裝帶龍骨的鋼板作為屏蔽鐵塊外側(cè)隧道墻體的內(nèi)模，用鋼筋混凝土預(yù)制板作為頂板底模，并作為永久結(jié)構(gòu)，有效地保證了屏蔽鐵塊與四周墻體、頂板的熱效空間。

2.2.2 涉放結(jié)構(gòu)地下水全隔離技術(shù)

共設(shè)置了4 道防水：結(jié)構(gòu)自防水+外包止水鋼板薄板+鋼筋混凝土保護(hù)層+防水卷材，實(shí)現(xiàn)了涉放結(jié)構(gòu)隔離地下水。

2.2.3 薄板焊接應(yīng)力控制技術(shù)

超大薄板與鋼龍骨的焊接采用光電焊、后連續(xù)焊，控制焊接溫度等措施，有效地控制薄板的隆起變形。

2.2.4 屏蔽鐵分層分塊組合施工技術(shù)

優(yōu)化鋼屏蔽鐵的安裝順序和安裝工藝，保證了屏蔽體的高精度安裝。

2.2.5 高精度定位技術(shù)

通過(guò)限制偏差、預(yù)組裝、聯(lián)測(cè)、三維測(cè)量、預(yù)低標(biāo)高、等高模板、鋼板調(diào)整法技術(shù)措施控制及調(diào)整精度，解決了高精度定位的難題，實(shí)現(xiàn)了高精度定位的工藝要求。

2.2.6 二次結(jié)構(gòu)預(yù)留施工技術(shù)

在切割口周邊預(yù)留二次結(jié)構(gòu)鋼筋及止水鋼板的方式，解決了切割前期完成的隧道頂板，吊離屏蔽鐵盒后，隧道頂板二次結(jié)構(gòu)的封閉和防水的難題。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 固定型廢束站屏蔽體建造技術(shù)

3.1.1 安裝廢束站屏蔽鐵

⑴先施工屏蔽鐵基礎(chǔ)預(yù)埋件，用于定位和固定最底層屏蔽鐵塊。

⑵根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，按由下至上、由里向外的順序安裝屏蔽鋼板（見(jiàn)圖2）。

圖2 鋼板安裝示意圖Fig.2 Schematic Diagram of Steel Plate Installation

⑶安裝第一塊帶孔的鋼板時(shí)，利用薄鋼片和準(zhǔn)直器調(diào)整、確定鋼板高度和鋼板孔的中心位置，確?？字行呐c束流鋼板中心的誤差小于2 mm。按由內(nèi)至外、從小到大的順序安裝帶孔束流鋼板。

⑷最后安裝其余的鋼板，用薄鋼板和鐵砂填塞鋼板間的空隙。

3.1.2 施工廢束站屏蔽墻板

⑴安裝模板：屏蔽鐵塊施工完成后，在距離屏蔽鐵外20 mm 處拼焊薄鋼板形成墻體的內(nèi)模板。鋼板焊接在鋼龍骨上（見(jiàn)圖3），鋼龍骨由10#槽鋼焊制而成。內(nèi)模板與屏蔽鐵間的微小狹窄均勻空間即為熱效空間。同時(shí)為下一步的不銹鋼包襯施工焊制好龍骨，龍骨的豎向間距1.5 m。拼裝厚度1.8 cm 的夾板形成墻體外模板。

圖3 側(cè)墻內(nèi)模板龍骨安裝示意圖Fig.3 Schematic Diagram of Installation of Formwork Keel in Side Wall

⑵安裝鋼筋、澆筑混凝土：安裝墻身鋼筋和模板，分層澆筑混凝土。廢束站頂板采用疊合板施工技術(shù)，利用帶預(yù)拱的預(yù)制板加現(xiàn)澆蓋板確保頂部熱效空間。

3.1.3 施工廢束站外包襯防水

⑴施工薄板包襯：將加工好的5 mm 厚薄板焊接在預(yù)埋的龍骨上。為減小焊接變形、增加薄板的剛性，先用小直徑的焊條點(diǎn)焊?？刂坪附与娏骱碗娀‰妷海苊夂附铀俣冗^(guò)快、熱量過(guò)大。

⑵施工外包混凝土及防水卷材：在屏蔽鐵塊外圍澆筑一層鋼筋混凝土保護(hù)層（見(jiàn)圖4），保護(hù)層厚度為20 cm。這層鋼筋混凝土保護(hù)層包裹住整個(gè)屏蔽鐵塊，達(dá)到保護(hù)不銹鋼包襯的目的。為確保防水效果，在鋼筋混凝土保護(hù)層外鋪一層聚合物防水卷材，最后再在外側(cè)砌水泥磚保護(hù)防水卷材。

圖4 外包混凝土示意圖Fig.4 Schematic Diagram of Outsourcing Concrete

3.2 移動(dòng)型廢束站預(yù)留二次結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

可移動(dòng)型屏蔽鐵盒吊離前需切斷結(jié)構(gòu)鋼筋、切割掉屏蔽鐵盒上方的隧道頂板。為了保證在屏蔽鐵盒吊離隧道后已切除的部分頂板的第二次結(jié)構(gòu)施工及防水處理，綁扎頂板鋼筋時(shí)在切割口周邊預(yù)留二次結(jié)構(gòu)鋼筋及止水鋼板（見(jiàn)圖5）；在切割范圍四邊外50 mm 設(shè)置預(yù)留上下排鋼筋，直徑及間距同結(jié)構(gòu)相應(yīng)方向配筋；在切割范圍四邊外安裝150 mm×4 mm 止水鋼板，采用搭接接長(zhǎng)，接口滿焊［12］。

圖5 預(yù)留鋼筋及止水鋼板示意圖Fig.5 Schematic Diagram of Reserved Steel Bar and Water Stop Steel Plate

4 結(jié)語(yǔ)

本技術(shù)在中國(guó)散裂中子源項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用，技術(shù)保證了屏蔽鐵塊與四周墻體（頂板）狹窄均勻的熱效空間、防止了外混凝土的開(kāi)裂、減小了鋼板焊接變形并確保地下水的隔離，解決了切割已完成隧道頂板吊離屏蔽鐵盒后二次結(jié)構(gòu)封閉和防水難題，實(shí)現(xiàn)了廢束站的屏蔽效果及內(nèi)置屏蔽鐵盒可吊離、高精度定位等功能，取得了良好的效果。

研究成果對(duì)輻射處理項(xiàng)目和類(lèi)似的地下密閉結(jié)構(gòu)具有參考價(jià)值。