朱效鋒

浙江泛華工程咨詢有限公司 浙江 杭州 310005

1 引言

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院濱江院區(qū)直線加速器用房建設(shè)工程為地下1層框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積為2902m2，該直線加速器用房的混凝土墻及部分頂板設(shè)計(jì)為防輻射重晶石混凝土作為防射線的遮蔽體。本工程機(jī)房底板面標(biāo)高為-7.500，頂板都為超重板，存在少量超重梁，下掛混凝土樓板厚2.5m，其余樓板為1.2m，采用重晶石混凝土，設(shè)計(jì)要求密度大于3.0T/m”。機(jī)房以外存在較多超重梁，搭設(shè)高度5.25-5.65m，頂板厚160-200mm，其余頂板為普通C35混凝土。

大體積防輻射重晶石混凝土澆筑是直線加速器用房施工的關(guān)鍵工序。工程質(zhì)量是否能滿足設(shè)計(jì)要求，與施工單位的水平有直接關(guān)系，同時(shí)也考驗(yàn)監(jiān)理單位的管理水平。我有幸成為浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院濱江院區(qū)直線加速器用房建設(shè)工程的監(jiān)理，我想談一下大體積防輻射重晶石混凝土施工過(guò)程中質(zhì)量與安全控制重點(diǎn)，難點(diǎn)及控制措施

2 事前控制措施

審批專項(xiàng)施工方案 ，編寫(xiě)監(jiān)理細(xì)則，論述方案的可行性，通過(guò)試驗(yàn)確定重晶石配比、材料產(chǎn)地、砼密度、混凝土抗裂劑配比等 。并組織多次專題會(huì)議，對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化。保證重晶石混凝土在施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)需要，由于高大模板施工，還需要系統(tǒng)組織專家論證，并根據(jù)參加論證專家提出的意見(jiàn)進(jìn)行修改后才能實(shí)施。

3 事中控制措施

以設(shè)計(jì)、規(guī)范和審批后施工方案為依據(jù)，以巡視、旁站和平行檢驗(yàn)為方法，從材料，施工過(guò)程到隱蔽工程驗(yàn)收層層把控，對(duì)加速器施工質(zhì)量與安全進(jìn)行全過(guò)程管控，確保施工方案的落實(shí)，不出現(xiàn)違反強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的情況，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)違反強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或不按方案施工的情況及時(shí)聯(lián)系施工單位，并下達(dá)監(jiān)理通知單要求其整改。

4 事后分析

通過(guò)對(duì)前期工作的充分準(zhǔn)備、預(yù)判，精細(xì)化的管控措施，風(fēng)險(xiǎn)源的逐條梳理，總結(jié)工作中的存在經(jīng)驗(yàn)與問(wèn)題，監(jiān)理工作提前介入各個(gè)環(huán)節(jié)的管控是非常有必要的。

5 施工準(zhǔn)備階段

5.1 技術(shù)準(zhǔn)備

熟悉施工圖紙，審核施工組織設(shè)計(jì)及專項(xiàng)施工方案，編寫(xiě)監(jiān)理細(xì)則，特別是對(duì)方案里組織架構(gòu)、技術(shù)措施、技術(shù)準(zhǔn)備、材料選用，配比、大體積混凝土施工方法，高大支模架安全專項(xiàng)施工方案的審核。其中高大支模架施工方案應(yīng)有施工單位組織專家對(duì)專項(xiàng)方案進(jìn)行專家論證。施工單位應(yīng)根據(jù)論證報(bào)告修改完善專項(xiàng)方案專項(xiàng)施工方案，應(yīng)有施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人審核簽字加蓋單位公章，并由總監(jiān)理工程師審查簽字，加蓋執(zhí)業(yè)印章后方可實(shí)施。

保證施工質(zhì)量首要必須保證工程原材料的質(zhì)量，根據(jù)直線加速器用房的特殊要求，防輻射混凝土應(yīng)能屏蔽主要的y射線和中子射線的要求，防輻射混凝土中不僅須含重元素還要含有一定數(shù)量氫原子和水的氫元素。所以對(duì)原材料要求較高，要嚴(yán)格按照專項(xiàng)施工方案檢查施工單位所選材料，配比是否符合要求。對(duì)進(jìn)場(chǎng)重晶石比重進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)重并進(jìn)行密度計(jì)算。

開(kāi)工前列出施工材料詳細(xì)清單上報(bào)審批，根據(jù)材料清單落實(shí)施工材料進(jìn)場(chǎng)。所有材料都有質(zhì)量保證書(shū)或復(fù)試報(bào)告清單以確保工程質(zhì)量。原材料選擇管控。水泥；其質(zhì)量因符合GB175--1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》和GB/T18736-2002《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》的相關(guān)要求[1][3]。外加劑；選用緩凝高效減水劑，可明顯提高混凝土的和易性泵送性和耐久性，28天強(qiáng)度可提高25%以上，延遲水泥水化時(shí)間，笨送外加劑的質(zhì)量需符合GB50119--2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)要求[2]。骨料；選用重晶砂，含泥量少于1%;重晶石選用最大粒徑為31.5MM連續(xù)級(jí)配的優(yōu)等品，其硫酸鋇含量不得低于90%,內(nèi)含石膏或黃鐵礦的硫化物及硫酸鹽含量不超過(guò)70%。重晶石防輻射混凝土的重點(diǎn)在于重晶石原材料的質(zhì)量的控制。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研與實(shí)驗(yàn)證明選定湖北省鄖西金貝礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的礦石。該原石密度基本大于3.8T/M，為重晶石與重晶石砂混合料比例為55%和45%重晶石規(guī)格為10--30MM,重晶石砂規(guī)格為0--10MM。

防輻射混凝土配合比設(shè)計(jì)的管控；按照J(rèn)BJ55-2000、J64-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。坍落度控制在100-200MM之間。通過(guò)多次試驗(yàn)得出比較合理的混凝土配比見(jiàn)表1。

表1 混凝土配比比例

按以上配比攪拌，C35重晶石混凝土比重為3.2噸每立方防輻射混凝土的制備與運(yùn)輸全過(guò)程監(jiān)理監(jiān)控，要求混凝土公司進(jìn)行專門(mén)制備，施工時(shí)啟用單獨(dú)攪拌樓專門(mén)計(jì)量攪拌，重晶石現(xiàn)場(chǎng)需到場(chǎng)復(fù)檢，每200立方取樣一次，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。派監(jiān)理員在混凝土攪拌站旁站攪拌過(guò)程。

由于本工程的特殊性，本工程墻體和頂板一次性澆筑不留置施工縫，分層澆筑過(guò)程種旁站監(jiān)理員必須保證施工單位上層混凝土的澆筑時(shí)間必須在下層混凝土初凝前，以確保防輻射與混凝土防裂效果。

高大支模架的管控:由于本工程涉及重晶石混凝土與大體積混凝土，在直線加速器機(jī)房地下室位置，該區(qū)域總荷載大于15KN/M且集中線性荷載大于20KN/M。

根據(jù)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于實(shí)施《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》有關(guān)問(wèn)題的通知，建辦(2018）-31號(hào)文，此模板工程屬于超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程范圍。

5.2 施工階段

以設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范和審批后施工方案為依據(jù)，以巡視、旁站和平行檢驗(yàn)為方法，從材料，施工過(guò)程到隱蔽工程驗(yàn)收層層把控，對(duì)加速器施工質(zhì)量與安全進(jìn)行全過(guò)程管控，確保施工方案的落實(shí)，不出現(xiàn)違法違反強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的情況，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)違反強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或不按方案施工的情況及時(shí)聯(lián)系施工單位，并下達(dá)監(jiān)理通知單要求其整改。

6 混凝土裂縫控制措施

6.1 測(cè)溫點(diǎn)布置

四面墻板1.2m部分4處，在其中部沿高度方向各取1處，分別在距砼表面10cm及結(jié)構(gòu)中間部位布置2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，一共設(shè)8個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。

頂板：大體積頂板2處，在其中部沿高度方向取2處，分別在距混凝土表面以下10cm及結(jié)構(gòu)中間部位布置2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，共計(jì)4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。

外環(huán)境：在墻板與頂板加厚部分中心部位，離混凝土表面以外10cm處各布置一處環(huán)境溫度測(cè)點(diǎn)。

6.2 測(cè)溫工具的選用

采用表盤(pán)式干式溫度計(jì)與水銀溫度計(jì)。

6.3 測(cè)溫實(shí)施計(jì)劃

基礎(chǔ)測(cè)溫成立測(cè)溫小組時(shí)，配備專業(yè)的監(jiān)理人員參加，測(cè)溫前要經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)。測(cè)溫管安裝時(shí)位置應(yīng)準(zhǔn)確，并與鋼筋及固定架絕熱。

在澆筑期間，每隔兩小時(shí)測(cè)溫一次，在澆筑完畢后3天內(nèi)，每?jī)尚r(shí)測(cè)溫一次。4－7天每四小時(shí)一次、8－14天每八小時(shí)一次。砼入模溫度每工作班不少于三次。大氣溫度每天不少于四次。

測(cè)溫人員要對(duì)測(cè)溫工作高度重視，責(zé)任心強(qiáng)，精心工作，嚴(yán)禁偷懶，認(rèn)真做好測(cè)溫記錄。在測(cè)溫期間，如果發(fā)現(xiàn)溫控超過(guò)指標(biāo)，應(yīng)以保溫為基本點(diǎn)，采用加蓋草袋、覆膜等措施，并向有關(guān)人員及時(shí)報(bào)告。

6.4 大體積混凝土熱工計(jì)算

大體積混凝土因體積較大，由水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差相當(dāng)大，為了保證混凝土的質(zhì)量，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行熱工計(jì)算判斷溫度之差，以便制定相關(guān)措施。此熱工計(jì)算所用的各項(xiàng)參數(shù)為C35混凝土的配合比，以期預(yù)算混凝土的內(nèi)部溫度與表面溫度之差大致是否在25℃以內(nèi)，以決定是否采取其它的施工措施。

混凝土澆筑塊厚度越薄，水化熱溫升階段則越短，最高溫度的峰值出現(xiàn)較早，并且很快有降溫趨勢(shì)；混凝土在澆筑后3天為水化熱高峰期，溫度在70℃左右，時(shí)下最低氣溫為25℃，需要減少溫差20℃。

6.5 大體積混凝土降溫措施及養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土澆筑完畢后，水泥水化熱可使砼內(nèi)外溫差過(guò)大。降溫時(shí)、內(nèi)部對(duì)外部形成約束，表面將產(chǎn)生很大的應(yīng)力，前一個(gè)星期強(qiáng)度不足時(shí)，表面會(huì)產(chǎn)生裂縫。對(duì)砼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與抗輻射性能產(chǎn)生很大影響。因此采用預(yù)埋冷卻水管，用循環(huán)水降低混凝土內(nèi)部溫度。冷卻水管采用普通25mm鍍鋅水管，構(gòu)板厚度≧1m的，在其內(nèi)部做1層冷卻水管網(wǎng)；在≧1.2m的厚處設(shè)置兩層冷卻水管，在2.5m厚頂板內(nèi)做2層冷卻水管(布設(shè)間距按等分長(zhǎng)度設(shè)置)，每層冷卻水管獨(dú)立于水，都分別可從蓄水池內(nèi)引接自由水，以便更好的控制混凝土內(nèi)部溫度。

混凝土初凝后，應(yīng)馬上在頂板四周邊沿處砌筑300*240mm厚磚墻并內(nèi)外粉刷壓光，（形成一個(gè)小型的蓄水池，并對(duì)頂板面層進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)作用）同時(shí)向頂板上注入自來(lái)水，并使用小型水泵與每層冷卻水管的進(jìn)水口進(jìn)行連接，向冷卻水管內(nèi)注入自來(lái)水。同時(shí)經(jīng)過(guò)冷卻水管的水流從進(jìn)水對(duì)角方向重新排入頂板的蓄水池內(nèi)，形成水流循環(huán)養(yǎng)護(hù)。循環(huán)水池中的水溫與混凝土內(nèi)部溫差不得超過(guò)25℃，需安排專門(mén)測(cè)溫人員進(jìn)行測(cè)溫。一般情況下水泥水化熱最高溫度發(fā)生在澆筑后的3-7d，在這段時(shí)間內(nèi)，需保證水泵20小時(shí)以上時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)，確保降溫措施的有效實(shí)施。墻板外部采用濕毛毯覆蓋, 保持24小時(shí)濕潤(rùn), 養(yǎng)護(hù)條件的好壞對(duì)防止中子射線效果有較大影響。

混凝土澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間： 為了保證澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，表面初凝后就開(kāi)始就開(kāi)始在薄膜表面灑水養(yǎng)護(hù)，經(jīng)測(cè)量24小時(shí)混凝土內(nèi)外溫差低于20度才能去掉覆蓋在表面的薄膜，表面直接灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。混凝土強(qiáng)度未達(dá)到1.2N/mm2前，不得在其上進(jìn)行下一道工序施工。降低混凝土塊體里外溫度和減慢降溫速度來(lái)達(dá)到降低塊體自約束應(yīng)力和提高混凝土抗拉強(qiáng)度，對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)是非常重要的。

6.6 混凝土裂縫控制措施

混凝土中裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，應(yīng)主要從降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土的極限抗拉強(qiáng)度來(lái)控制，因此確保施工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)都是非常重要的， 根據(jù)混凝土溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力的分析，必須嚴(yán)格控制各項(xiàng)溫度指標(biāo)在允許范圍內(nèi)，才不使混凝土產(chǎn)生裂縫，以更好的保證抗輻射效果。

具體措施如下：

a、滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，控制水泥用量，以減少混凝土內(nèi)部溫度。

b、凝土中摻加減水劑，可以減少混凝土中水化熱量，從而減少裂縫的產(chǎn)生。

c、混凝土中摻加粉煤灰。粉煤灰的摻入既可以替代部分水泥，又能明顯地降低混凝土的水化熱，同時(shí)還可以改善混凝土的流動(dòng)性。

d、混凝土內(nèi)摻加抗裂纖維，以減少裂縫的產(chǎn)生。

e、嚴(yán)格控制砂、石質(zhì)量，利用中砂，石子采用5～30mm 級(jí)配石，含泥量控制在1.5%，可提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

f、混凝土澆筑完成后，不斷澆水養(yǎng)護(hù)，充分發(fā)揮水泥水化作用，提供混凝土早期強(qiáng)度，減少混凝土收縮而產(chǎn)生的裂紋。

g、混凝土澆筑完畢，第一次振搗后，在初凝之前再進(jìn)行第二次振搗，以減少因混凝土收縮沉降過(guò)程中產(chǎn)生開(kāi)裂。

h、合理調(diào)整混凝土初凝時(shí)間確保無(wú)施工冷縫。

混凝土的初凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)不同部位、澆筑混凝土工程量、氣溫、運(yùn)距確定，合理地確定初凝時(shí)間可以有效保證混凝土在澆筑中不因攪拌、輸送或其它不可預(yù)見(jiàn)因素而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)冷縫。此外混凝土廠家的供給必須以現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑量及澆筑速率為準(zhǔn)，澆筑中要做到連續(xù)不間斷的澆筑，上層混凝土要在下層混凝土初凝之前澆筑，同時(shí)振搗工作要到位，以便不出現(xiàn)施工冷縫。

做到事前觀察、振搗實(shí)行掛牌制，確保振搗質(zhì)量，監(jiān)理員在澆到過(guò)程中全程旁站。

混凝土成型密實(shí)度高，可使混凝土的耐久性增加，從而有效遏制裂縫的產(chǎn)生，達(dá)到抗輻射的預(yù)期效果。

事先熟悉圖紙并現(xiàn)場(chǎng)觀察，對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)留孔、梁節(jié)點(diǎn)及鋼筋密集處位置應(yīng)做到心中有數(shù)，保證澆筑時(shí)對(duì)重點(diǎn)部位加強(qiáng)振搗，特別是梁鋼筋密集處更要加強(qiáng)振搗。

每次監(jiān)督施工單位澆筑振搗人員落實(shí)情況，挑有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的、責(zé)任心強(qiáng)的老師傅振搗，保證振搗有序，避免過(guò)振、局部漏振現(xiàn)象發(fā)生。

隱蔽工程驗(yàn)收：施工單位自檢合格后，監(jiān)理方必須進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，著重對(duì)鋼筋的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、連接構(gòu)造和預(yù)埋件、冷卻水管位置、標(biāo)高等進(jìn)行檢查驗(yàn)收，由于直線加速器結(jié)構(gòu)墻、板體積大，鋼筋密，構(gòu)造復(fù)雜，這就要求監(jiān)理要高度重視，責(zé)任心強(qiáng)，分階段、分?jǐn)嗝?、多層次的進(jìn)行驗(yàn)收，每個(gè)細(xì)節(jié)都要驗(yàn)收，保證鋼筋工程符合設(shè)計(jì)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

監(jiān)理的安全管控：監(jiān)理按照審批后的安全專項(xiàng)方案進(jìn)行了直線加速器機(jī)房施工安全控制工作，從進(jìn)場(chǎng)支模架的驗(yàn)收到支模架的搭設(shè)和高密度混凝土的澆筑，監(jiān)理對(duì)每個(gè)危險(xiǎn)源都進(jìn)行深入細(xì)致的檢查，要求施工項(xiàng)目部對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工人員做好安全技術(shù)交底工作以及安全監(jiān)控工作，施工中明確分工統(tǒng)一指揮，設(shè)專人負(fù)責(zé)安全工作，召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)安全會(huì)。每一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)模板支撐體系搭設(shè)完后，施工方均報(bào)監(jiān)理進(jìn)行了驗(yàn)收，符合要求后才允許施工方進(jìn)行下一道工序施工。最終在院方、施工方、監(jiān)理項(xiàng)目部的共同努力下，直線加速器結(jié)構(gòu)施工從支模架搭設(shè)、模板的專配、鋼筋綁扎到最后的大體積混凝土澆筑整個(gè)過(guò)程均未出現(xiàn)安全事故，取得圓滿成功。