單華北

【摘 要】文章主要介紹“華龍一號”內(nèi)層安全殼與鋼襯里的施工工藝選擇、內(nèi)層安全殼與外殼及周邊廠房施工邏輯、穹頂結(jié)構(gòu)施工邏輯、特殊部位施工工藝選擇及技術(shù)要點(diǎn)，以及自制掛架與懸臂模板體系的運(yùn)用。在傳統(tǒng)技術(shù)、工藝無法滿足“華龍一號”三代核電施工要求的情況下，通過技術(shù)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新，“華龍一號”采用鋼襯里模塊吊裝新工藝、內(nèi)外兼顧（內(nèi)殼早于外殼）施工邏輯、穹頂結(jié)構(gòu)與特殊部位施工層段的二次設(shè)計(jì)和自制掛架等技術(shù)措施，解決了內(nèi)層施工邏輯復(fù)雜、特殊部位施工困難、施工進(jìn)度壓力大等問題，保證了結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量、進(jìn)度及安全，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】華龍一號;內(nèi)層安全殼;施工邏輯;施工技術(shù);二次設(shè)計(jì);自制掛架

【中圖分類號】TU755.2;TU974【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-0688（2022）03-0083-03

0 引言

“華龍一號”內(nèi)層安全殼為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土圓桶狀結(jié)構(gòu)，其外半徑為24.70 m，壁厚為1.30 m;內(nèi)層安全殼穹頂層位于筒體頂部，結(jié)構(gòu)形狀呈半球形，標(biāo)高為45.13～70.48 m，厚度為1.05 m;殼體在100°和280°方向共有兩個(gè)扶壁柱，用于安裝內(nèi)層安全殼環(huán)向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)錨頭，每個(gè)扶壁柱兩邊為預(yù)制錨固塊，其中在穹頂結(jié)構(gòu)上的扶壁柱又為現(xiàn)澆混凝土，在100°和280°方向有用于安裝內(nèi)層安全殼豎向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)錨頭，并且筒體局部位置有突出結(jié)構(gòu)，如設(shè)備閘門、人員閘門及應(yīng)急閘門。同時(shí)，在內(nèi)層安全殼內(nèi)側(cè)為6 mm厚的鋼襯里，導(dǎo)致常規(guī)模板體系無法使用，在外側(cè)間距1.80 m的位置有厚度為1.50 m（1.80 m）外層安全殼結(jié)構(gòu)，其與周邊廠房緊密相連，故施工較為復(fù)雜。

1 工程難點(diǎn)

內(nèi)層安全殼與鋼襯里，內(nèi)、外層安全殼與周邊廠房施工邏輯相互影響、錯(cuò)綜復(fù)雜，在此條件下，要確保穹頂結(jié)構(gòu)施工邏輯最優(yōu)且結(jié)構(gòu)安全、質(zhì)量高及進(jìn)度快。保證特殊部位異型結(jié)構(gòu)的施工安全、質(zhì)量及進(jìn)度，同時(shí)不能影響周邊結(jié)構(gòu)的施工。

2 施工邏輯對比選擇

2.1 內(nèi)層安全殼筒體與鋼襯里的施工工藝選擇

內(nèi)層安全殼混凝土結(jié)構(gòu)按照2 m一個(gè)施工層段劃分：鋼襯里只能采用前部分局部模塊吊裝（混凝土結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度與鋼襯里整體模塊吊裝不匹配，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)與鋼襯里標(biāo)高差超過18.9 m，現(xiàn)場也可以等混凝土結(jié)構(gòu)施工到一定標(biāo)高后采用模塊吊裝，但對場地條件要求較高，因此會增加成本，同時(shí)可能導(dǎo)致鋼襯里作業(yè)不能連續(xù)進(jìn)行），后續(xù)鋼襯里只能采用高空吊裝焊接，現(xiàn)場施工風(fēng)險(xiǎn)較大，并且需要長期占用大量垂直運(yùn)輸資源。

內(nèi)層安全殼混凝土結(jié)構(gòu)按3 m一個(gè)施工層段劃分：這樣的劃分方式能大大縮小混凝土結(jié)構(gòu)與鋼襯里的高度差，避免高差太大導(dǎo)致鋼襯里變形，可使鋼襯里達(dá)到全模塊吊裝條件。同時(shí)，根據(jù)1∶1模擬試驗(yàn)，當(dāng)內(nèi)層安全殼混凝土結(jié)構(gòu)層段劃分為3 m時(shí)，混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的側(cè)壓力對鋼襯里所產(chǎn)生的形變在設(shè)計(jì)允許范圍，降低了高空焊接拼裝的施工風(fēng)險(xiǎn)和高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，現(xiàn)場選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)文件中層段劃分，采用內(nèi)層安全殼按3 m一個(gè)層段進(jìn)行劃分，以此實(shí)現(xiàn)全模塊吊裝和規(guī)避高空拼裝焊接帶來的質(zhì)量和安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 內(nèi)層安全殼筒體與外層安全殼及周邊廠房的施工邏輯

2.2.1 內(nèi)、外層安全殼及周邊廠房施工邏輯

內(nèi)、外層安全殼及周邊廠房施工邏輯有3種模式：先內(nèi)后外、先外后內(nèi)和內(nèi)外兼顧，對3種施工組織模式進(jìn)行對比分析選擇。

（1）先內(nèi)后外施工組織模式的缺點(diǎn)是周邊廠房在穹頂?shù)跹b時(shí)主體均未封頂，主體結(jié)構(gòu)完成率較低，后續(xù)房間移交壓力較大。

（2）先外后內(nèi)施工組織模式的缺點(diǎn)是內(nèi)殼和內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度緩慢，不滿足整體工期要求，穹頂?shù)跹b無法按期實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，周邊廠房筏基施工完成較早，會增加澆筑時(shí)混凝土澆筑的布料難度，外殼一直高于內(nèi)殼施工，材料吊運(yùn)困難和施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

（3）內(nèi)外兼顧施工組織模式由于外層安全殼筒體設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求“為保證內(nèi)外殼套筒中心在同一軸線上[1]，要求安全殼外殼套筒與已完成施工的內(nèi)殼相對應(yīng)的套筒相對位置公差值為±10 mm，在對應(yīng)套筒中心線方向上，套筒的相對公差值為0～20 mm”，按照“已完成施工的內(nèi)殼”的標(biāo)準(zhǔn)要求，在內(nèi)殼施工完成后再啟動外殼施工，在此只分析內(nèi)外兼顧（外殼晚于內(nèi)殼啟動）。此施工方式的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)殼和內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工滿足整體工期要求，能保證穹頂按計(jì)劃吊裝;周邊廠房主體結(jié)構(gòu)完成率較高，房間移交壓力較小;各廠房土建階段一次引入設(shè)備的大吊車站位點(diǎn)不受影響;KX廠房APC殼施工進(jìn)度能夠滿足龍門架安裝條件。缺點(diǎn)是周邊廠房墻、板需設(shè)置二次澆筑區(qū)，在上層樓板施工時(shí)，需投入大量人力、物力對下層樓板二次澆筑區(qū)進(jìn)行搶工，同時(shí)造成上層樓板施工工期延長，對于技術(shù)準(zhǔn)備和施工措施有較高的要求。

綜上，內(nèi)外兼顧組織施工模式能夠保證關(guān)鍵路徑進(jìn)度，按期完成穹頂?shù)跹b，周邊廠房主體結(jié)構(gòu)完成率較高，房間移交壓力較小，而且從施工安全風(fēng)險(xiǎn)和材料垂直運(yùn)輸?shù)确矫鎭砜?，這種模式也（外殼晚于內(nèi)殼啟動）優(yōu)于其他兩種模式。

2.2.2 內(nèi)層安全殼筒體與外層安全殼施工邏輯

（1）當(dāng)內(nèi)層安全殼層段劃分為2 m時(shí)：為保證模板體系受力要求，內(nèi)殼模板體系外側(cè)部分距離內(nèi)殼約1.5 m，基本占用了內(nèi)外殼間的空間（1.8 m），同時(shí)外殼內(nèi)側(cè)模板體系外側(cè)部分（內(nèi)、外殼間）距離外殼約1.6 m，也占用了內(nèi)、外殼間的空間，因此內(nèi)、外殼施工存在較大的施工交叉。根據(jù)內(nèi)殼模板體系的高度（內(nèi)殼模板體系與混凝土面約4.9 m，外殼預(yù)留鋼筋約5.5 m），外殼施工與內(nèi)殼施工最少保持10 m以上的高差。經(jīng)過施工論證，當(dāng)外殼與內(nèi)殼形成10 m高差后有以下優(yōu)點(diǎn)：？譹？訛現(xiàn)場內(nèi)殼和鋼襯里施工不受外殼制約，可保障穹頂?shù)跹b的主線;？譺？訛提升外殼模板施工不需要拆除內(nèi)殼的外掛架，減少了不必要的內(nèi)殼和外殼的交叉施工、工期損耗和施工成本。8513CE65-654A-4536-8B39-53836F0A4366

（2）當(dāng)內(nèi)層安全殼層段劃分為3 m時(shí)：為保證模板體系受力要求，懸臂掛架結(jié)合木模板體系中層平臺寬度必須達(dá)到1 800 mm，這樣就占用了內(nèi)、外殼間的空間（1 800 mm）[2]，導(dǎo)致外層安全殼內(nèi)側(cè)如使用懸臂掛架結(jié)合木模板體系每次提升時(shí)，需拆除內(nèi)層安全殼外側(cè)掛架，影響內(nèi)殼施工的同時(shí)也增大了安全風(fēng)險(xiǎn);如果使用散拼模板，避免了拆除內(nèi)層安全殼外側(cè)掛架，則需搭設(shè)大量腳手架作為作業(yè)平臺，增大了施工成本及腳手架操作風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)使用液壓爬模時(shí)，可有效規(guī)避內(nèi)層安全殼層段按2 m劃分和3 m劃分所產(chǎn)生的不利影響。

綜上，當(dāng)內(nèi)層安全殼層段按3 m劃分及外層安全殼內(nèi)側(cè)采用液壓爬升模板時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)鋼襯里全模塊吊裝，也能避免因掛架提升需要使用垂直運(yùn)輸設(shè)備所產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 特殊部位施工工藝選擇及技術(shù)要點(diǎn)

3.1 穹頂結(jié)構(gòu)施工邏輯選擇及技術(shù)要點(diǎn)

3.1.1 施工邏輯的選擇

內(nèi)層安全殼穹頂施工可分為兩種模式。①一層施工完成后進(jìn)行下一層施工：優(yōu)點(diǎn)是此施工邏輯比較常規(guī)，材料、機(jī)械、技術(shù)準(zhǔn)備無壓力。缺點(diǎn)是現(xiàn)場施工縫處理次數(shù)增加，施工周期較長，增加了施工風(fēng)險(xiǎn)、成本。②對已有文件施工層段進(jìn)行二次設(shè)計(jì)優(yōu)化，同時(shí)將優(yōu)化后的部分層段合并施工：此方法是將原施工層段17層劃分為11層，同時(shí)將穹頂鋼筋施工按62.510 m標(biāo)高分為上下兩個(gè)部分，在62.510 m高程以下鋼筋一層施工完成后綁扎下一層鋼筋，當(dāng)鋼筋施工62.510 m高程以上時(shí)，現(xiàn)場鋼筋一次全部施工完成，同時(shí)混凝土澆筑可將10層、11層合并為一次澆筑。優(yōu)點(diǎn)是減少施工縫處理次數(shù)，節(jié)約了施工成本，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。缺點(diǎn)是材料、機(jī)械、技術(shù)間歇時(shí)間短，對技術(shù)準(zhǔn)備與技術(shù)措施要求較高。

由此可見，為保證現(xiàn)場施工安全，節(jié)約施工成本，保證現(xiàn)場進(jìn)度，現(xiàn)場選用優(yōu)化后的施工邏輯。

3.1.2 模板體系選用

穹頂1～5層模板：穹頂1～5層坡度較陡，故模板體系與墻面模板類似，采用“膠合板+木方+上平臺”的形式。

穹頂6～9層：穹頂6～9層坡度減緩，采用“西瓜皮”模板。

穹頂10～11層：穹頂10～11層非扶壁柱區(qū)域不設(shè)置模板，扶壁柱區(qū)域根據(jù)分段設(shè)置吊模，混凝土面可通過設(shè)置“手榴彈”墊塊或在混凝土表面設(shè)置木條進(jìn)行灰面找平。

3.1.3 模板操作平臺選用

安全殼為半球型結(jié)構(gòu)，挑架隨著使用部位的變化，其傾斜角度越變越大，人員無法站立且堆放材料有較大的安全隱患。為解決這一問題，將焊接固定挑架優(yōu)化為可調(diào)節(jié)角度的挑架。

3.1.4 混凝土施工要點(diǎn)

混凝土裂縫一般分為原材料質(zhì)量引起的裂縫和施工工藝引起的裂縫，其產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、施工工藝等多個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)。施工人員針對裂縫制定了如下措施。①入模溫度控制：將入模溫度控制在30 ℃以內(nèi)。②混凝土澆筑可以采用兩種澆筑方式：水平分層和斜向分層。水平分層能夠保證每層澆筑混凝土的密實(shí)性，避免漏振和欠振的風(fēng)險(xiǎn)。但是，安全殼周長較長，水平分層增大了混凝土的覆蓋面積，如果布料設(shè)備不足或設(shè)備出現(xiàn)故障，容易出現(xiàn)混凝土覆蓋不及時(shí)的情況，增大了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。斜向分層則由于覆蓋速度較快，所以容易出現(xiàn)漏振，但可以有效避免混凝土覆蓋不及時(shí)產(chǎn)生冷縫的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)綜合考慮，現(xiàn)場采用斜向分層的方式澆筑安全殼混凝土，降低了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。③采用二次振搗技術(shù)消除混凝土澆筑后混凝土下沉與鋼筋產(chǎn)生縫隙的風(fēng)險(xiǎn)。④提高早期強(qiáng)度：混凝土養(yǎng)護(hù)采用保濕保溫養(yǎng)護(hù)措施，一般使用灑水覆蓋方法加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，提高早期相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量。

3.2 設(shè)備閘門施工邏輯選擇及技術(shù)要點(diǎn)

“華龍一號”內(nèi)層安全殼有3處特殊部位結(jié)構(gòu)：設(shè)備閘門、人員閘門、應(yīng)急閘門，但考慮其人員閘門、應(yīng)急閘門施工較為常規(guī)，故不做具體研究，以下對設(shè)備閘門進(jìn)行技術(shù)研究。設(shè)備閘門貫穿件區(qū)域高度為14.6 m，寬度為13.2 m，豎向跨越了筒身第11～18層且設(shè)備閘門為異型結(jié)構(gòu)，厚度不一，最厚為1 698 mm，其施工質(zhì)量不易控制，施工邏輯較為復(fù)雜。

3.2.1 施工工藝選擇

（1）考慮施工進(jìn)度要求，后澆區(qū)如果還采用原劃分成段，將無法滿足現(xiàn)場施工進(jìn)度要求，故需對設(shè)備閘門澆筑區(qū)施工層段進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。

（2）內(nèi)、外殼之間的間距僅為1.8 m，若搭設(shè)腳手架，將與外層安全殼模板體系沖突，為滿足現(xiàn)場施工的需要，現(xiàn)場采用自制掛架作為施工平臺。同時(shí)，為保證每層模板都有足夠的操作面，在掛架平臺上搭設(shè)腳手架作為臨時(shí)操作平臺。

（3）設(shè)備閘門增厚區(qū)內(nèi)弧形模板均無法使用，需配置異型模板，如異型模板在現(xiàn)場進(jìn)行拼裝，施工周期及混凝土施工質(zhì)量得不到保證，但采用提前放樣，并在后臺加工成定型模板，可降低現(xiàn)場模板支設(shè)難度，提升模板支設(shè)效率，并提高混凝土澆筑質(zhì)量。

3.2.2 殼特殊部位施工技術(shù)要點(diǎn)（設(shè)備閘門）

（1）施工層段的劃分（設(shè)備閘門）。綜合考慮貫穿件安裝、鋼襯里模塊化吊裝及施工進(jìn)度要求，設(shè)備閘門澆筑區(qū)施工層段進(jìn)行二次規(guī)劃。第11～16層設(shè)備閘門區(qū)域留設(shè)二次澆筑區(qū)，其中第12～14層二次澆筑區(qū)三段合并為兩次澆筑，第15～16層二次澆筑區(qū)和17層分為兩次澆筑，并留設(shè)階梯狀豎向施工縫，有效提高現(xiàn)場施工效率。

（2）外掛架的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算。由于設(shè)備閘門貫穿件較大，所以在其周圍的混凝土結(jié)構(gòu)層均已突出筒體表面進(jìn)行加強(qiáng)，而內(nèi)、外殼之間的間距僅為1.8 m，若搭設(shè)腳手架，將會與外層安全殼模板體系沖突，故為滿足現(xiàn)場施工的需要，設(shè)備閘門下方安裝6榀懸挑寬度為2 970 mm的自制掛架。作為施工平臺，為保證自制掛架滿足現(xiàn)場施工，需對在荷載最不利情況下進(jìn)行受力計(jì)算，同時(shí)現(xiàn)場需進(jìn)行荷載試驗(yàn)，保證施工安全。

（3）異型定型模板的制作與安裝。設(shè)備閘門增厚區(qū)內(nèi)弧形模板均無法使用，需配置異型模板，采用提前放樣，并在后臺加工成定型模板，降低了現(xiàn)場模板支設(shè)難度，提升了模板支設(shè)效率，提高了混凝土澆筑質(zhì)量。同時(shí)，為了保證每層模板有足夠的操作面，在掛架平臺上搭設(shè)腳手架作為臨時(shí)操作平臺。操作平臺使用盤扣腳手架搭設(shè)。腳手架搭設(shè)高度標(biāo)高從特制掛架平臺11.19 m搭設(shè)至25.45 m。腳手架水平方向用鋼管腳手架連接，豎向與安全殼墻體預(yù)埋件連接;在預(yù)埋椎體時(shí)，水平方向間距≤2 m且充分利用預(yù)埋椎體將腳手架連接牢固，以保證其穩(wěn)定性。

（4）混凝土施工質(zhì)量控制。設(shè)備閘門半徑較大，考慮到設(shè)備閘門底部的平緩段較，其切線方向角度小不宜振搗，容易出現(xiàn)振搗不密實(shí)和漏振的情況。同時(shí)，閘門區(qū)域預(yù)應(yīng)力導(dǎo)管及鋼筋密集，混凝土不易從閘門的一側(cè)向另一側(cè)流動，容易在閘門下方出現(xiàn)空洞等質(zhì)量問題。為了避免出現(xiàn)這種情況，在設(shè)備閘門區(qū)域澆筑細(xì)石混凝土的同時(shí)，在設(shè)備閘門貫穿件下口留設(shè)7個(gè)振搗孔[3]，其中直徑為250 mm的振搗孔1個(gè)，直徑為180 mm的振搗孔6個(gè)。閘門下方的定型模板上相應(yīng)的位置預(yù)留幾個(gè)排氣孔，孔徑為180 mm，并作為了解混凝土密實(shí)情況的觀察孔，當(dāng)混凝土的水泥漿涌出時(shí)，用圓形木板封住排氣孔。對振搗棒難以到達(dá)的部位，應(yīng)預(yù)先留置鋼筋籠、波紋管等引導(dǎo)振搗棒。

4 結(jié)束語

本施工技術(shù)解決了“華龍一號”內(nèi)層安全殼與鋼襯里的施工工藝選擇，內(nèi)層安全殼與外層安全殼及周邊廠房施工邏輯復(fù)雜，穹頂結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)及施工成本較大，特殊部位施工困難，施工質(zhì)量不易保證等難題。同時(shí)，通過對懸臂模板體系的巧妙運(yùn)用，對特殊部位自制掛架與模板體系的設(shè)計(jì)，以及采用科學(xué)合理的大體積混凝土施工措施，提高了“華龍一號”核島反應(yīng)堆廠房內(nèi)層安全殼的施工質(zhì)量，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，加快了工程進(jìn)度，縮短了施工工期，減少了資源的投入，降低了成本，提高了工作效率，取得了較大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]GB 50204—2015，混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]1188JT0115，A技術(shù)規(guī)格書-1.15混凝土工程模板工程[S].

[3]1188JT0101，A技術(shù)規(guī)格書-1.01混凝土工程總則[S].8513CE65-654A-4536-8B39-53836F0A4366