程 永

（中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司，四川 綿陽 621000）

引言

核電站鋼襯里及內(nèi)外殼貫穿件套管的調(diào)測與安裝是鋼結(jié)構(gòu)施工作業(yè)的重難點，目前貫穿件套管的調(diào)測方法及工具、加固措施等在施工過程中已顯現(xiàn)各種弊端或缺陷，不能滿足高質(zhì)高效、節(jié)約成本及優(yōu)化施工工期的要求。需要梳理各施工環(huán)節(jié)作業(yè)特點，根據(jù)不同環(huán)節(jié)的施工作業(yè)要求，在保證安全、質(zhì)量及作業(yè)成果合格的基礎(chǔ)上，優(yōu)化或改進各作業(yè)環(huán)節(jié)的作業(yè)方法，通過測量控制網(wǎng)的自由建立、貫穿件的螺栓連接加固、貫穿件分中及同心度調(diào)測工具的發(fā)明、以及利用調(diào)測工具進行內(nèi)外殼貫穿件套管調(diào)測技術(shù)的改進能為貫穿件套管安裝與調(diào)測實現(xiàn)質(zhì)量可控、效率提升、成本降低的效果。

1 工程概況

某核電廠一期工程為我國第三代核反應(yīng)堆型“華龍一號”，其中核反應(yīng)堆廠房（RX）為雙殼體圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（見圖1），其圍護結(jié)構(gòu)分為外層安全殼（簡稱：RB 或外殼）及內(nèi)層安全殼（簡稱：RC 或內(nèi)殼）。其中內(nèi)層安全殼與鋼襯里壁板通過混凝土粘合在一起。鋼襯里采用模塊化吊裝，吊裝前，將貫穿件套管、錨固件等附著物項安裝完畢，與鋼襯里模塊整體吊裝。鋼襯里上貫穿件套管較多，且整體模塊化吊裝完成后，外殼貫穿件安裝時與內(nèi)殼貫穿件套管技術(shù)參數(shù)要求一致，即內(nèi)外殼貫穿件套管位于不同半徑、相同角度及標高位置且同心度一致，對貫穿件安裝工藝、安裝精度及同心度調(diào)測流程要求較高，為核島內(nèi)外殼貫穿件套管施工的重難點。

2 貫穿件安裝技術(shù)要求（見表1）

表1 鋼襯里貫穿件套筒安裝定位技術(shù)要求 mm

3 內(nèi)外殼貫穿件施工邏輯

3.1 測量控制網(wǎng)的建立與優(yōu)化

根據(jù)鋼襯里及其附屬物項的特點，采用極坐標法引測中心點并通過全圓法引測角度的方法進行控制，每個拼裝場地的平面測量控制網(wǎng)型布設(shè)圓心點及四個方向點，四個方向點位分別位于0°、90°、180°、270°（見下頁圖2），與反應(yīng)堆廠房測量控制網(wǎng)相對應(yīng)。此控制網(wǎng)作為鋼襯里拼裝及鋼結(jié)構(gòu)貫穿件套管、錨固件安裝的測量依據(jù)。測量控制點技術(shù)參數(shù)要求：相對點位誤差為1 mm；相對角度誤差為10″。

3.2 鋼襯里貫穿件套管調(diào)測及安裝

鋼襯里壁板拼裝完成并驗收合格后，進行貫穿件套筒的測量調(diào)整及安裝作業(yè)。具體作業(yè)流程為：儀器架設(shè)在拼裝場地中心測量控制點,后視四條方向控制線任何一條方向，并檢查其余方向線無誤后，根據(jù)圖紙在鋼襯里壁板上定位貫穿件套管中心角度線及標高線，形成十字開孔中心線。

施工隊根據(jù)貫穿件套管尺寸開孔完成后，進行貫穿件套管的安裝及調(diào)測工作。鋼襯里貫穿件調(diào)測一般先采用線錘對貫穿件內(nèi)外口徑處分別分中并做好標識。全站儀架設(shè)在中心測量控制點，對貫穿件套管進行角度、半徑及標高信息的采集，測量目標設(shè)置有兩種方法：通過分別在貫穿件內(nèi)外口內(nèi)徑底部分中位置立小棱鏡，通過全站儀采集貫穿件位置信息計算同心度及三維坐標；利用直板尺及測量反光片量測確定貫穿件中心，再通過全站儀采集貫穿件位置信息計算同心度及三維坐標。利用上述方法根據(jù)貫穿件套管調(diào)整的位置反復(fù)跟測計算以達到貫穿件套管調(diào)測的目的，實現(xiàn)貫穿件套管三維坐標及同心度各項參數(shù)滿足技術(shù)規(guī)程要求。

3.3 內(nèi)殼貫穿件套管調(diào)測及檢查

鋼襯里模塊拼裝完成進行整體吊裝并對上下層鋼襯里模塊接縫焊接完成后，因模塊吊裝前貫穿件套管焊接及固定、鋼襯里模塊整體吊裝及鋼襯里上下層模塊對接過程中導(dǎo)致鋼襯里壁板輕微變形，從而致使貫穿件套管出現(xiàn)偏差，故需對鋼襯里模塊上貫穿件套管進行復(fù)驗，復(fù)驗過程中，若發(fā)現(xiàn)貫穿件套管三維坐標及同心度參數(shù)不滿足技術(shù)規(guī)程要求，則按照貫穿件套管安裝時的調(diào)測方法進行調(diào)測直至合格。

3.4 外殼貫穿件套管調(diào)測及安裝

“華龍一號”堆型核電站外殼貫穿件與對應(yīng)內(nèi)殼貫穿件的安裝方法：根據(jù)內(nèi)殼安裝完成的貫穿件，將4 個貫穿件套管定位板同時安裝在內(nèi)外殼貫穿件套管內(nèi)外表面處，定位板中心設(shè)有貫穿孔，通過定位線同時穿過4 個定位板貫穿孔的方法，確定外殼貫穿件套筒與內(nèi)殼貫穿件套筒在同一同心度的方法（見圖3），也即是確定外殼貫穿件套管角度、半徑及標高[1]。

4 技術(shù)改進及創(chuàng)新

4.1 貫穿件套管調(diào)測過程中的缺點

4.1.1 貫穿件套管分中及測量工具的弊端

在鋼襯里及內(nèi)殼混凝土澆筑前貫穿件套管的調(diào)整及測量均需專人輔助立棱鏡或鋼板尺，調(diào)測過程反復(fù)立棱鏡或鋼板尺，且立棱鏡或鋼板尺時間較長、過程繁瑣，工作效率較低，也不利于人工成本的節(jié)約；測量過程中貫穿件分中精度不易控制，易產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致同心度測量精度不易控制。所以需開發(fā)一種可直接對貫穿件分中并在調(diào)測過程中無需反復(fù)立棱鏡或鋼板尺的工具，用于鋼襯里貫穿件及鋼襯里模塊吊裝后貫穿件的調(diào)測。

4.1.2 外殼貫穿件調(diào)測方法的不足

目前使用的外殼貫穿件套管調(diào)測方法，因套管管徑不一需要制作多個不同管徑的定位板；定位線屬于軟性材料，管穿孔經(jīng)設(shè)置為5 mm 及10 mm，在外殼套管定位安裝過程中不易控制定位線通過管穿孔保證內(nèi)外殼貫穿件同心度精度；在外殼貫穿件套管抽檢復(fù)測過程中，可能出現(xiàn)外殼貫穿件套管不滿足安裝技術(shù)參數(shù)要求；安裝過程中需3～4 人時刻觀察定位線的位置，可視化程度較差，不利于現(xiàn)場貫穿件的調(diào)測和人工成本控制；操作過程稍顯繁瑣復(fù)雜。

4.2 貫穿件套管調(diào)測技術(shù)改進

4.2.1 調(diào)測工具研發(fā)

一種用于貫穿件套管分中及同心度調(diào)測裝置（見下頁圖4）[2]，包括4 根標有長度刻度的螺桿，螺桿上設(shè)有緊固定位卡，4 根螺桿安裝在配有定位螺絲的扁平圓形連接件上，圓形連接件為中空設(shè)計，圓形連接件中心可安裝十字激光發(fā)射器，兩側(cè)表面可貼測量反光片。

鋼襯里貫穿件套筒的調(diào)測安裝時，將十字激光發(fā)射器取下，在圓形連接件側(cè)面粘貼測量反光片，將測量裝置螺桿上緊固定位卡根據(jù)貫穿件口徑尺寸調(diào)整至相應(yīng)刻度，然后將此裝置分別卡扣在貫穿件內(nèi)外口徑處，則反光片十字中心即為貫穿件中心，再通過全站儀采集貫穿件三維坐標及同心度計算。

具有刻度的螺桿起到鋼板尺的作用，四根螺桿同時控制尺寸，精度較高；此裝置安裝在貫穿件上，過程中無需對貫穿件套筒專項分中，測量反光片十字中心即為貫穿件中心，減少貫穿件分中工作流程，提高工作效率；貫穿件套筒調(diào)測過程中，此裝置安裝在貫穿件上，無需反復(fù)安裝，減少人工消耗，提高工作效率的同時節(jié)省了人工成本。

4.2.2 外殼貫穿件套管調(diào)測技術(shù)方法改進

根據(jù)內(nèi)殼貫穿件套管的角度方向和標高設(shè)置外殼貫穿件套管支架，為保證內(nèi)外殼貫穿件在同一角度、標高位置及同心度，需根據(jù)澆筑后的鋼襯里貫穿件調(diào)測外殼貫穿件套筒。具體操作方式：將激光測量裝置根據(jù)貫穿件口徑尺寸安裝在內(nèi)殼貫穿件套管內(nèi)口徑處，將貼有測量反光片的裝置卡扣在內(nèi)殼貫穿件套管外口徑處，調(diào)整十字激光束照準內(nèi)殼外口徑十字中心確定激光束的角度指向及標高；取下內(nèi)殼貫穿件套管外口徑裝置并根據(jù)外殼貫穿件套管口徑尺寸分別安裝在外殼貫穿件套管內(nèi)、外口徑處；根據(jù)內(nèi)殼貫穿件套管激光測量裝置發(fā)出的十字激光束調(diào)整外殼貫穿件套筒，直至十字激光束與外殼測量反光片十字中心重合，則外殼貫穿件套管即與內(nèi)殼貫穿件套管保持同一角度及標高位置，同時也保證了內(nèi)外殼貫穿件套筒同心度一致，內(nèi)外殼貫穿件調(diào)測方法如圖5 所示。

該裝置的使用使外殼貫穿件套管調(diào)測安裝過程中操作更簡單、便捷，有利于施工效率的提高；置于內(nèi)殼貫穿件套管的激光測量裝置固定不變，只需人工調(diào)整外殼貫穿件，節(jié)省了人工，有利于成本控制；十字激光束反射在外殼測量反光片上，可視化程度高，能精確對比十字激光束與反光片十字中心的重合度，精度高保證了施工質(zhì)量且工作效率大幅提升。

5 結(jié)論

通過科技創(chuàng)新等技術(shù)手段，根據(jù)內(nèi)外殼貫穿件套管在各個施工環(huán)節(jié)可優(yōu)化項進行研究分析，采用極坐標法引測中心點并通過全圓法引測角度的方法，在保證測量精度的情況下降低了測量控制網(wǎng)的測設(shè)難度并提高了工作效率；采用貫穿件螺栓連接及加固，解決了調(diào)測過程中利用手拉葫蘆不能有效進行精細調(diào)節(jié)的弊端，克服了鄰近貫穿件需再次微調(diào)時切斷加固角鋼而導(dǎo)致重新調(diào)測的問題；通過發(fā)明改進貫穿件套管分中及同心度調(diào)測裝置，不僅優(yōu)化了鋼襯里及內(nèi)殼貫穿件調(diào)測時的方法，同時也優(yōu)化了外殼貫穿件套管的調(diào)測方法，極大地提升了施工效率，降低了作業(yè)難度，減少了施工成本，有效保證了施工進度。