抗強輻射超厚大體積砼施工技術

為保證探傷室的使用功能及結構美觀，滿足建筑結構整體性良好的要求，結構必須進行無縫設計，施工必須進行無縫施工。因此，合理經濟解決抗強輻射超厚大體積混凝土探傷室結構的支模穩定與無縫施工問題具有重大意義。

1 工程概況

1.1 工程概述

9Mev直線加速器探傷室位于威海石島重工三號聯合廠房內，墻體厚度為2m、3m不等，頂板標高為16.265～16.820m，屋面板厚度為1.3m，平面尺寸為40m×18.6 m，大體積混凝土方量約為5373m3；一次性澆筑高度約12m，混凝土強度均為C30，該探傷室工程屬于抗強輻射超厚大體積砼探傷室工程。

1.2 工程的特點與難點分析

1.本工程施工正值夏季，日平均氣溫約25℃，作業點最高氣溫達40℃，晝夜溫差較大，白天混凝土入模溫度極高。

2.本工程現澆砼剪力墻厚度2m、3m不等，長度長達40m，頂板標高為16.265～16.820m，頂板混凝土厚度1.3m，現澆砼體量約5300m3；探傷室結構要求無縫施工，一次澆筑成型，施工難度較大。

3.本工程水泥用量大，水化熱較大，又必須一次連續澆筑成型，混凝土內部產生的高溫熱量不易散發，混凝土中心最高溫度根據經驗公式計算達80℃以上，混凝土內外溫差為56℃左右，大于規范規定的25℃，砼澆筑后容易產生溫度裂縫，必須采取切實有效的降溫措施。

4.本工程結構超高超厚，現澆砼體量大且澆筑困難，混凝土構件極易產生變形及溫度裂縫等施工缺陷，這些都對支模架的搭設、砼的供應及澆筑工藝等提出了很高的要求。

2 施工方案

本工程首先采用“型鋼承重支撐系統”作為整個模板承重支撐系統的受力中心，澆筑大體積砼時采用“全面分層、定時閉合”的施工方法，同時配合采用立體的“對流式內置循環降溫系統”進行內部降溫，模板面外敷塑料薄膜、懸掛麻袋等保溫養護的措施做到“內降外保”，慢慢釋放混凝土內部的水化熱，確保大體積混凝土不會因內外溫差大等原因造成的拉應力和收縮應力而產生裂縫。

3 施工技術措施

3.1 施工工藝流程（如圖1）

圖1 施工工藝流程圖

3.2 型鋼模板承重支撐系統的設計與施工

根據不同結構的探傷室墻板、頂板厚度、高度、空間跨度等技術數據，結合常用的型鋼規格，由專職鋼結構設計人員進行鋼結構承重支撐系統的設計工作。

本工程中型鋼承重支撐框架鋼柱采用H300×280×8×14，框架梁采用HN200×100×5.5×8，垂直支撐系統采用HM340×250×9×14，水平支撐采用Ф20圓鋼。對不同探傷室結構可根據設計要求，及時作出調整。如圖2、3、4所示：

3.3 大體積混凝土澆筑

1）大體積砼澆筑方向

剪力墻澆筑方向：利用轉角位置分多個方向全面分層分段對稱澆筑。

頂板澆筑方向：從短邊開始，沿長邊方向從一端向另一端全面分層澆筑。

2）大體積砼分層厚度：

剪力墻體大體積砼澆筑的一次澆筑高度控制在500mm左右。

3）大體積砼的澆筑

大體積砼澆筑時嚴格控制混凝土落距，防止離析。落距大于2.5米時，采用在剪力墻側模上開口溜槽卸料，溜槽口按照縱向間距2.5m，橫向間距4m，間隔交叉方式設置，溜槽口尺寸1.0m×0.6m。如圖5：

4）單層砼的澆筑閉合時間

本工程單層砼的澆筑閉合時間控制在3.5h以內。

5）混凝土振搗

圖5 溜槽口布置示意圖

圖2 型鋼承重支撐示意圖

圖3 型鋼承重支撐與墻模的連接

圖4 型鋼承重支撐與頂模的連接

混凝土分層澆筑后，立即對混凝土進行振搗，振搗上一層混凝土時，振搗棒應插入下一層混凝土50mm，以消除兩層之間的接縫，同時要在下層混凝土初凝之前進行上層混凝土振搗工作。

振搗棒應快插慢拔，插點要均勻排列，插點的間距控制在500mm左右。

振搗時間以混凝土表面出現浮漿，不再下沉為止，時間宜為20秒左右。

3.4 “對流式內置循環降溫系統”的設計與施工

循環降溫管采用Φ48的薄壁鋼管焊接，在水平方向每1m設一根，垂直方向每1m設一道，用小于5℃左右的冷卻水進行不間斷循環降溫，并最終控制混凝土內外溫差在25℃內。每4層組成一個循環降溫系統，整個循環系統內，冷卻水的流動方向為：在不同水平面內，上層與下層冷卻水的水流流動相反，以確保冷卻降溫循環系統更加均勻有效地帶走大體積混凝土內部由于水泥水化熱而產生的熱量，確保混凝土不產生由于內部升溫膨脹而在砼表面引起的應力裂縫，如圖6、7所示：

本工程施工時，在混凝土澆筑后6h左右循環降溫系統開始工作。待冷卻降溫及養護結束后，用高壓灌漿泵對冷卻管進行灌漿密封處理。

3.5 大體積砼施工泌水防治

本工程大體積砼泌水防治采用在每層澆筑混凝土的高度位置處墻模外側開設排水孔的方式排出泌水，排水孔采用孔25@1500mm的尺寸進行設置。

3.6 混凝土的養護

圖6 對流式循環降溫管冷卻水出入口示意圖

圖7 對流式降溫管展開示意圖

1）墻體混凝土澆筑后，前期為了避免混凝土表面溫度降低過快，導致混凝土內外溫差過大，所以進行帶模養護不少于7d；拆模后掛兩層麻袋嚴密覆蓋，繼續保溫，在濕度為70%～80%的環境中養護不小于30d。

2）頂板混凝土澆搗完成，待其終凝后，6h內嚴禁澆水養護，以免出現起皮、起灰現象；8～12h內（實際時間視終凝情況而定）用薄膜覆蓋嚴密，面層加蓋兩層麻袋進行保溫、養護，保證混凝土處在足夠濕潤狀態。

3）在養護過程中，如發現遮蓋不好，表面泛白或出現干縮細小裂縫時，要立即仔細加以覆蓋，加強養護工作采取措施，加以補救。

4）保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行，當混凝土的表面溫度與環境最大溫差小于20℃時，方可全部拆除。

4 施工注意事項

1）為了滿足大體積混凝土的密實度要求，便于合理地延長混凝土初凝時間、有效地降低混凝土內部溫度，混凝土配合比設計應經有資質的單位經過試驗確定。

2）大體積砼必須嚴格按現行《混凝土結構工程施工質量驗收規范》及《大體積混凝土施工規范》中的有關規定來進行質量控制。

3）堅持、貫徹落實“安全第一、預防為主”的方針，嚴格貫徹執行國家頒發的各項安全規定和省、市、企業制定的施工現場及專業工種安全技術操作規程。

4）施工現場嚴格進行噪聲控制，噪聲排放嚴格執行城市區域環境噪聲標準和建筑施工場界噪聲限值等相關規定。

5 結語

1）本工程采用新型的型鋼承重支撐系統，可省去常規支模架所需外立面龐大的支模鋼架結構，既解決了支模系統的穩定性，又節省了大量的支模材料、人工付出、二次加工、不可測安全等成本的投入，與以往類似工程相比可節約工程成本3%～5%。

2）本工程采用“全面分層，定時閉合”的混凝土澆筑方法，既保證了建筑物的使用功能及良好的結構整體性，又減輕了后期的清理工作，同時采用普通鋼管焊接形成立體的“對流式內置循環降溫系統”，操作簡單，控制方便，施工速度快，可大大地縮短計劃施工工期。

3）本工程施工過程中由于無施工縫的留置，無漏水漏漿現象，現場施工干凈、整潔、可一次澆筑成型，外觀整體性好。同時，可實現大體積混凝土無縫施工的設計要求，減少由于外立面的二次加工而引起的各種噪聲、灰塵等環境污染，優質的產品可贏得行業的高度評價，社會效益深遠。