某核電廠變形縫問題分析

王俊峰 李軍濤 尤培華

中國核電工程有限公司鄭州分公司（450052）

某核電廠變形縫問題分析

王俊峰 李軍濤 尤培華

中國核電工程有限公司鄭州分公司（450052）

反應堆筒體與相連廠房之間的變形縫設計要求精度高，施工難度大，導致與反應堆筒體相連接的廠房的部分墻體、混凝土柱和樓板在變形縫區域出現了較多裂縫，處理難度大。這里通過對某核電廠KX廠房與RX廠房安全殼筒體相連區域的裂縫進行分析，提出了處理方法和建議，以期對今后類似工程起到借鑒作用。

核電廠；變形縫；止水帶

1 概況

某核電廠RX廠房安全殼筒體為圓柱形廠房，直徑為38.8 m，頂高57.2 m，軸向和環向采用后張拉預應力施工。KX廠房環繞布置在RX廠房安全殼筒體旁邊，結構形式為普通混凝土結構，一部分屋面高度為38.5 m，一部分屋面高度為21.2 m。KX廠房和RX反應堆安全殼連接處設置有50 mm的變形縫，變形縫處設置止水帶。KX廠房和RX廠房筒體的增打肋通過止水帶相連。在反應堆筒體環向預應力張拉后，RX廠房筒體收縮，KX廠房與筒體連接處的部分變形縫失效，在局部區域出現了裂縫。

2 反應堆筒體與1KX廠房相連處的固定鋼筋做法

查閱相關設計圖紙后，變形縫設計如下。圖1中的②為筒體的增打肋，屬于二次澆灌混凝土，反應堆筒體增打肋與K廠房通過止水帶相連，其中止水帶的規格為300×Φ46×20×8，變形縫為50 mm。其中止水帶的空心圓環位于在變形縫內。變形縫內填充聚苯乙烯板。圖紙中注明增打肋混凝土和周圍廠房同時澆灌。固定止水帶附加鋼筋做法見圖1和圖2。

圖1 筒體與1KX廠房P11柱連接處

圖2 止水帶處附加鋼筋做法

3 變形縫處出現的問題

反應堆筒體預應力張拉后，與筒體相連的1KX廠房V15墻、P11柱及KX廠房環形區的樓板在變形縫處出現了較嚴重的裂縫。變形縫處出現的問題主要分以下三類：

變形縫可以起到變形的功能，但歪歪斜斜不在一條直線上。不在一條直線的變形縫主要在與筒體相連的6～10 m段的V15墻體和P11柱處。

變形縫處聚苯乙烯板部分被擠掉，導致變形縫部分不存在，其位置在與筒體相連的10～14.5 m段的V15墻體和P11柱處。

變形縫處聚苯乙烯板全部被擠掉，止水帶問題主要有止水帶中間空心圓環未處于變形縫的位置和止水帶嚴重偏位。被擠掉的變形縫位置在14.5～20.12 m段的V15墻和14.5～17 m段的P11柱處。墻體和筒體變形縫處的裂縫主要是增打肋與筒體之間的裂縫和理論變形縫位置處的裂縫，P11柱與相連墻體的裂縫，如圖3和圖4。

4 變形縫問題原因分析

通過對1KX廠房變形縫的觀察，發現除了1KX樓板與筒體間的伸縮縫基本完好外，墻、柱與筒體相連處的變形縫大都不能完全起到變形的功能。

圖3 P11柱與筒體變形縫處（剔鑿后）

圖4 筒體和增打肋之間的裂縫（P11柱處）

1）變形縫消失

變形縫消失的原因：變形縫處的聚苯乙烯板強度低，在混凝土振搗時容易被擠掉、震碎，造成施工難度較大。施工單位在施工前未能預料到變形縫處的施工難度。混凝土澆筑人員施工時不夠細心。

2）止水帶偏位

通過對部分裂縫處進行剔鑿，發現V15墻體未嚴格按照圖紙上要求固定止水帶，止水帶的邊緣處于裂縫位置。P11柱子存在脹模問題，鑿除P11柱子脹模的部分后發現，變形縫處的止水帶偏位嚴重，已裸露于混凝土表面。原因是：柱鋼筋過密，綁扎固定止水帶的附加鋼筋較為困難，鋼筋工未能嚴格按照圖紙要求對止水帶進行固定；混凝土澆筑過程出現脹模，帶動止水帶偏位。

3）變形縫位置處及其附近的裂縫

施工不當致使變形縫失去了承擔變形的功能。在反應堆筒體預應力張拉時，反應堆筒體產生了變形，導致與其相連的薄弱部位產生不規則形狀裂縫。如增打肋和P11柱（V15墻）連成一個整體，導致增打肋和筒體之間的連接和與P11柱相連的墻體成為薄弱部位,造成增打肋與筒體產生裂縫、與P11柱相連的墻體多處出現裂縫（如圖3和圖4）。

5 變形縫問題造成的影響

1）變形縫不規則

在正常情況下,橡膠止水帶必須埋設準確，其中間的空心圓環應與變形縫中心線重合，由空心圓環部分來承擔變形的功能。如果變形縫不規則，止水帶中間的空心圓環則不能處于變形縫位置，導致止水帶的平板部分承擔了變形的功能，給止水帶的功能造成了部分影響。止水帶的平板部位如果長期處于有拉應力的工作狀態,容易縮短止水帶的壽命，并且給后期嵌縫的不銹鋼支托的施工造成一定的難度。

2）增打肋和相臨的墻柱連成一個整體

增打肋和相鄰的墻柱連成一個整體，則容易使變形縫失去其承擔的變形功能。部分裂縫可能會喪失防水功能。變形縫處理難度大，核島廠房混凝土強度高，重新鑿出變形縫，施工難度大，且容易損傷到止水帶。如果變形縫處理不到位，不能達到完全自由變形,仍將會在部分薄弱部位產生裂縫的風險。

3）止水帶偏位

施工止水帶時應嚴格按照圖紙要求對其進行固定。V15墻體施工時，未嚴格按照圖紙上要求固定止水帶，止水帶的邊緣處于裂縫位置，給處理變形縫造成一定的難度。止水帶偏位則會導致止水帶喪失防水功能。恢復止水帶到原位，需增加鑿混凝土的工作量,且容易損傷到止水帶，施工難度較大。

6 變形縫出現問題的處理措施

第一步：對裂縫處采取注漿法進行處理。處理工序為：鉆孔→注漿針頭埋設→注漿→針頭割除→表面修補。

第二步：放出正確伸縮縫位置線，鑿除部分變形縫處混凝土。若可以保證變形縫功能不受影響，止水帶未失效，則不用繼續采取處理措施；若止水帶失效，全部鑿除止水帶處混凝土，重新恢復止水帶。

第三步：變形縫處采用泡沫板填塞，后續按照核島廠房嵌縫做法進行施工。

7 結論及建議

通過對該裂縫事件的分析可知，樓板處變形縫的施工基本達到設計的要求，可以滿足變形縫的功能，但是墻、柱與增打肋處的變形縫施工大都達不到變形縫的功能要求。由于反應堆廠房與周圍廠房之間的變形縫處施工難度較大，若變形縫的施工不能達到設計要求，將會產生比較嚴重的后果。處理變形縫的過程需避免損傷止水帶，處理難度大。建議：在遇到類似情況,應先施工反應堆筒體的增打肋,再施工與其周圍相連的廠房的墻、板和柱；止水帶嚴格按照圖紙中的要求進行固定；施工方案應詳細說明變形縫處的施工,并嚴格按照施工方案及技術交底進行施工。混凝土澆筑過程中隨時關注泡沫板是否位移。

[1]GB 50010—2010,混凝土結構設計規范（2015局修）[S].

[2]GB 50204—2015,混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].