醫院直線加速器室防輻射混凝土施工技術研究

武微

摘? 要：因醫院大型直線加速器室對結構的防輻射性能具有嚴格要求，施工中往往需要采取特殊處理措施。結合某醫院工程，本文分別從防輻射混凝土優化配制工藝、高大模板支撐體系和孔洞預留結構等三方面開展系統研究。研究結果表明，采用配比優化后的重晶石防輻射纖維混凝土，其28d標準抗壓強度可達到38.9MPa;當梁側立桿距梁側的間距過大時，采用本文加固方法可有效提高支模體系的穩定性;采用迷路式孔洞預留結構，可有效提高薄弱部位的防輻射能力。

關鍵詞：直線加速器? 防輻射混凝土? 模板? 孔洞預留結構

中圖分類號：TU755 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）04（c）-0043-04

Research on Construction Technology of Radiation-Proof Concrete in Hospital Linear Accelerator Room

WU Wei

（China Railway NO.3 Engineering Group Construction and Installation Engineering Co.， Ltd.， Taiyuan， Shanxi Province， 030006? China）

Abstract： Because of the strict requirements of radiation resistance of the structure in the large linear accelerator room， special measures are often needed in the construction. Combined with a hospital project， this paper studies the optimization of radiation proof concrete preparation technology， high formwork support system and hole reservation structure. The results show that the standard compressive strength of the reinforced concrete with the optimized ratio can reach 38.9mpa for 28d; When the distance between the vertical bar and the side of the beam is too large， the stability of the formwork supporting system can be improved by using the reinforcement method in this paper; The labyrinth hole reservation structure can effectively improve the radiation resistance of the weak parts.

Key Words： Linear accelerator; Radiation-proof concrete; Formwork; Hole reservation structure

為了防止輻射泄露對周邊環境造成危害，醫院、核電站等建筑物對結構防輻射性具有嚴格要求。作為良好的防輻射材料，防輻射混凝土的配制工藝和施工技術一直備受關注，比如不同骨料（重晶石、鉛鋅尾礦等）的防輻射混凝土配制及其屏蔽性能研究[1-6]。同時，考慮防輻射混凝土的密度較大，其支模體系穩定性要求比普通混凝土更嚴格[7]。此外，對于穿墻結構、特殊拐角等薄弱部位，需要考慮如何提高其防輻射性能[8-10]。

結合某醫院直線加速器室工程，本文分別從防輻射混凝土優化配制工藝、高大模板支撐體系和孔洞預留結構等三方面開展系統研究，以期可以有效保障建筑結構的整體防輻射能力，為今后類似工程提供經驗借鑒。

1? 工程概況

朔州市大醫院建設工程位于長寧街以南，其中門診綜合樓直線加速器建筑面積578.67m?，建筑高度6.3m，采用平板式筏板基礎。圖1和圖2分別為該直線加速度器室的墻體平面示意圖和效果圖。

2? 防輻射混凝土配合比優化設計

對于直線加速度器結構，由于特殊要求，往往采用容重較大，對γ射線、X射線或中子輻射具有屏蔽能力，不易被放射線穿透的防輻射混凝土。本工程采用設計強度等級為C30、表觀密度不低于3200kg/m3的重晶石防輻射纖維混凝土，主要原材料包括水泥、礦渣微粉、Ⅱ級粉煤灰混合構成的雙摻合料、緩凝高效減水劑、粒徑5～20mm的重晶石粗骨料、粒徑0.1～5mm的重晶石砂細骨料、高性能聚丙烯纖維。

由于防輻射混凝土的屏蔽效果與其密度有關，在配合比設計時應充分考慮混凝土的表觀密度和密實程度。本工程采用表1所列的材料用量作為每立方米防輻射混凝土的基準配比，并在保持用水量不變的基礎上調整水灰比和砂率，從而改變防輻射混凝土容重和強度特性。如表2所示，通過多次試配以及標準強度試驗檢測后，結果表明，采用重晶石防輻射纖維混凝土，其和易性、強度和容重等指標均滿足設計要求。

3? 防輻射混凝土支模關鍵技術

由于防輻射混凝土的密度、結構厚度比普通混凝土大，其模板工程往往為高大模板。本工程采用組合式雙層膠合模板和承插型盤扣式鋼管支撐體系，經強度、撓度和整體穩定性驗算，該支模體系具有足夠的承載能力、剛度和穩定性。表3為新澆混凝土板板厚為2600mm時的盤扣式鋼管支撐體系參數。

由于直線加速度期器的特殊構造，在支模施工時經常遇到特殊情況，比如梁側立桿距梁側的間距過大情況。如圖3所示，加固方法可分為兩類情況：當梁高較小時，采用在梁底支模架的木方主楞上增設方木立柱的方法，同時將方木立桿的上中下部位與梁底木方主楞和板底木方次楞通過釘子和木條固定;相反，當梁高較大時，采用在梁側板邊增設鋼管立桿+U型頂托的方法，其中鋼管立桿的底端與梁底型鋼主楞的連接方式可選擇直接焊接或套接小號接頭鋼管的形式。

4? 迷路式孔洞預留結構

本工程對于結構的防輻射性能要求較高，然而施工過程中不可避免存在穿墻套管、結構預留孔洞等薄弱部位，因此需要對其采取特殊的處理措施。考慮到射線的直線傳播特性，本工程采用了如圖4所示的幾種迷路式孔洞預留結構，以增強結構的整體防輻射能力。其中，預留孔洞整體呈現折線形式，采用厚鋼板焊成的套管預先埋入混凝土中。最后采用灌入密度更大的防輻射材料來密封預留孔洞，彌補因穿墻孔洞減弱防護層有效厚度而對防輻射性能的影響。

5? 結語

結合某醫院直線加速器室工程，本文分別從防輻射混凝土優化配制工藝、支撐體系和孔洞預留結構等三方面開展研究，采用配比優化后的重晶石防輻射纖維混凝土，在滿足表觀密度的基礎上可有效提高其抗壓強度;當梁側立桿距梁側的間距過大時，采用增設方木立柱或鋼管立桿+U型頂托的方法，可有效提高支模體系的穩定性;采用3種不同形式的迷路式孔洞預留結構，可有效提高薄弱部位的防輻射能力。

參考文獻

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