核電站燃料廠房橋式起重機混凝土牛腿施工技術*

張 強，汪宇雄，劉 軍，曲殿英

(中國建筑第二工程局有限公司，北京 100160)

0 引言

核電廠燃料廠房承載著核燃料裝卸、運輸和貯存主要功能，廠房內布置核燃料裝卸貯存系統(PMC)、反應堆換料水池和乏燃料水池冷卻及處理系統(PTR)、化學和容積控制系統(RCV)、反應堆硼和水補給系統(REA)、核島排氣和疏水系統(RPE)、燃料廠房通風系統(DWK)、安全殼換氣通風系統(EBA)、安全殼環廊通風系統(EDE)等。燃料廠房按功能總體分為核島工藝設備區、PMC 設備區和暖通設備區，其中±0.000m以下為機械設備布置區，±0.000m及以上為PMC 及暖通設備區。廠房為鋼筋混凝土墻板結構，平面尺寸約為59.80m×23.80m(長×寬)，總高約38.500m。

1 工程概況

本工程核燃料運輸所用的橋式起重機為關鍵運輸裝置，該裝置設計采用雙層混凝土牛腿支撐，自下而上分布于廠房對稱側墻體上部，結構跨度達18.8m。下層牛腿(PMC支撐牛腿)高900mm，上層牛腿(乏燃料容器起重機牛腿)高1 600mm，牛腿所在墻體跨度空間內形成整個PTR水池大廳，房間內主要分布有乏燃料水池、轉運水池、裝載水池及準備井，占房間平面內75%區域范圍，傳統落地式腳手架支撐體系無法完成牛腿支撐施工，需采用懸挑結構支撐方式。

2 施工重難點

1)針對PTR水池大廳大跨度和房間內水池分布面大的特點，傳統落地式腳手架支撐體系無法在水池區域內短期搭設，需與水池區域不銹鋼作業工序交叉。

2)因牛腿懸挑結構尺寸較小，施工操作空間有限，施工作業平臺需與操作平臺同步考慮。

3)水池區牛腿自下而上通長布置，中間寬，上下窄，故對支撐結構形式布置提出較高要求，作業難度增大。

4)上下層牛腿均通長布置橋式起重機安裝軌道專用支撐非標預埋件，預埋件總長度29.4m，由單塊預埋件拼接而成，預埋件安裝平整度要求為±2mm，標高誤差要求為-10～0mm，安裝精度相對較高，在施工空間受限的情況下，施工難度較大。

5)結合水池墻體特點，利用高強錨栓和懸挑架承載力高的特點完成雙層牛腿施工。

3 關鍵施工技術

3.1 混凝土分層澆筑

雙層牛腿頂面高差為4.39～5.61m，下層牛腿兩側標高一致，上層牛腿兩側標高差為1.22m，下層牛腿距樓板面8.96m，考慮到后續橋式起重機安裝就位，混凝土澆筑時需考慮牛腿凈空精度要求，結合現場環境條件，進行混凝土分層澆筑。

3.2 牛腿施工

3.2.1下層牛腿施工

下層牛腿施工工藝流程為：爬錐系統預埋及驗收→三角架預制、安裝及驗收→底部水平桿及臨時支撐搭設→操作腳手板鋪設→支撐架體搭設→主、次背楞鋪設→標高控制及調整→模板鋪設→模板支撐體系驗收→鋼筋綁扎及驗收→側模安裝及驗收→混凝土澆筑及養護→模板體系拆除及材料轉運。

下層牛腿施工時，在墻體上按0.8m間距埋設爬錐，爬錐相對位置偏差≤10mm，埋設高度準確。為便于爬錐拆除，首先在其表面均勻涂抹黃油，然后通過膠帶包裹。可將混凝土墊塊頂在模板上加固爬錐錨固件，也可采用措施鋼筋與對拉螺栓點焊，且措施鋼筋與墻體鋼筋綁扎固定的方式加固爬錐錨固件。混凝土振搗過程中，盡量避免振搗棒直接觸碰爬錐錨固件。混凝土澆筑完成后，卸下4.8級M30定位螺栓，將模板后移，換為10.9級M30 受力螺栓，并安裝在爬錐上。混凝土澆筑前、后均需進行爬錐安裝質量聯合驗收，確保爬錐可用。

將車間預制經驗收合格的1.2m高三角架利用10.9級高強螺栓固定在爬錐上，三角架上搭設鋼管支撐架形成牛腿底模支撐系統，并完成聯合驗收，方可繼續下道工序。利用下部墻體施工時已安裝的掛架體系，拆除掛架上平臺，并在掛架主平臺上搭設雙排鋼管操作架，作為牛腿施工作業的操作架及安全帶掛點(見圖1)。

三角架上按照立桿間距≤400mm焊接直徑≥25mm的限位鋼筋，2個相鄰立桿接頭交錯布置，避免出現在同步同跨內，且高度方向錯開距離≥500mm；各接頭中心距主節點的距離不大于步距的1/3。立桿底部須設置距地面≤200mm的縱、橫向掃地桿。橫向掃地桿也應采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

縱向水平桿設置在立桿內側，且長度不小于3跨。2根相鄰縱向水平桿對接接頭不宜設置在同步或同跨內，且錯開距離應≥500mm，各接頭中心至最近主節點的距離不宜大于縱距的1/3。搭接長度應≥1m，且等間距設置3個旋轉扣件固定，端部扣件蓋板邊緣至搭接縱向水平桿桿端的距離應≥100mm。立桿與縱向水平桿交點處設置橫向水平桿，兩端固定在立桿上，以形成空間結構整體受力。

腳手架、支撐架外側立面整個長度及高度方向上連續設置傾角為45°～60°的豎向剪刀撐。

3.2.2上層牛腿施工

上層牛腿施工工藝流程為：爬錐系統預埋及驗收→三角架預制、安裝及驗收→三角架平臺鋪設→標高復核及調整→鋼筋、預埋件等安裝→定型模板安裝→鋼筋、預埋件驗收→側模安裝加固→模板驗收→混凝土澆筑及養護→模板體系拆除及材料轉運。

施工上層牛腿時，同樣在墻體上按照1.2m間距埋設爬錐，經各道工序均驗收合格后，利用10.9級高強螺栓將2.05m高三角架固定在爬錐上，三角架之間利用鋼管連接成整體，三角架與墻面可利用薄鋼片墊實。三角架上鋪設縱向間距≤300mm的80mm×200mm雙木方+橫向間距≤200mm的100mm×100mm木方+18mm厚面板，形成牛腿支撐及施工作業平臺。利用全站儀復測，確定施工基準定位線，預埋件安裝、鋼筋綁扎要求參見對應的設計文件及標準執行，經三級檢查驗收均合格且簽字確認后進行混凝土澆筑，混凝土澆筑、振搗及養護要求參見GB 50666—2011《混凝土結構工程施工規范》。

安裝采用木方及面板等材料制作的定型模板體系，根據面板模數及牛腿實際尺寸，單個定型模板長度包括2 440，720mm。因牛腿與作業平臺間隙較小，故在缺口處將定型模板整體推入至支撐牛腿下方，并進行標高復測及調整，定型模板拼縫處粘貼密封條，防止漏漿(見圖2)。

操作架立桿間距≤1.5m×1.2m(縱向×橫向)，步距≤1.80m，連墻件利用墻體鋼杯孔按照2步3跨設置，架體外側搭設剪刀撐，剪刀撐寬度不應小于4跨，且應≥6m。

3.3 施工精度控制

定型模板及三角架均采用車間預制，現場安裝時利用全站儀精確復測模板體系，組織聯合驗收，確保爬錐安裝位置準確，固定可靠，使牛腿施工精度滿足要求。按照以負誤差控制并設置通長槽鋼的方式固定牛腿頂面預埋件，防止在混凝土澆筑過程中使預埋件上浮。牛腿預埋件安裝采用分塊分段的方式，利用扎絲、加設措施鋼筋等固定，防止發生偏位。

4 實施效果

燃料廠房橋式起重機牛腿施工時，對安裝物項進行重點分析，采用大跨度空間定位控制技術、預埋件防偏位控制技術、分層澆筑技術及軌道預埋件一次安裝定位技術等，保證混凝土澆筑成型質量滿足安裝需求，同時有效規避上下區域交叉問題，從而達到精細化施工管理要求。克服施工區域狹小、牛腿鋼筋密集且與水池碰撞等困難，使牛腿結構施工質量及工程進度處于受控狀態，牛腿定位及預埋件安裝精度均滿足設計要求。

5 結語

本文對PTR水池大廳結構混凝土分層澆筑、上下層牛腿施工技術等進行研究，通過預制定型模板及三角架、全站儀精確復測、組織聯合驗收等，確保爬錐安裝位置準確，使牛腿施工精度滿足要求。采用分塊分段的方式安裝牛腿預埋件，并利用扎絲、加設措施鋼筋等固定，防止發生偏位，達到良好施工效果。