核電廠機械孔洞封堵技術(shù)探討

葉輝，郭曉娜

（中國核電工程有限公司,海口570100）

1 概述

核電廠核島各廠房土建工程施工過程中根據(jù)設(shè)計要求，在各廠房的混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)留大量孔洞，以確保機械設(shè)備安裝時各種管道通過；按孔洞內(nèi)安裝物項可分為機械孔洞和電氣孔洞，按照功能可分為氣密、水密、防火和生物屏蔽封堵。機械管道孔洞又分為通風(fēng)管道孔洞、工藝管道孔洞、儀表管道孔洞和混合孔洞，核島0+1+2+9機組機械孔洞大約10897個。其中通風(fēng)管道孔洞的各類型封堵結(jié)構(gòu)和工藝管道孔洞、儀表管道孔洞、混合孔洞的二次縮孔均采用混凝土+鋼筋或采用素混凝土，屬于土建單位施工范圍；工藝和儀表管道孔洞的氣密、水密、耐壓和防火型封堵結(jié)構(gòu)采用硅酮泡沫+防火密封膠，工藝和儀表管道孔洞的生物屏蔽型封堵結(jié)構(gòu)采用硅酮高密度彈性體。

2 封堵施工方法和檢查

核島廠房機械孔洞封堵材料使用的是FS-L防火硅酮泡沫、FS-H高密度防火硅酮橡膠、FS-E彈性防火密封膠和SGC-1硅布等材料，具體的施工方法如下：

2.1 FS-L防火硅酮泡沫和FS-H高密度防火硅酮橡膠結(jié)構(gòu)封堵系統(tǒng)安裝方法

施工先決條件檢查,確定需要封堵的工藝和儀表管道孔洞的位置、洞號、尺寸和內(nèi)部物項的結(jié)構(gòu)；計算封堵所需材料的用量；確定相關(guān)的施工措施(如腳手架搭設(shè)等)和安全措施的到位。

2.1.1 清理及物項保護

先用棉紗清理孔洞套管環(huán)形空間內(nèi)的浮塵、水、浮銹和雜物等，或用吸塵器清理干凈，以保證封堵材料與孔洞外露面很好的粘結(jié)；對孔洞周圍必要的保護面或設(shè)備進行防護遮蓋，避免受液體封堵材料的污染。

2.1.2 模板安裝

厚度≥200mm的孔洞根據(jù)孔洞形狀切割模板，塞入環(huán)形空間內(nèi)（厚度為200mm的孔洞都在外部進行支模）。

對于穿墻體，先將切割好的模板從孔洞一側(cè)塞入并固定好，塞實后用鋼卷尺測量塞入的深度，保證塞入深度為200mm，模板之間及模板與管道、套管的縫隙用FS-E彈性防火密封膠密封。采用模板并輔助壓敏膠帶，將孔洞外側(cè)擋板做好，并在上方留出封堵材料注入孔。

對于穿樓板，先將切割好的模板從孔洞上部塞入并固定好，塞實后用鋼卷尺測量塞入的深度，保證塞入深度為200mm，模板之間及模板與管道、套管的縫隙用FS-E彈性防火密封膠密封。

2.1.3 厚度＜200mm的孔洞

先在墻體的一側(cè)或樓板的上部用膨脹螺栓固定角鋼制成的框架，保證角鐵框架封堵厚和墻 體（或樓板）厚度之和為200mm。

穿墻孔洞直接在兩側(cè)支模，一邊模板留一封堵材料注入孔。穿樓板孔洞直接在樓板底部支模，采用膠合板或泡沫板并輔助壓敏膠帶。安裝模板時，任何模板和管道貫穿物之間的空間或縫隙必須密封，模板安裝必須牢固，模板安裝后孔洞內(nèi)剩余部分深度不小于200mm。

2.2 灌注FS-L防火硅酮泡沫

防火硅酮泡沫采用兩組份桶裝形式供應(yīng)，分別為A和B液體，打開包裝桶，分別采用兩個攪拌器對兩組份進行單獨均勻攪拌，時間5～10min，防止材料在容器內(nèi)分層或有沉淀現(xiàn)象。A和B兩組份應(yīng)按照重量1：1的比例混合，允許誤差10%。

手動雙組份專用槍使用說明：將A、B組分進料管放入已經(jīng)單獨均勻攪拌的A、B組分材料中；然后用手推動手柄，向孔洞內(nèi)灌注。如果施工過程中有2min以上的停止時間間隙，應(yīng)立即更換混合注射槍嘴，更換的槍嘴清理干凈后，可以繼續(xù)使用。

雙組份專用泵使用說明：將A、B組分進料管放入已經(jīng)單獨均勻攪拌的A、B組分材料中。打開氣閥并保證雙組份專用泵的氣壓在1～4MPa范圍內(nèi)。打開回流開關(guān)，將進料管內(nèi)的氣體排出（氣缸來回運作4～5次即可）。雙組份專用槍頭上安裝靜態(tài)混合管后便可以使用。

2.3 灌注FS-H高密度防火硅酮橡膠

做好高密度防火硅酮橡膠的識別、混合和灌注，硅酮材料采用兩組份裝形式供應(yīng)。移除A、B組份的蓋子，將A組份中的液體袋和粉料袋分別取出，將液體袋中的液體倒入桶中，然后加入粉料攪拌均勻（攪拌時間5～10min，為了充分?jǐn)嚢杈鶆颍哿峡煞执渭尤霐嚢瑁?，得到混合好的A組份。同樣的方法得到混合好的B組份。

在模板拆除后需要目視檢查貫穿物的兩邊密封材料是否填充完整及緊密，如果發(fā)現(xiàn)縫隙，必須用新混合的密封材料再次灌注，保證封堵結(jié)構(gòu)的完整性和水密、氣密及防火要求?？p隙之所以用新混合的密封材料進行再次灌注，是因為高密度防火硅酮橡膠為高分子聚合物，其使用時可在較短的時間內(nèi)完成聚合反應(yīng)。由于聚合反應(yīng)較快，聚合物表面有微量的未參與反應(yīng)的基團，如：-OH（羥基）。當(dāng)重新澆注封堵材料時，澆注材料中存在同樣的基團，與原有封堵材料的基團擁有相同的極性，因而兩次澆注的材料會有較好的相容性和粘結(jié)性。同時，新澆注的材料與原有材料表面的未能參與反應(yīng)的基團進一步反應(yīng)，形成一個整體，進一步促進了兩次澆注材料的相容性和粘結(jié)性[2]。

2.4 涂抹飾面材料

使用彈性防火密封膠對修平好的防火硅酮泡沫外端面飾面，以形成可清潔或可去污的外表面。彈性防火密封膠的涂裝應(yīng)在灌注硅酮泡沫24h后進行，用抹子粘肥皂水或洗潔精水將彈性防火密封膠刮平整，厚度為2～5mm。

3 管道表面絕熱材料的安裝

3.1 僅對非保溫機械管道穿孔的防火封堵進行包裹絕熱材料

先將玻璃棉用鍍鋅鐵絲固定在管道表面，保證玻璃棉密實包裹管道，孔洞兩側(cè)管道表面捆綁的玻璃棉長度各為400～450mm，厚度 40～45mm。

在管道上固定好的玻璃棉表面包裹一層SGC-1硅布，硅布用FS-E彈性防火密封膠粘接，粘接應(yīng)嚴(yán)密無縫隙，玻璃棉不得直接裸露在空氣中，以保證整個封堵結(jié)構(gòu)表面的去污功能。

3.2 施工中和施工后的檢查

施工時應(yīng)對每道工序的施工結(jié)果進行檢查，合格后進行下道工序的施工：對于硅酮泡沫，主要檢查施工完成后是否存在撕裂、裂紋、孔洞等現(xiàn)象；對于防輻射生物屏蔽型封堵，應(yīng)注意檢查涂硅膠纖維布的粘貼是否嚴(yán)密，如果對防輻射生物防護的效果存在疑問，可用γ源進行檢驗，封堵處的放射性強度不得超過相鄰混凝土墻處放射性強度的1.4倍。

3.3 施工問題的處理和預(yù)防

孔洞封堵施工完畢后，往往拆完模板后表面都出現(xiàn)了不平整，且已是目前施工中的質(zhì)量通病，故造成表面的不美觀和表面達不到可去污性（特別是FS-H高密度防火硅酮橡膠）；因此為了滿足FS-H高密度防火硅酮橡膠封堵完且拆完模板后表面的平整度，可使用FS-E彈性防火密封膠進行受損局部或整面修補。修補后的表面需平整光滑達到可去污性效果；同時也可以使用SGC-1硅布進行飾面處理，并用FS-E彈性防火密封膠進行粘接，飾面后的表面硅布粘接需嚴(yán)密無縫隙[1]。

所謂的預(yù)防就是FS-H高密度防火硅酮橡膠在進行施工時，支模前需檢查模板的平整度，支模中檢查、每塊模板間的間隙及整個封堵面支模的平整度，做到支模后的內(nèi)部表面平整嚴(yán)密。灌注結(jié)束后必須等FS-H高密度防火硅酮橡膠完全固化后才能進行模板拆除，模板拆除時需小心謹(jǐn)慎，避免用力過猛破壞表面，避免用尖銳物體戳拆除模板后的封堵面。

4 結(jié)語

核電站核島廠房機械類孔洞封堵工程采用上述施工技術(shù)管理經(jīng)驗，經(jīng)施工過程驗證及竣工驗收顯示，各項驗收指標(biāo)均符合相關(guān)要求，該技術(shù)的成熟應(yīng)用給后續(xù)核電項目同類施工專項提供了寶貴的經(jīng)驗，目前，其他核電項目核電站機械類孔洞封堵均采用了此封堵施工技術(shù)，經(jīng)濟、進度、質(zhì)量等效果顯著。