核電站核島地下排水系統(tǒng)承插式連接加強(qiáng)型預(yù)制檢查井施工技術(shù)研究與應(yīng)用

文／張希旭 中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司 四川綿陽 621000

引言：

某核電廠核島主廠房區(qū)域地下排水系統(tǒng)共有20 余個深度約為18m 的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的小直徑檢查井。按照常規(guī)的施工工法，采取現(xiàn)場開挖，墊層施工后進(jìn)行分層現(xiàn)澆鋼筋混凝土檢查井，存在施工空間受限，全周期處于安全高風(fēng)險作業(yè)狀態(tài)，施工進(jìn)度不能滿足現(xiàn)場管理需求。經(jīng)結(jié)合現(xiàn)場工程需求和檢查井結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，確定一種承插式連接加強(qiáng)型預(yù)制檢查井施工技術(shù)，除第一節(jié)為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)外，其余采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)預(yù)制和現(xiàn)場拼裝，設(shè)置連接加強(qiáng)層替代焊接埋件加固等方式，解決了傳統(tǒng)工藝所需在現(xiàn)澆井筒內(nèi)施工腳手架和模板拆除難度大的問題，規(guī)避了高深受限空間作業(yè)的風(fēng)險，達(dá)到了安全生產(chǎn)，質(zhì)量和工期更優(yōu)，節(jié)能環(huán)保顯著的目的。

1、施工難點(diǎn)分析

檢查井為小直徑圓形薄壁結(jié)構(gòu)、鋼筋密集，設(shè)計深度達(dá)18m，采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式施工，施工空間受限安全隱患大、工期較長且模板拆除難，影響回填施工進(jìn)度，但是采用預(yù)制施工，每個檢查明井共11 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)井筒，每節(jié)高度為1.5m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間采用企口和加強(qiáng)層方式連接，其加強(qiáng)層區(qū)域的井筒底部由于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)異型，且混凝土澆筑量小。容易出現(xiàn)表觀蜂窩麻面等相關(guān)質(zhì)量通病現(xiàn)象，另外井筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接時容易受重力影響，連接層的砂漿容易外溢導(dǎo)致砂漿層厚度和飽滿度不滿足質(zhì)量要求。

2、關(guān)鍵工藝研究與過程控制

2.1 關(guān)鍵工藝研究

檢查井為下人深井，采用后臺預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)節(jié)井筒施工的方式與現(xiàn)場施工同步進(jìn)行，后臺預(yù)制井筒時采用一套獨(dú)特的可周轉(zhuǎn)使用的模板系統(tǒng)，井筒設(shè)置上下企口，澆筑完成模板拆除后安裝爬梯，具備吊裝條件后利用設(shè)置的企口進(jìn)行現(xiàn)場吊裝連接，再設(shè)置連接加強(qiáng)層以保證井筒連接的穩(wěn)固性。經(jīng)研究分析工藝流程為預(yù)制井筒模板制作→井筒預(yù)制施工→預(yù)制井筒吊裝→預(yù)制井筒加強(qiáng)層施工。

2.2 關(guān)鍵工藝過程控制

2.2.1 預(yù)制井筒模板制作控制

檢查井為圓形薄壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)測設(shè)計有垂直上人的爬梯，模板制作工藝較復(fù)雜。首先對預(yù)制檢查的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，基于混凝土澆筑過程中施工爬梯對混凝土的質(zhì)量和功效產(chǎn)生一定的不利影響，則將爬梯變更為后制，后制的方式選用鉆孔植筋處理的方式。針對井筒本身的制作僅僅需要對模板構(gòu)件進(jìn)行分解，整個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的筒模板可分為上企口模、下企口模、內(nèi)模、外模。

（1）上企口模、下企口模的制作

企口分上下型，即安裝時可承插，根據(jù)企口形狀和尺寸要求將木模板加工為窄條形狀便于塑成圓筒形，因企口側(cè)面為斜面，所以窄條模板兩端寬度略有不同。采用切割機(jī)具切割出弧形木模板用作背肋，各條形木模板沿背肋拼裝為筒體狀，上下兩塊背肋間用木方進(jìn)行支撐固定，內(nèi)、外側(cè)所需襯板采用三合板封閉，為便于企口模板的拆卸，宜將企口模板加工為兩半，模板支設(shè)時進(jìn)行拼裝，即完成了上企口模板的加工，如下圖1（左）企口模板制作示意圖，下企口模的制作方法同上企口模類似，但是要結(jié)合結(jié)構(gòu)特征稍微修改，如圖1（右）示意圖所示。

圖1 企口模板制作示意圖

（2）井筒內(nèi)模制作

將木模板加工為窄條形狀，再采用切割機(jī)具切割出弧形木模板用作背肋，各條形木模板用鐵釘釘于背肋上拼裝為筒體狀，上下兩塊背肋間用木方進(jìn)行支撐固定。條狀模板與背肋拼裝完成后在外側(cè)用膠帶包裹一層聚苯乙烯板，聚苯乙烯板外包白鐵皮，白鐵皮采用鐵釘與塑料膠帶進(jìn)行固定，整體加工為一個圓筒。

圖2 井筒內(nèi)模制作示意圖

①鋼筋吊環(huán) ②白鐵皮 ③聚苯乙烯板 ④木模板 ⑤木方

（3）井筒外模制作

井筒外模加工基本做法與內(nèi)模一致，不同點(diǎn)在于外模加工為兩個半圓，待支設(shè)時進(jìn)行拼裝，不采用聚苯乙烯板和白鐵皮，而采用三合板內(nèi)襯于窄條模板上。

圖3 井筒外模制作示意圖

①白鐵皮 ②木方 ③木模板

2.2.2 預(yù)制井筒鋼筋綁扎、模板支設(shè)、混凝土澆筑

預(yù)制井筒施工前選擇場地平整地面并鋪設(shè)好塑料薄膜進(jìn)行隔離，根據(jù)設(shè)計尺寸要求進(jìn)行放線,確定好井筒內(nèi)徑、外徑的位置，按照該放線位置支設(shè)下企口模板及內(nèi)模，并預(yù)先將模板涂覆脫模劑，開始綁扎井筒鋼筋，完成后采用砂漿墊塊將鋼筋保護(hù)層調(diào)好，再支設(shè)井筒外模，外模為兩半圓拼裝，模板要保證表面光滑、平整，無明顯表面缺陷，模板的拼縫要嚴(yán)密，避免漏漿。模板加固主要采用井字現(xiàn)場現(xiàn)成的腳手架在井筒外圍加固，腳手架內(nèi)側(cè)立桿緊貼井筒外模背肋進(jìn)行固定，另加圓鋼對外模進(jìn)行捆綁加固。

上企口模板待混凝土澆筑至外模頂面時進(jìn)行安裝加固，再澆筑上企口混凝土，混凝土澆筑過程中注意振搗密實(shí)，模板穩(wěn)固不位移，確?；炷翝仓|(zhì)量，拆模后表觀質(zhì)量良好。

2.2.3 預(yù)制井筒模板拆除

井筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)混凝土澆筑完成后養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度達(dá)30%即可以拆模，拆除時應(yīng)能保證混凝土其表面和棱角不受損傷，將上企口模板及外模加固進(jìn)行拆除后再拆除外模。

拆除內(nèi)模是預(yù)制井筒模板拆除的難點(diǎn)，將預(yù)備好的稀釋劑澆至內(nèi)模的聚苯乙烯板上，待聚苯乙烯板完全溶化后采用吊車吊住預(yù)設(shè)鋼筋吊環(huán)將內(nèi)模拔出，之后將白鐵皮拆除。

2.2.4 預(yù)制井爬梯安裝

預(yù)制檢查井筒模板拆除完成后即可以開始安裝爬梯，爬梯為成品塑鋼爬梯，采用水鉆在井筒壁上已定位的爬梯位置進(jìn)行鉆孔，后實(shí)施植筋工藝安裝爬梯，塑鋼爬梯構(gòu)建穿出已鉆好的孔徑并外露，外露部分應(yīng)保證≥150mm，井筒外側(cè)露出的爬梯鋼筋應(yīng)焊接一段水平鋼筋進(jìn)行加固，并采用涂刷防銹漆和涂抹水泥砂漿包裹保護(hù)，包裹范圍內(nèi)井壁須進(jìn)行鑿毛和濕潤處理，確保混凝土的有效結(jié)合。為更好的使爬梯垂直度滿足要求，宜在鉆孔前將檢查井整體進(jìn)行爬梯定位，對檢查井每節(jié)預(yù)制井筒從下到上進(jìn)行編號，做好標(biāo)記后依次在每節(jié)預(yù)制井筒外側(cè)將每個爬梯位置進(jìn)行返放線。用墨線分別定好爬梯孔、爬梯位置及相應(yīng)爬梯中軸線，根據(jù)放線位置進(jìn)行鉆孔，孔洞直徑比塑鋼爬梯鋼筋直徑稍大2mm ～5mm。

2.2.5 預(yù)制井筒吊裝

預(yù)制檢查井在養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到75%時即可進(jìn)行吊裝，現(xiàn)場使用塔吊或汽車吊在起吊能力范圍內(nèi)站位進(jìn)行吊裝。每節(jié)井筒吊裝根據(jù)安裝爬梯時的編號從下到上依次進(jìn)行，采用鋼筋設(shè)置兩個吊環(huán)于井筒上部。待井筒吊裝就位后，將吊環(huán)從混凝土表面切割。

圖4 成品塑鋼爬梯示意圖

圖5 爬梯安裝示意圖

圖6 爬梯做法大樣圖

由于井筒內(nèi)有爬梯，為了保證爬梯上下的貫穿性，在吊裝之前，需將每個預(yù)制井的爬梯中心對位。在預(yù)制井筒準(zhǔn)備起吊時，在下節(jié)井筒上企口表面抹刷好連接層砂漿。在預(yù)制檢查井運(yùn)送至準(zhǔn)備起吊位置后，將鋼絲繩連同掛鉤掛到預(yù)制井的吊環(huán)上，在每個吊環(huán)上各拴好拉繩。等鉤掛好、人員離開預(yù)制件后，指揮人員指揮塔吊慢慢起鉤，待鋼絲繩快要拉緊時，塔吊停止起鉤，指揮人員在此確認(rèn)拉鉤位置、檢查卡環(huán)與鋼絲繩、卡環(huán)與預(yù)制件吊環(huán)連接是否正常，得到確認(rèn)后再指揮塔吊慢慢起鉤，預(yù)制件完全離開地面后，指揮人員指揮塔吊將預(yù)制井筒運(yùn)至相應(yīng)位置；待預(yù)制井筒到達(dá)相應(yīng)井身的位置，為更準(zhǔn)確的就位，由工人在兩邊拉著拉繩以調(diào)整井筒初步就位，必須使井筒外壁上彈出的兩條墨線分別與下部井筒的兩條線對齊，然后現(xiàn)場采用線墜進(jìn)行垂直度控制，用水平尺控制上部井筒就位時的水平度，現(xiàn)場吊裝就位時借助起吊設(shè)備進(jìn)行井筒垂直度及水平度的調(diào)節(jié)，待準(zhǔn)確就位后，方可取出掛鉤。

2.2.6 預(yù)制井筒加強(qiáng)層施工

預(yù)制井筒加強(qiáng)層作用是保證井筒間連接可靠牢固，用來抵抗回填材料的不均勻沉降或地震等災(zāi)害產(chǎn)生的動荷載。

預(yù)制井筒加強(qiáng)層施工時，首先將對應(yīng)的預(yù)制井筒上下節(jié)預(yù)埋鋼筋剃鑿出來，再將環(huán)向水平筋及箍筋綁扎好，對鑿毛面清理充分濕潤后澆筑混凝土，做法詳見示意圖：

圖7 井筒連接加強(qiáng)層做法效果圖

①井筒連接加強(qiáng)層鋼筋 ②砂漿連接層 ③預(yù)制井筒 ④加強(qiáng)層混凝土

圖8 預(yù)制檢查井筒連接剖面圖

①井筒連接加強(qiáng)層預(yù)埋鋼筋 ②加強(qiáng)層混凝土 ③預(yù)制井筒 ④砂漿連接層 ⑤加強(qiáng)層箍筋 ⑥加強(qiáng)層水平筋 ⑦預(yù)制井筒鋼筋

3、施工過程中重點(diǎn)關(guān)注項(xiàng)

由于檢查井井筒為圓形薄壁結(jié)構(gòu)，鋼筋密集間距過小，位于加強(qiáng)層區(qū)域的預(yù)制井筒底部位置拆模后易出現(xiàn)一些蜂窩麻面情況。為不影響檢查井結(jié)構(gòu)質(zhì)量，施工過程中將混凝土變更為同強(qiáng)度細(xì)石混凝土，該問題得到解決，確保了混凝土的澆筑質(zhì)量。

井筒吊裝時受井筒重力影響，連接層砂漿易外溢，為解決該問題，在井筒施工過程中采用砂漿內(nèi)加入10mm左右粒徑碎石，順利解決了該問題。

井筒預(yù)制和施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制承插口的尺寸偏差，以滿足現(xiàn)場安裝要求，冬期施工時注意薄壁混凝土和承插現(xiàn)澆層混凝土的澆筑溫度和養(yǎng)護(hù)溫度。吊裝過程中嚴(yán)格控制深井的垂直度，吊裝2 層可行井筒周邊的回填施工工作，可有效避免腳手架等受限高空作業(yè)的風(fēng)險，質(zhì)量安全受控。

結(jié)語：

核島工程地下水排水系統(tǒng)承插式連接加強(qiáng)型預(yù)制檢查井施工技術(shù)是一項(xiàng)打破現(xiàn)澆混凝土形式的新工藝，已成功應(yīng)用在某核電站示范工程，該施工技術(shù)從預(yù)制到吊裝完成后，經(jīng)檢測混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊及同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度均滿足設(shè)計要求，井筒連接良好，回填后均未出現(xiàn)異常狀況，施工過程中為發(fā)生安全質(zhì)量事件，極大程度優(yōu)化了工期，對節(jié)能環(huán)保施工發(fā)揮了積極的作用。