某公司鈷60車間防輻射大體積混凝土結構施工質量安全監督要點

許智洪

廈門市翔安區建設工程質量安全監督站（361000）

某公司鈷60車間防輻射大體積混凝土結構施工質量安全監督要點

許智洪

廈門市翔安區建設工程質量安全監督站（361000）

介紹輻照車間防輻射大體積混凝土施工中的質量安全監督要點，包括施工準備、模板工程、鋼筋工程、預埋件留設及混凝土澆筑的質量安全監督控制，同時還介紹防止混凝土產生裂縫及大體積混凝土溫度控制、養護的監控要點。

鈷60車間；防輻射；大體積混凝土；質量安全監督要點

鈷60(60Co)γ輻照裝置是輻照加工技術和射線科研應用的主要工具之一。輻照技術被廣泛應用在醫療、食品、藥品的輻射滅菌等行業。由于發射的γ射線是由波長很短、能量很高的光子組成，穿透力極強，能對人體產生極大傷害，因而在使用輻照技術時，一定要保證運行人員和周圍環境的安全。本工程鈷60輻照車間的輻照室是一座大型γ輻照裝置，輻照室的源井部位實質是一座小型核反應堆。這里結合具體工程，闡述施工過程中對防輻射大體積混凝土結構的質量安全監督要點。

1 工程特點與施工難點

1）輻照室周邊的防輻射墻斷面尺寸大，墻截面達2.2m，墻高5.5m，輻照室頂板厚2.0m，輻照室頂板及迷道墻內配有5層雙向鋼筋網片。

2）頂板及墻體體積大，水化熱高，內外溫差控制、養護保溫措施要求高，容易出現溫度裂縫，但該部位為γ射線室，不允許出現裂縫。

3）墻、頂板厚度大，如何確保不脹模，且混凝土一次澆筑成功,模板支撐結構如何保證質量及安全。

4）本工程的預埋件達一百多個,要求位置準確,不允許后置，不允許事后破壞混凝土。

5）穿過屏蔽結構的預留預埋的孔道、管線一律采取“迷路”方式，并在澆筑混凝土前完成。

2 大體積混凝土施工準備的監督控制

1）審核施工、監理單位提交的施工組織設計和專項方案，重點檢查鈷60輻照車間大體積混凝土工程施工專項方案、論證方案及混凝土材料供應、人員、設備組織方案，混凝土澆搗方案，大體積混凝土測溫及混凝土養護等方面的專項技術方案措施。重點控制：一是詳細審核其方案對大體積混凝土澆筑質量的技術保證和施工工藝是否科學、合理安排，編制、審批程序是否規范。二是檢查了解監理、施工單位對大體積混凝土施工安排落實狀況。

2）要求監理、施工項目部必須考察、審核商品混凝土供應商資質及供應量情況，聯系一家備用應急的混凝土供應商，要求其所供應的商品混凝土組成的所有材料，如石子、中砂、水泥、減水劑和粉煤灰等，品牌和質量要求技術參數必須完全一致。

3）要求建設單位組織設計、監理、施工單位針對大體積混凝土降低水化熱、控制防止出現質量缺陷等技術措施進行專題討論。

4）根據本工程的特點組織建設、監理、施工單位進行大體積混凝土澆筑質量安全監控要點的監督交底，明確大體積混凝土澆筑的監督重點，并明確各責任主體的職責。

3 大體積混凝土模板工程質量安全監督要點

防輻射混凝土的密度、厚度皆比普通混凝土大,模板支撐體系必須具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，以承受新澆筑混凝土的自重、側壓力及在施工過程中的施工荷載。

1）為保證模板安裝具有足夠強度、剛度及穩定性,必須按照施工規范和模板專項方案的有關規定要求搭設模板支撐體系。本工程模板支撐體系材料選用七夾板、100mm×100mm方木和Φ48mm鋼管（壁厚3.1mm）。

2）為了保證模板支撐體系的安全性，模板支撐立桿要求端部采用可調U型頂托，不允許采用綁扎搭接接長，以保證立桿的豎直、軸心受力。

3）為了確保結構截面尺寸和構件尺寸的準確，模板安裝時要求采用軸線和邊線兩項控制,校核墻、柱、梁的位置。為了保證墻的幾何尺寸，除配有不小于Φ16mm對拉螺栓加固外，墻體模板應采用鋼管斜撐加強固定。墻體模板充分利用周圍的混凝土柱固定，同時要求在墻模兩側標高1 500mm、3 000mm、4 500mm處加3道鋼管斜撐，每組間距1 000mm。斜撐地面固定點要求采用Φ48鋼管打入地面不小于1500mm深，斜撐用扣件整體連接固定。

4）柱、墻、梁、模板支撐及螺栓加固系統的材料規格、間距等應按照模板專項方案要求。對于墻體模板,豎楞間距不大于@300mm,橫楞不大于@500mm。對于頂板的底模，木楞間距@250mm，牽杠采用160mm×63mm槽鋼，間距@500mm；立桿間距為500mm×500mm，水平拉桿步距為@1 000mm，排架上部均采用可調U型頂托；每兩步設一道水平剪刀撐，每6～8跨設縱橫向剪刀撐。

5）為防止輻射泄漏，設計要求模板對拉螺栓不得直通。對拉螺栓施工過程中要求在螺栓上焊3片止水片,止水片一般取100mm×100mm×5mm的鋼片，并在端部套橡膠塞，墻體側模拆除后，再把橡膠塞起出來，將外露的螺栓焊燒掉，然后用聚合物砂漿或細石混凝土，把橡膠塞所形成的凹陷部分墻體修補平整。

6）在澆筑混凝土之前進行驗收,主要包括：標高、尺寸、垂直度是否滿足要求，支撐系統是否滿足強度、剛度、穩定性要求，預埋件、預留孔洞位置、尺寸是否正確，需組織各責任單位驗收合格后方能進行下一道工序施工。

4 鋼筋工程質量監督要點

鋼筋進場時，應按現行國家標準GB 1499《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》、GB 1304《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》等規范的規定抽取試件作力學性能檢驗，合格方可使用。

1）縱橫向鋼筋的交叉點應用扎絲滿扎扎牢。

2）為保證上層鋼筋的標高和位置準確無誤，應設立鋼筋支架支撐上層鋼筋。鋼筋支架由粗鋼筋或型鋼制作，每隔一定距離(一般2m左右)設置一個，相互間有一定的拉結，保持穩定。

3）為使鋼筋網片的鋼筋網格方整劃一、間距正確，在進行鋼筋綁扎或焊接時，應采用卡尺限位，卡尺長4～5m，根據鋼筋間距設有缺口，綁扎時在長鋼筋的兩端用卡尺缺口卡住鋼筋，待綁扎后拿去卡尺，既滿足鋼筋間距的質量要求，又能加快綁扎速度。

4）在澆筑混凝土之前，應進行鋼筋隱蔽工程驗收，合格后方可澆筑。

5 預埋件及預留孔洞施工質量監督要點

1）輻照室的許多預留孔洞、預埋件都是經過精心設計，充分考慮到放射線防護問題，因此其位置必須精確。輻照室墻體很厚，考慮到今后不能對成品混凝土敲打破壞以達到防輻射要求，必須做好穿墻洞口的留設。穿墻預埋管采取沿墻厚縱、橫兩方向傾斜45度設置且室內一側避開主射線照射區域，預埋管與墻內鋼筋焊牢以保證混凝土傾落和澆筑時不產生移位。通風道的穿墻地溝，配出地溝形狀模板，就位支設牢固，內外兩側與墻體模板緊固到位。

2）預埋件固定主要采用附設錨腳綁扎固定的方法。墻體豎向構件用鋼絲將預埋件錨腳與鋼筋架綁扎在一起，為了防止預埋件位移，錨腳應盡量長一些;頂板橫向構件采用將預埋錨腳做成八字形，與板鋼筋焊接，用改變錨腳的角度來調整預埋件的標高。

3）預埋件、預留孔和預留洞采取編號方式，對號入座，以保證防輻射混凝土中所有固定在模板上的預埋件、預留孔和預留洞沒有遺漏，且應安裝牢固，其偏差應符合規范要求。安裝、施工過程中不得觸動預埋件、預埋管，防止其產生移位。

6 大體積防輻射混凝土裂縫控制措施

1）本工程結構截面尺寸大，一次性澆筑量大，必須設法降低水化熱，減小內外溫差，以防止出現溫度裂縫。為滿足防輻射要求，混凝土還必須具有良好的均勻性。因此，能否防止裂縫的產生和保證混凝土密度的均勻是機房墻體、頂板混凝土施工成敗的關鍵。

2）大體積混凝土出現裂縫的原因：①水泥水化熱的影響；②構件內外約束條件的影響；③外界氣溫變化的影響、內外溫差的影響；④混凝土本身塑性收縮變形的影響;⑤混凝土的體積變形的影響；⑥坍落度大小及配合比，骨料粒徑大小。

3）混凝土的抗裂措施：①從材料上，采取用低水化熱水泥、摻混合料、加緩凝引氣型混凝土外加劑、減少混凝土中的水泥用量等措施,減少水化熱、降低混凝土的溫度。通過采用三摻技術，減少水泥用量，降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時間。②控制混凝土的入模溫度，使其入模溫度在25℃以內。本工程采取在夜間施工，并在混凝土中加入適量冰塊的措施，控制混凝土的入模溫度。③加強對施工縫清理，澆筑前涂刷液體界面劑，均可減小摩阻系數Cx值；頂板底模、墻體模板滾涂二遍脫模劑，其接觸面接近自由滑動面，有利于溫度變形的自由釋放。④保證模內通風，加速模內熱量散發。⑤根據大體積混凝土形狀，在易發生裂縫部位增配構造鋼筋，承受收縮拉應力。⑥采取適當的覆蓋養護措施，防止內外溫差過大，從而造成溫差或收縮裂縫。

7 大體積混凝土澆筑監督要點

7.1 必須保證一次性連續澆筑

由于輻照室混凝土體積大，一次性澆搗混凝土數量大，輻照室剪力墻（-0.80m～+4.70m）一次性澆搗量達1 030m3，頂板（標高4.70～6.70m）一次性澆搗混凝土達892m3,為了混凝土澆搗順利進行,要求采取有效的措施：

1）要求采用泵送商品混凝土，并需將混凝土澆搗量提前報送混凝土供應商，以便讓混凝土供應商準備好充足的材料、運輸車輛及混凝土泵車。

2）選定廠址距離施工現場較近的混凝土供應商,最終確定的混凝土供應商攪拌站距現場只有4 000m路程。

3）混凝土澆搗前1 d必須對所使用的機械進行全面的試運轉，確保不會因施工機械原因而使混凝土澆搗中斷。

4）混凝土澆搗前2 d必須確定澆搗施工人員，人數應充足，應配備三個班組，進行24 h三班輪流作業，并對作業人員進行認真詳細的技術交底。

5）要求確保連續供電，現場需配備足夠的發電機組及燃油，以防停電，可臨時發電；同時掌握氣候情況，大體積混凝土澆搗應選在連續天氣可行的時期進行。

6）為保證混凝土結構的整體性，混凝土應當連續澆筑，要求在下層混凝土初凝前就被上層混凝土覆蓋并搗實。本工程采用全斷面分層澆筑的方案進行，在整個澆筑面內分層澆筑，要做到第一層澆筑完成后，第二層開始澆筑時，第一層混凝土尚未凝固，如此逐層進行，直至澆筑完畢，每層厚度控制在20～30 cm。

7）大體積混凝土（尤其采用泵送混凝土工藝），在其表面水泥漿較厚不僅會引起混凝土的表面收縮開裂，而且會影響混凝土的表面強度。因此，在混凝土澆筑結束后要認真進行表面處理。處理的基本方法是在混凝土澆筑的8～10 h，先初步按設計標高用長刮尺刮平，在初凝前（因混凝土內摻入POINT-400緩凝高效減水劑,初凝時間延長到8～10 h），用鐵滾筒碾壓數遍，再用木楔打磨壓實，以閉合收縮裂縫，經12～14 h后，覆蓋二層麻袋，充分澆水濕潤養護。

7.2 施工縫設置監督要點

考慮大體積混凝土的防輻射性能要求，其安全問題是第一位，所以要求對混凝土澆搗的施工縫留置進行科學合理的設置。

1）施工縫留設位置

在本工程輻照結構施工中，要求留設兩道施工縫,一道是在墻體與底板交接處,即輻照室底部-0.80m、地下排風道洞-1.0m處，另一道設在墻體與頂板交接處，即+4.8m處。施工縫的斷面形式為平凹縫，凹縫尺寸為50×100mm。為了更好地防止施工縫滲透，要求在施工縫處增加兩道鋼板止水帶，位置在距墻內、外側250mm處，止水鋼板采用厚4mm寬400mm的折形鋼板，防止射線泄漏。

2）施工縫的處理

①下一次澆筑混凝土時，要求先澆筑混凝土的強度不低于1.2mPa；②清除老混凝土表面松動的混凝土和薄膜;③用水濕潤老混凝土但不留積水；④要求在新老混凝土結合處澆筑一層厚5～10 cm與混凝土同強度等級的砂漿。

8 混凝土測溫和養護監督要點

8.1 溫度控制

1）大體積混凝土澆筑后，必須進行溫度監測，主要任務是檢測混凝土表面溫度與結構中心溫度，以便采取相應措施，保證混凝土的施工質量。因常規測溫方法需留設測溫孔,這種方法測試精度不高，而且是防輻射混凝土所不允許的，因此必須用電子測溫儀測溫。測溫探頭在混凝土澆筑前埋入測溫位置，既能保證施工質量，同時還能測量混凝土入模溫度。

2）測溫點布置要求：①垂直方向，在距混凝土表面100mm及混凝土的中間部位布置3個測溫點；②水平方向，分別在距邊緣1m和中間部位布置,可以布置3～5排;③本工程測溫工具選用便攜式建筑電子測溫儀（JDC-2型）；④測溫傳感器及傳感導線應固定在鋼筋馬凳上，并應形成迷路，以防射線泄露。

3）測溫時間。在混凝土澆筑完畢12 h開始，前5 d每隔2 h測一次,以后可延長到4 h測一次，10 d后可延長到6 h測一次，測量14 d。測量中應及時繪制混凝土內部溫度變化曲線，從而根據溫差變化采取有效的控溫措施。當混凝土表面溫度與大氣溫度接近，大氣溫度與混凝土中心溫度的溫差不大于25℃時，可以解除保溫，停止測溫工作。

8.2 混凝土養護

混凝土采取長時間養護。頂板采用二層塑料薄膜加三層麻袋覆蓋保溫養護14 d，頂板底部用噴管對模板澆水濕潤，墻表面外掛2層麻袋，連續澆水保持麻袋濕潤14 d。墻表面因輻照室內密不透風，混凝土水化熱形成的熱量足以形成保溫效果，故在14 d內內墻及頂板底部模板不應拆除，頂板底部及內墻壁用固定噴管對模板澆水濕潤。應經常灑水濕潤并將迷道的門洞封堵，以防散熱過快，保證輻照室內混凝土養護溫度不小于10℃，相對濕度大于90%。在混凝土養護過程中，不得采用強制、不均勻的降溫措施，否則易使混凝土產生裂縫。當混凝土內、外溫度差超過25℃時，應緊急采取措施控制溫差。主要應急措施有增加麻袋覆蓋層數、用碘鎢燈照射，及用溫水養護等。

9 結語

由于對其質量安全進行嚴格監督控制，該公司廠房鈷60輻照車間的防輻射大體積混凝土未發現裂紋、斷層現象，通過放射防護部門的檢測，達到了防輻射屏蔽的要求。

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