高放廢液玻璃固化工程熱室殼體施工技術

李宗方

（中國核電工程有限公司，四川 廣元 628003）

熱室是安裝和操作具有高放射性物料設備、管道以及儀表等的屏蔽室，它與周圍的環(huán)境相隔絕。熱室內表面的殼體是防止放射性元素外溢的一道屏障，還有助于進行熱室的清洗去污。熱室殼體是貼附在熱室內表面的設備，與不銹鋼覆面形式上相似，都是由背肋和貼在背肋上的覆面組成，但在功能及技術要求上又有一定的區(qū)別。不銹鋼覆面主要用于設備室內的清洗去污，而熱室殼體一方面用于熱室的清洗去污，另一方面又要保障熱室的密封性防止放射性元素泄露。使用功能的不同，造成了兩者的鋼板與背肋的連接方式不同。鋼覆面一般先進行背肋的拼焊，然后在背肋上表面設置一層3mm 不銹鋼過渡板，最后把鋼板鋪在過渡板上。不銹鋼覆面可以根據現場的實際情況而采用先貼法或者后貼法施工，熱室殼體則是獨立箱室設備，與結構鋼筋間無錨筋連接，背肋與覆面同時進行拼焊，拼焊的覆面經過檢測合格之后，再貼在背肋上，不設過渡板，覆面的焊縫錯開背肋的型鋼。熱室殼體結構示意圖如圖1 所示。

圖1 熱室殼體結構示意圖

1 工程概況

高放廢液玻璃固化工程熱室殼體是該工程主工藝設備的結構箱室，主要包括V2 ～V5 熱室殼體、V7/V8 熱室殼體、V10（分裝分析）熱室殼體，是我國目前為止設計和制造的最大熱室殼體，在國際范圍內也非常少見。

V2 ～V5、V7/V8 熱室殼體墻板及頂板覆面厚度為δ=3mm，材質為06Cr18Ni11Ti；型鋼骨架角鋼∠50×50×6、槽鋼[100×48×5.3，材質均為Q235A。

V10 熱室底板厚度為δ=10mm，材質06Cr18Ni-11Ti；墻板及頂板厚度為δ=3mm，材質06Cr18Ni-11Ti；型 鋼 骨 架 角 鋼∠80×80×8、∠40×40×5、∠50×50×6，材質均為Q235A。

2 熱室殼體的施工流程

熱室殼體的施工方法一般有兩種，一種是在加工車間整體預制拼裝，然后整體運輸吊裝就位。該方法有利于施工質量的控制，但是對于加工預制、運輸道路、吊裝器具的要求較高。另一種方法是在現場進行拼焊組裝。現場拼裝可以加快施工進度，但增大了安全質量控制的難度。根據玻璃固化工程現場場地狹小、項目質量和進度要求以及土建施工的特點，結合施工單位的施工技術水平，現場采取了在預制廠分片預制，現場分段組裝，逐段進行混凝土澆注的施工流程，如圖2 所示。本工程的熱室墻體厚度為1.5m，混凝土澆注體積大，熱室殼體薄（δ=3mm）。墻體施工共分4 次澆筑，墻體每次澆筑高度為2.8m。在墻體鋼筋綁扎過程中，鋼筋外表面距墻邊線的距離為70mm，保證熱室殼體的安裝空間。

圖2 熱室殼體施工流程

3 熱室殼體施工工藝

3.1 放樣下料

熱室殼體覆面使用的3mm 厚不銹鋼板尺寸均為1500mm×6000mm。根據現場施工條件對殼體進行排版，盡可能減少邊角余料和焊縫的長度，并根據工藝要求預留焊接收縮余量及切割加工余量，整個熱室殼體分為若干片，每片進行編號，分別進行預制。按設計圖紙的要求，鋼覆面殼體內部圓角R 均為50。對一般的轉角直接用折邊機折邊即可達到要求，對三面轉角處則采用1/8 球面。

3.2 預制廠預制

為了保證熱室殼體與現場已經安裝的屏蔽窗框、滑動屏蔽門框、預埋件等設備連接處的施工精度，該部位的殼體均在現場進行預制拼裝，其他部分在加工車間進行預制。根據排版圖，對背肋和覆面分別進行下料、拼裝，然后在拼裝完畢的背肋及覆面經檢查驗收合格之后，進行組裝拼焊。在預制廠進行預制充分體現了“模塊化”施工的理念。在覆面板組焊過程中對接焊縫錯邊量不大于壁厚的10%。熱室殼體組裝焊接完成后按照技術文件要求對焊縫進行打磨拋光，并100%進行煤油滲透檢測。殼體覆面表面打磨拋光的要求如表1 所示。

表1 殼體內表面打磨拋光要求

整片殼體的表面平整度為3mm/m2，對不符合要求的部位進行校正。

3.3 現場拼裝

（1）吊裝工具的選用。預制完成的殼體運輸到現場后，使用現場60t 塔吊將預制塊吊裝至安裝位置。在施工準備階段，充分考慮塔吊的極限起吊重量，確定最大的起吊重量為1.25t。根據塔吊的極限起吊重量和熱室殼的施工圖紙，確定每片預制塊的尺寸不大于4000mm×3000mm。（2）坐標位置的控制。一層混凝土板施工完成后，土建單位對熱室進行定位放線，移交安裝單位。在進行場地移交過程中，安裝單位對定位線進行復測。熱室內空間尺寸較小，而且內部的墻體上需要安裝大量的設備及支架，在實際施工過程中要求熱室的尺寸盡可能滿足設計允許正偏差，避免因空間不足而影響后期設備安裝。熱室殼體的底部距離地面400mm，現場制作槽鋼支架用于殼體的安裝支撐和定位。（3）安裝后的調整和接口處理。熱室內部墻體上需要安裝大量的埋件，產生了大量的安裝接口，給現場施工造成了困難。為了解決這一困難，現場采取在殼體整體安裝完成后進行定位放線切割覆面，安裝埋件。現場安裝時進行二次切割，切割邊緣修整好后再點焊、固定并焊接埋件。

3.4 整體組裝

圖3 熱室殼體排版圖

（1）組裝順序。熱室殼體在預制場分片預制完成后，在現場進行組裝，根據排版圖優(yōu)先吊裝ADEH，然后依次進行ABJIGH、BCKJ、CKLFED、JKLI、ILFG，最后組裝拐角處的R 板，如圖3 所示。R 板兩側在預制時留有適當的切割余量，用于補償組裝過程中的累積誤差。為了控制焊縫間隙和錯邊量，組拼時專門制作了部分間隙板進行對中、點焊。（2）技術要求。為了保證熱室殼體的質量和使用要求，制作完畢需進行必要的測量驗收和無損檢測。具體要求如下：①熱室殼體內表面按照表1 的要求進行拋光，與預埋板連接的焊縫應打磨到與母材金屬齊平；不與預埋板連接的焊縫應將焊渣及氧化皮清除干凈。在拋光過程中的最大減薄量要求：放化二級允許為壁厚的10%，放化三級允許為壁厚的15%。②焊縫錯邊量不大于壁厚的10%，并進行100%煤油致密性檢查。③熱室殼體內表面應平整光滑，在測量驗收時其平面度公差應符合下列規(guī)定：與預埋件和其他部件相連接的部分不大于3mm/m2；不與預埋件和其他部件相連接的部分不大于5mm/m2，局部有焊縫處，允許平面度公差增大50%；各相鄰且垂直的兩面的垂直度公差為3mm/m。

3.5 焊接變形控制

熱室殼體施工過程中最重要的是控制覆面板焊接變形，針對如何控制焊接變形量，現場采取了以下措施：

（1）覆面板與背肋組對焊接。覆面板組對完成后，需要與背肋進行焊接連接，焊接時易造成鋼覆面的變形。為了解決這一問題，首先將覆面板與背肋進行點焊，點焊間距為200m，待焊接應力釋放后，再按照施工圖紙要求，每100mm 焊接30mm。（2）覆面板現場對接焊。在現場進行吊裝后，每兩片殼體板之間連接部位的覆面板需要進行對接焊。為了控制焊接過程中的變形，在距離邊緣30mm 處增加一道角鋼，既避免了在覆面板焊縫處于碳鋼背肋之上，又有效控制了焊接過程中的變形。

3.6 成品保護

在每層熱室殼體安裝施工及檢查驗收完畢之后，對內部表面進行酸洗鈍化，貼膜保護。

4 混凝土澆注時熱室殼體變形的控制措施

由于熱室殼體處于模板的內側，因此在澆注時混凝土時應注意以下事項：（1）振搗器應避免碰撞熱室殼體，在振搗過程中振搗器不得在墻體鋼筋外側進行振搗。（2）混凝土在澆注過程中，自由落差嚴格控制在2m 范圍內，避免混凝土中的石子撞擊殼體板。（3）為了防止脹模，在澆注混凝土過程中必須派專職木工看護模板，發(fā)現有異常情況立即處理。

5 結束語

文章通過對高放廢液玻璃固化工程熱室殼體的施工技術進行論述，初步闡述了熱室殼體施工工藝流程以及相應采取的一些控制措施，為今后熱室殼體的施工提供借鑒。熱室殼體施工與土建施工同步交叉進行，基本為露天作業(yè)，熱室殼體在施工過程中的成品保護非常困難，也是非常重要的。