醫院直加機房防輻射大體積混凝土施工技術

丁華營，陳昆鵬，龍 洪，黎爵湃

(1. 中國建筑技術中心，北京 101300； 2. 中建三局集團有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

隨著核醫學大型設備及技術的不斷發展，對醫院直加機房大體積混凝土提出防輻射要求。采用傳統施工技術時，常因原材料、鋼筋工程、模板支撐體系質量控制存在問題，造成混凝土開裂、鋼筋變形、保護層厚度不足、模板支撐體系坍塌等。為此，研發新型大體積混凝土澆筑工藝、鋼筋綁扎工藝、模板支撐體系、防開裂施工工藝等，以提高施工效率與質量，縮短施工工期，節約施工成本。混凝土澆筑新工藝克服了高溫開裂、鋼筋保護層厚度不足、混凝土自重和側向壓力導致模板體系受力不足等問題，同時避免了因混凝土澆筑質量差引起的施工裂縫，從而使設備運行產生的放射性射線不對人體造成傷害。

1 工程概況

深圳市龍華新區綜合醫院直加機房設置在地下3層，含2個直線加速器室、1個后裝治療機室與1個伽瑪刀室。直線加速器可利用其產生的高能X射線和電子束殺死腫瘤細胞，達到治療腫瘤的目的。本工程直線加速器室長43.75m，寬11m，高5.8m，墻、板均采用大體積混凝土，墻厚1.0，1.1，1.8，2.4，3.0m，頂板厚1，1.8，3m，均為超厚構件。混凝土抗壓強度等級為C30，抗滲強度等級為P10。直加機房施工重難點為保證大體積混凝土工程質量，達到防輻射要求。

2 關鍵施工技術

2.1 鋼筋工程

1)布置整層鋼筋網片

為保證大體積混凝土不開裂，在混凝土內部按150mm間距沿水平、垂直方向布置整層φ12鋼筋網片，因立筋排數較多且間距較小，按單方向整排綁扎鋼筋。為保證墻體鋼筋定位準確且保護層厚度滿足要求，設置梯子筋，如圖1所示。梯子筋采用鋼筋焊接，縱向間距1 000mm。

圖1 梯子筋示意

2)特殊管線洞口配筋優化

需注意特殊管線洞口鋼筋綁扎質量，穿直線加速器室孔洞形成的路徑均須設置成曲形，為保證大體積混凝土澆筑質量，需專門設計鋼筋及穿洞套管。套管需與鋼筋焊接固定，避免移位，在套管鋼板底部設置支撐。距電纜溝底面10cm處的套管內部設置直徑≥10mm鋼筋，鋼筋兩端水平焊接在兩側套管內壁，作為固定點。

2.2 模板支撐體系

本工程大體積混凝土自重、側向壓力、鋼筋荷載大，且為不規則結構，造成模板支設困難，常規模板支撐體系難以滿足受力要求，須采用新型模板支撐體系，以保證結構安全。

墻體模板采用1 830mm×915mm×18mm(長×寬×厚)木模板，墻體豎向次楞采用100mm×100mm木方，間距200mm；水平主楞采用50mm×50mm×3mm(長×寬×厚)雙鋼方通，間距450mm；外墻設置φ18三段式高強止水螺栓，間距450mm，如圖2所示。

圖2 墻體模板體系示意

在現澆板厚度范圍內，將φ18螺栓與現澆板鋼筋焊接，以固定直線加速器室墻體模板，焊接應牢固，滿足規范要求，如圖3所示。

圖3 現澆板與墻體交接處模板安裝示意

墻體根部提前預留鋼筋，模板支設時鋼筋需穿過模板，起固定模板、防止模板上浮作用，如圖4所示。

圖4 防止模板上浮措施

直線加速器室內部滿堂架上、中、下方均采用頂托與墻體側模頂緊，對于外墻外側與基坑相鄰部位，采用鋼方通與基坑邊或地下室外墻反頂，鋼方通縱橫向間距均為1 000mm。在靠近東側及北側外墻底板上預埋φ28鋼筋，支設墻體模板時，采用[8焊接三角形支架，對外側模板進行加固。

墻體陽角處模板采用預留對拉螺栓進行加固，對拉螺栓兩端均與雙鋼方通連接，如圖5所示。

圖5 陽角處模板加固示意

2.3 大體積混凝土防開裂工藝

2.3.1原材料要求

1)應選用水化熱低的普通硅酸鹽水泥，不摻加早強劑，減少水泥用量，原則上水泥用量≤220kg/m3，3d水化熱宜≤250kJ/kg，7d水化熱宜≤280kJ/kg。

2)建議采用C30及以下強度等級混凝土。

3)細骨料宜采用中砂，細度模數宜>2.3，含泥量應≤3%。應選用非堿活性粗骨料，粒徑宜為5.0～31.5mm，級配應連續，含泥量應≤1%。

4)確定混凝土配合比時，需綜合考慮溫度控制、減少收縮、提高抗拉強度、滿足泵送要求等因素，應摻加粉煤灰及減水劑，同時嚴格控制原材料質量，采用一級粉煤灰，以達到控制混凝土收縮裂縫的目的。

5)根據工程特點，采用60d設計強度。

2.3.2混凝土加冰預冷

混凝土入模溫度控制為5～26℃，否則應采取有效措施。根據氣象資料, 深圳市5—9月白天最高氣溫為33～36℃,正值施工期,為避免高溫對防輻射混凝土澆筑質量和工期產生影響，對直線加速器室混凝土進行加冰預冷處理,確保混凝土強度滿足設計要求。混凝土拌合前采用加冰、加冷水等方式分別對骨料、水泥進行預冷。

2.3.3澆筑與振搗

由于直線加速器室墻體較高，采用串筒澆筑混凝土，串筒間距約為3m，需埋入下層混凝土20cm左右。墻體混凝土分層澆筑，每層澆筑高度控制在50cm左右。為不使上下層產生施工冷縫，需在下層混凝土初凝前澆筑上層混凝土，并采取二次振搗法，振搗上層混凝土時振搗棒應插入下層混凝土5cm左右。振搗棒與模板距離不大于其作用半徑的0.5倍，且應避免碰撞鋼筋、模板、預埋件等。

混凝土下料點應分散布置，連續澆筑混凝土。每層接茬處混凝土需加強振搗，以保證接茬嚴密，及時清理落地混凝土。

2.3.4墻體施工縫留設

為保證混凝土澆筑質量，分3次澆筑直線加速器室混凝土，第1次澆筑底板及導墻混凝土，第2次澆筑墻體和部分頂板混凝土；第3次澆筑其余部分頂板混凝土。底板混凝土澆筑時，導墻施工縫留設在底板以上300mm，澆筑墻體混凝土前鑿除導墻上部浮漿。墻體頂部不預留施工縫，澆筑頂板混凝土前將該處凸出部位鑿除。為避免射線穿透墻體，施工縫留設成Z字形，在外墻底部水平施工縫位置處設置止水鋼板，施工縫新舊混凝土交界面應鑿毛，頂板施工縫無須鑿毛，頂板混凝土第1次澆筑完成后直接撒細石。頂板混凝土采用分層澆筑，分層厚度為500mm。

2.3.5養護

混凝土養護過程中實行信息化管理，根據室外溫度及時調整養護溫度，防止溫差過大產生裂縫。墻體表面混凝土帶模養護，并噴霧保濕，養護時間≥28d。頂板混凝土采用薄膜、毛氈覆蓋，并噴霧保濕，養護時間≥28d。底板混凝土采用蓄水養護，養護時間≥14d。為避免直加機房內部溫度過高，混凝土澆筑完成后在架體內設置噴淋管，噴淋降溫。

養護時應注意減少水分蒸發，覆蓋薄膜、毛氈時不要暴露混凝土表面，薄膜內有凝結水為佳，密切注意天氣情況，遇5級以上大風天氣時，使用重物壓住塑料布，防止混凝土表面水分散失。待混凝土養護時間達到要求，且混凝土內部與表面、混凝土表面與大氣溫度差均<25℃后，方可撤除覆蓋材料。

噴霧養護時需注意噴霧量，避免頂板及側墻出現大面積水，以保持混凝土表面潮濕為宜。

3 結語

對深圳市龍華新區綜合醫院直加機房防輻射大體積混凝土施工技術進行研究，采用梯子筋定位、特殊管線洞口配筋優化等技術，增強了鋼筋支架整體穩定性。通過對側墻、頂板支撐系統，墻體陽角模板加固技術進行創新，增加模板支撐體系整體穩定性。通過控制混凝土配合比、采取加冰預冷降溫工藝、留設Z字形施工縫、分層串筒澆筑混凝土、控制養護溫度等措施，提高混凝土施工質量，解決混凝土開裂問題。