核電站超大環形IRWST水池內環天花后貼法施工技術*

栗建博，劉 軍，李 斌，康 軍，史宏汝

(中國建筑第二工程局有限公司，北京 100160)

1 工程概況

華龍一號三代核電安全殼內換料水貯存箱(IRWST水池)圍繞堆腔建造，結構呈不規則扇形，水池劃分為外環池和內環池部分，通過3個通道連成整體，均由底板、墻體和天花部分組成。IRWST水池內環池天花分布在反應堆廠房直徑15.59m圓環中的134°～360°～43°范圍內，按照覆面板底標高分為-2.600m區、-0.300m區、0.600m區。覆面總面積為571m2，對接焊縫長794m。天花主要構件包括覆面板、折彎件、預埋板、套管、U型鋼錨固組件、罩殼。IRWST內環天花上預埋件數量眾多、穿樓板套管密集、罩殼尺寸大、標高分區多，覆面板僅4mm厚、空間可變形自由度大，同時板存在大量對接焊縫，不銹鋼焊接對環境要求非常嚴格。不銹鋼水池內環天花如圖1所示。

圖1 不銹鋼水池內環天花俯視效果

項目針對IRWST內環天花，提出以下施工方案。

1)先貼法安裝方案 即先將天花整體預制成型，再在現場吊裝就位。焊縫基本在車間預制，焊接環境較好，且在核電項目中應用先貼法技術較成熟；但該項目內環池天花分區多，且各分區不在同一水平面上，導致預制難度大，存在大量模塊間的現場拼接焊縫，天花成型平整度較難控制。

2)后貼法安裝方案 將U型鋼錨固組件預埋固定后再安裝覆面板，可減少覆面板空間可變形自由度，解決不銹鋼薄板焊接變形大、焊縫成型質量低等難題，保證天花埋件、套管、罩殼、覆面板安裝定位精度。水池內部僅焊接天花覆面板，不影響樓板上部土建結構施工，可有效縮短施工場地占用周期，但天花后貼法安裝在以往核電項目中無參考案例。

通過對比兩方案，結合現場施工情況，選取后貼法安裝方案(見圖2)。

圖2 后貼法示意

2 技術要點

1)根據內環天花分區要求，在預制車間優先預制U型鋼錨固組件、預埋件、套管等，即原材下料、零件加工、部件加工，焊接過程中做好防變形、焊縫充氬保護等措施，同時劃分預制車間區域，實現工廠流水化作業。

2)完成現場模板搭設后，利用塔式起重機吊裝U型鋼錨固組件、預埋件、套管，通過控制U型鋼錨固組件安裝半徑與角度、埋件及套管中心定位、支撐架搭設高度，滿足設計圖紙要求。驗收合格后移交施工平面，進行土建結構施工，做好成品保護及尺寸檢測等工作。

3)在內環天花土建施工至混凝土養護完成階段，同時在不銹鋼車間預制內環天花覆面、罩殼，即土建結構與車間預制雙線施工。拆模后修復處理混凝土表面，涂刷防塵漆，并拋光U型鋼表面。采用除濕機空調等設備調整焊接作業環境，采用噴霧方式降塵。

3 后貼法工藝流程

3.1 施工流程

后貼法施工流程如圖3所示。

圖3 后貼法施工流程

3.2 流水化作業

根據鋼板規格、U型鋼尺寸、工藝流程、不銹鋼生產車間情況、設備與起重運輸能力及施工進度要求等布置流水化作業區域，如圖4所示。

圖4 流水化作業區域

4 施工方法

4.1 車間預制

4.1.1平臺、措施工裝設計及制作

由于U型鋼組件焊接時易變形，需專門設計帶弧度的組裝平臺，通過平臺背部臨時夾持工裝對不銹鋼進行剛性固定，加以千斤頂頂壓，校正U型鋼焊接產生的變形，保證U型鋼組件成形質量。

4.1.2零部件預制

IRWST水池內環天花主要構件包括覆面板、彎板、預埋板、罩殼、錨固組件。

1)U型鋼背肋網片焊接 U型鋼表面需緊貼覆面板，其平整度直接影響覆面板平整度，錨固組件焊接時需重點控制與覆面板接觸面的平整度。

2)覆面板下料 覆面板車間下料通常采用激光切割機切割，短件和薄件也可采用剪板機下料，需保證坡口角度及直線度，減小組對間隙偏差。

3)罩殼加工 將罩殼在車間焊成整體，與覆面板進行現場焊接，應重點控制罩殼角鋼框上表面的平面度。

4)彎板加工 直邊彎板按照加工圖下料后折彎?；∶鎻澃逑铝蠒r在寬度方向上預留≥20mm余量，先折彎成直角，再進行弧度加工，需嚴格控制折彎角度，折彎后進行切割。長度方向上沿覆面板每邊的總余量≥30mm，在現場拼裝時進行切割。

5)預埋板加工 預埋板下料后，與覆面板的對接位置坡口采用機械加工。預埋板于車間加工后，在現場焊為一體。

4.2 后貼法安裝

4.2.1支撐體系搭設

1)根據進度計劃，合理安排腳手架搭設，盡量避免因用于鋼筋施工的腳手架無法用于鋼覆面板安裝而重復搭拆。

2)根據覆面板形狀搭設腳手架，腳手架設上、下爬梯，便于施工人員操作。模板鋪設后抄平模板整體，確保符合天花板位置和平整度公差要求。

3)采用新模板，光滑的一面朝上。

4.2.2一次預埋構件安裝

1)先測量放線，定出套管、U型鋼骨架、埋件安裝位置，并放出安裝控制線，與U型鋼位置錯開適當距離，避免U型鋼就位后蓋住控制線，無法進行精調及復驗。

2)根據放線情況，在支撐架模板上切割套管安裝孔及預埋件就位槽。

3)采取措施加固一次預埋構件。將U型鋼焊接成整體。預埋件安裝后與周圍U型鋼連接固定，鋼筋綁扎后復核埋件位置，并與鋼筋連接加固。套管安裝后，在模板下部沿套管1周進行加固，在套管上部增加不銹鋼型鋼，一端焊接在套管外壁上，另一端與鋼筋或U型鋼連接。通過以上加固措施，將一次預埋件的水平位置公差控制在±10mm內。

4.2.3成品保護

當在水池內環天花預埋構件時，應控制構件安裝精度、注意成品保護。通過控制支撐架沉降，澆筑前加固一次預埋構件，以保證安裝位置，成品保護措施如下：①鋼筋施工過程中，禁止碰撞不銹鋼構件，以免構件偏位；②禁止鋼筋直接接觸不銹鋼，可采用不銹鋼墊板隔開鋼筋；③混凝土澆筑前，為防止進漿，可在套管上部增加蓋子進行密封；④對預埋件、套管管板、U型鋼下表面澆筑混凝土前進行貼膜保護。在預埋件、套管管板與鋼覆板面對接位置設置墊板，貼膜必須到位，以免混凝土漿流入墊板縫隙。

4.2.4混凝土面修整

當混凝土澆筑完、模板拆除后，應復驗水池內環天花緊貼的混凝土面標高及位置，修整混凝土面標高有超差的地方，對混凝土面進行修磨或抹灰，打磨拋光因混凝土澆筑導致表面污染的一次預埋構件，如U形槽鋼、套管、預埋板等。

因-0.300，0.600m處的天花混凝土面與池底間距過大，需搭設移動平臺腳手架。修整混凝土面后，在其表面涂刷防塵漆，避免混凝土面集結灰塵影響覆面板清潔度及焊接質量。

4.2.5倒運工裝布置

為方便水池內環天花不銹鋼覆面板倒運，將內環池-2.600m處的天花B，C區設置為二次澆筑區，并在0.600m天花處設置單軌吊，將單軌吊和天花預埋板固接在一起。

根據07SG359—5《懸掛運輸設備軌道圖集》，單軌吊為平行于斜梁且在斜梁下的軌道，采用Q235B的I20a，與天花預埋板連接的不銹鋼板為10mm 厚的022Cr19Ni10，選用M16受拉螺栓，現場固定單軌吊所用埋件位置如圖5所示。單軌吊兩側需設置車擋，如圖6所示。

圖5 單軌吊布置

圖6 車擋形式及尺寸

4.2.6支撐架搭設

完成池壁池底龍骨安裝及二次抹灰后，在池底鋪設硬木板進行防護，然后搭設支撐架，以便安裝天花覆面板。

水池內環池底標高為-5.240m，天花標高分別為-2.600，-0.300，0.600m，除-2.600m處天花可不搭設支撐架外，其余部分由于天花與池底高差過大，均需搭設支撐架。

1)-2.600m處天花無須搭設支撐架，焊接時焊工可站在臨時腳手架上。

2)-0.300，0.600m處天花由于距池底過遠，需根據施工進度合理搭設支撐架，支撐架應有上下爬梯，便于施工人員上下。支撐架應在距天花板垂直距離約1.9m處搭設操作平臺，方便施工人員進行材料轉運及覆面板焊接。-0.300m處天花D區操作平臺邊緣需設置承重腳手架，便于材料轉運。

4.2.7覆面板定位放線

將一次預埋構件打磨拋光后，放出覆面板安裝線，作為覆面板就位基準線?，F場應根據實際需求，放出安裝控制線，用于檢查焊接后尺寸位置。

4.2.8覆面板余量切割

1)在現場實測實量所有天花覆面板四邊長度、對角線長度及一次預埋構件(預埋板、套管管板)在天花覆面板上的相對位置后，車間應根據該尺寸下料，內池內環天花共8個區，-2.600m處A區天花面積最大，為防止累積偏差，由中間向兩側第4列長邊預留≥10mm的余量，進行現場切割(見圖7)。其余7個區域面積較小，綜合考慮，不留余量邊。

圖7 -2.600m A區天花覆面板

2)覆面板下料后，在車間按照圖紙規定布置覆面板四邊塞焊圓孔，并在現場對一次預埋構件(預埋板、套管管板)及有余量邊的位置進行鉆機開孔，塞焊圓孔布置如圖8所示。

圖8 塞焊圓孔布置示意

3)覆面板上的預埋板、套管管板等位置需在現場開洞或開槽口，切割要求如下：①根據一次預埋構件與覆面板相對位置，劃出切割線；②由經驗豐富的鉚工使用砂輪切割機沿切割線切割，監火人員注意切割情況；③同一人員切割一段時間后，更換人員繼續切割，防止因疲憊導致切割錯誤；④進行切割或其他打磨作業時，應用木方墊起覆面板，使用防火布、擋火板做好隔擋，防止飛濺。

4.2.9覆面板定位

水池內環天花覆面板單塊最大尺寸為5 000mm×1 250mm×4mm，重約200kg，人工將覆面板倒運至安裝位置的腳手架上，利用頂升裝置頂升覆面板就位，貼合混凝土樓板面后，使標高、平整度滿足設計要求。

內環天花覆面板共約150塊，因此部分覆面板采用液壓頂升裝置進行輔助就位，現場應根據實際情況，合理選用人工或液壓頂升方式進行覆面板就位。液壓頂升就位如圖9所示。

圖9 液壓頂升就位示意

液壓頂升就位后，將覆面板放置在平臺上，通過頂升緩緩撐起覆面板，直至與混凝土面貼合，調整液壓頂升位置使覆面板精確就位。使用腳手架管加頂托形式頂緊覆面板，頂托與覆面板間應用木方隔開。

4.2.10覆面板組對、焊接、加固

將每塊覆面板四邊設置φ12的圓孔，用于加固覆面板。覆面板就位精調后，進行點焊固定，覆面板焊接接縫后，進行圓孔填充、蓋面。

為保證覆面板焊接質量，現場采用分段退焊的方法，將整條焊縫按照≤500mm間距進行分段。焊接時應嚴格控制焊接環境，按焊接工藝規定的參數施焊，環境溫度≥-10℃，焊件溫度≥5℃，現場相對濕度<90%，風速≤2m/s?，F場施工時，應防止空氣對流影響電弧穩定。

作業區域應設置溫濕度表，每天至少記錄2次溫濕度情況，一旦發現溫濕度超標，應立即停止焊接作業，并使用除濕機或其他工具控制濕度。每天進入作業區域后，安排專人檢查作業區域，觀察是否存在墻面滲水情況，一旦發現問題，及時處理，以免影響焊接作業。

水池內環為受限空間，焊接時應注意空氣流通及施工人員身體狀況，一旦發現不適癥狀，及時撤出。

4.2.11整體尺寸檢查及成品保護

覆面板焊接完成后進行無損檢測，合格后驗收水池內環天花整體尺寸，IRWST水池內環天花覆面板的安裝公差為-5～20mm，覆面板平整度公差為20mm/m。尺寸驗收合格后，對覆面板進行成品保護。

5 結語

華龍一號三代核電IRWST水池內環天花采用后貼法施工技術，在不影響天花使用功能的前提下，先安裝天花鋼覆面板，再進行U型鋼錨固組件，然后安裝覆面板，減少覆面板空間可變形自由度，有效解決不銹鋼薄板焊接變形大、焊縫成型質量低等難題，并保證天花埋件、套管、罩殼、覆面板的安裝定位精度。同時水池內部僅天花覆面板存在焊接工作，不影響樓板上部土建結構施工，可有效縮短施工場地占用周期。