CAP1400核电站通风隧道结构施工技术研究

发表时间:2020/9/9   来源:《中国电业》2020年10期   作者:尹伟喆 吴玉亚 徐支刚 戴文炼 张寒
[导读] 近年来随着国家清洁能源的大力推进,中国第三代核电技术支持的“国和一号”国核压水堆CAP1400示范电站工程已正式启动
        摘要:近年来随着国家清洁能源的大力推进,中国第三代核电技术支持的“国和一号”国核压水堆CAP1400示范电站工程已正式启动,通风隧道是核电站常规岛汽机厂房结构的重要组成部分,其主要作用是为了给相对密闭的地下厂房结构进行内外气体交换。其环抱于地下厂房外侧周围,为现浇混凝土廊道结构,结构顶均在自然地坪2m以下,且隧道距地下室外墙仅400mm,本文通过制定双“L“型施工逻辑,实现了“一架多用”。通过设计和使用型钢悬挑架,实现了厂房回填与通风隧道结构的交叉施工。
        中国电建集团核电工程有限公司研究论证,通过合理制定施工方法及逻辑,实现了厂房与通风隧道结构的快速交叉施工。
        关键词:地下通风隧道、双L型施工工艺、地下廊道交叉施工
1、引言
        地下通风隧道是核电站常规岛主厂房气体交换的重要组成结构,其主要作用是为了给地下厂房这种相对密闭的结构通风换气。其环抱于地下厂房外侧,为现浇混凝土廊道结构。
2、施工方案制定
2.1、现状分析
        地下通风隧道内侧壁距地下室外墙仅400mm,无法满足结构施工搭设脚手架进行模板加固所需的空间要求,现场不具备施工作业条件,无法按照常规施工工艺对该结构进行施工。
2.2、采取措施
        通过与设计院沟通,将地下室外墙与通风隧道外侧壁间的素混凝土改为与通风隧道结构同标号的C35P6混凝土,将间隙与通风隧道同时施工。根据通风隧道所处位置,制定了先底板和外侧壁、后内侧壁和顶板的双“L”型施工逻辑
2.3、施工工艺原理
        由于地下通风隧道紧邻汽机厂房外侧壁,通风隧道内侧壁施工无作业面,通过设计变更将此间隙与通风隧道结构一起浇筑,减少了结构间回填施工工序,又可将厂房外墙作为支撑模板。同时根据通风隧道所处位置,制定了先底板和外侧壁、后内侧壁和顶板的双“L”型施工逻辑,将满堂支撑架既作为顶板支撑架又作为内侧壁传力杆件,将轴向应力传至已浇筑好、强度达到要求的外侧壁上,实现了“一架多用”。
2.4、工艺优点
        与传统廊道施工相比,减少了模板安装、加固工序,提高了施工效率,保证了结构质量。通过设计和使用型钢悬挑架,实现了厂房回填与通风隧道结构的交叉施工,缩短了基坑整体回填的周期。根据其位置特点,利用地下室外墙作为侧模支撑模板,减少了模板安装、加固等工序,提高了施工效率。
        通风隧道结构采用施工准备、悬挑架制作安装、定位放线、底板及外侧壁施工、满堂支撑架搭设、内侧壁及顶板施工、基坑级配碎石回填的施工工艺流程
3、施工具体实施
3.1 、定位放线
        根据厂区控制网及图纸设计使用全站仪在换填混凝土上放出隧道定位轴线,做好标识,并验收合格。垫层施工完后利用经纬仪将控制轴线引投在垫层上,做好标记,用钢尺、墨斗放出底板、侧壁边线等。
3.2、通风隧道底板及外侧壁施工
3.2.1、垫层、底板防水层、细石混凝土施工
        根据施工图纸尺寸和设计要求,混凝土换填可与垫层采用C20素混凝土一起浇筑,周边均宽出底板边缘300mm。浇筑时用铁锹摊铺,厚度略高于垫层上表面,混凝土浇筑时,采用插入式振捣棒振捣,待浇筑至设计标高,且混凝土达到一定强度后,采用平板振捣器抹压、提浆,用木刮杠刮平,表面用木抹子搓平,用压光机压光,并进行保湿保温养护。当混凝土表面强度达到1.2MPa,且基层含水率、大气温度等满足要求时,可安排人员进行防水卷材及C20细石混凝土保护层施工。
3.2.2、底板、集水坑钢筋绑扎、安装
        钢筋绑扎顺序为:底板底层钢筋网绑扎→安装底层保护层垫块→摆放马凳→底板顶层钢筋网绑扎→绑扎拉结筋→侧壁垂直钢筋绑扎→验收
        绑扎前先在垫层上划好底层钢筋位置线,首先按图纸要求放置底板底层横向钢筋,再铺排纵向钢筋,进行钢筋绑扎,放置垫块,间距1000mm,呈梅花状。然后绑扎顶层钢筋网和拉筋。底板双向受力主筋的钢筋网,将全部钢筋交叉点扎牢,以免网片歪曲变形。拉结筋隔2根呈梅花设置。侧壁垂直筋绑扎后画出侧壁水平筋位置,并且水平筋至少绑扎至施工缝位置以上2~3道,以固定上部钢筋。
3.2.3、 通风隧道底板及外侧壁模板安装
        底板、外侧壁有效压头高度按3.2m计算,模板选用δ=18mm覆膜木胶板,模板內楞选用截面宽度50mm×70mm的方木,间距不大于200mm,水平放置,1#主梁采用φ48.3×3.6单钢管,间距不大于250mm,竖向放置,由于受底板卷材等因素影响,侧壁模板支撑体系在底板内采用在混凝土换填处锚入直径不小于16mm的螺纹钢(HRB400),钢筋与每根1#主梁所对应,间距不大于250mm。
        底板以上部分设置2#主梁和对拉螺栓,2#主梁采用φ48.3×3.6的双钢管,不等间距布置,最下方一道距底板顶不大于150mm,往上间距分别不大于400mm、500mm、600mm、600mm,对拉螺栓第一道采用D20高强螺栓,其余均采用M16对拉螺栓,水平间距均不大于600mm,竖向间距随2#主梁布置,对拉螺栓中部设置直径不小于30mm的止水环,螺栓两端带丝扣钢芯胶杯。模板加固示意图如图1、2所示。
                        

          
图2  通风隧道3两阶段施工第一阶段模板加固示意图
        通风隧道底板、内侧壁第一阶段模板加固,模板选用δ=15mm或δ=18mm覆膜木胶板,模板內楞选用截面宽度50mm×70mm的方木,间距不大于200mm,水平放置,1#主梁采用φ48.3×3.6单钢管,间距不大于300mm,竖向放置,2#主梁采用φ48.3×3.6的双钢管,采用φ48.3×3.6 钢管代替对拉螺栓固定模板,钢管间距不大于1200mm。钢管一端与2#主梁扣件连接,一端与外侧壁内膜2#支撑主梁扣件连接。 如图3所示。
                        
图3   通风隧道内侧壁第一阶段模板加固示意图
3.3、通风隧道内侧壁及顶板施工
3.3.1、内侧壁、顶板钢筋绑扎、安装
        钢筋绑扎顺序为:侧壁水平筋绑扎→拉结筋绑扎→顶板底层钢筋绑扎→安装底层保护层垫块→摆放马凳→顶板顶层钢筋绑扎→验收
        首先在侧壁垂直筋上标出水平筋位置线,绑扎时侧壁水平筋在内,垂直筋在外,绑扎侧壁水平筋时按划好的线穿插进行绑扎,同时在侧壁双层钢筋网片间设置拉结筋以固定双层钢筋间距,拉结筋隔2根呈梅花设置。侧壁钢筋绑扎高度到达2m时用脚手管支撑固定,防止侧壁钢筋弯曲变形,最后将垫块按1000mm间距梅花式绑扎在侧壁内、外垂直筋上。
        侧壁钢筋绑扎完成后支设隧道顶板底层模板,然后在底层模板上绑扎顶板钢筋,顶板钢筋绑扎方法同底板钢筋。
3.3.2、内侧壁、顶板模板安装
        1.通风隧道1、通风隧道2、通风隧道3内侧壁第二阶段模板加固,选用δ=15mm或δ=18mm覆膜木胶板,模板內楞选用截面宽度50mm×70mm的方木,间距不大于200mm,水平放置,1#主梁采用φ48.3×3.6单钢管,间距不大于300mm,竖向放置,2#主梁采用φ48.3×3.6的双钢管,为不等间距布置,最下方一道距起始面不大于200mm,往上三道间距不大于500mm,最上方一道不大于400mm,采用φ48.3×3.6钢管代替对拉螺栓固定模板,钢管两端均设可调托撑,一端顶在2#主梁上,钢管一端顶在外侧壁处,顶在侧壁处的可调托撑上需设置矩形木方或钢管,避免水平支撑直接与混凝土面接触,出现质量缺陷,模板加固示意图如图4所示。
                          
图4  通风隧道内侧壁第二阶段模板支撑示意图
        2.通风隧道顶板支撑架采用满堂钢管脚手架,支撑架立杆横向间距不大于1100mm,纵距不大于600mm,通风隧道1、2步距不大于1400mm,通风隧道3及通风竖井步距不大于1200mm。立杆顶部设置可调托撑,可调托撑上撑托φ48.3×3.6双钢管作为支撑主梁,支撑主梁沿隧道横向布置,主梁上方采用φ48.3×3.6钢管作为支撑小梁,间距不大于200mm,纵向布置,选用δ=15mm覆膜木胶板作为支撑面板,面板拼缝处采用50×70mm木方进行固定。与侧壁水平支撑相对应。
3.4、 基坑回填
        通风隧道结构施工的同时进行基坑整体回填,回填至通风隧道结构底部,采用级配碎石进行回填,回填厚度每层不得大于300mm,采用压路机等进行分层压实。
4、效果检查
        4.1以国核压水堆CAP1400示范工程通风隧道结构施工为例,此项研究,提高了地下通风隧道结构施工效率,施工工期缩短50天,利用汽机厂房地下室外墙作为模板,制定了底板和外侧壁、内侧壁和顶板的双“L”型施工逻辑,通过设计和使用型钢悬挑架,实现了厂房回填与通风隧道结构的交叉施工,共节约35.67万元。
        4.2该通风隧道研究技术先进、成熟可靠、科学合理,同类型的地下廊道结构工程施工提供施工依据,具有极高的社会推广价值及广阔的应用前景。
5、结束语
本隧道工程已完工,经实践证明,本次通风隧道施工方案效果较好。本文通过对现场现状分析及所采取的具体措施相结合,非常明显的缩短了施工所用时间,满足了工程的质量、进度要求。
        
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