γ辐照车间大体积混凝土防护结构的施工实践

 
时间日期:2007-2-14        已被阅读次:[2299]
 
佛山市新一建筑集团有限企业 梁丽敏
  
[提 要] 通过工程实例先容了γ辐照车间大体积混凝土防护结构的施工技术要点。
[关键词] 辐照、大体积混凝土、防护、裂缝。

  一、引言
  γ辐照加工是一种高效的高技术加工手段。它在农业、工业、医疗卫生等领域得到越来
越广泛的应用;已在辐射化工、辐照消毒、辐照食品三方面实现了高速产业化。其原理是利
用放射性同位素钴60放射出的γ射线来实现产品的辐照加工与处理。为防范辐射对环境与人
体的不良影响,采用厚混凝土墙对γ辐照装置作屏蔽防护,是一种经济可行、安全有效的方
法,但混凝土防护结构较复杂,防护墙内有大量的镶入预埋件,混凝土防裂要求严格,施工
难度大,必须采取有效措施确保工程质量。
  二、工程概述
  某企业厂房,建筑面积为4391平方米,利用同位素钴-60放射出的γ射线来实现产品的
辐照加工与处理。辐照厂房包括辐照室(含贮源井)、辅助用房、操作大厅等。辅助用房和
操作大厅采用轻钢排架结构。辐照室因防护需要采用现浇厚板、厚墙结构,辐照室的厚板、
厚墙采用C20混凝土,其容重须≥23kN/m3。因为有防辐照的要求,厚墙采用迷宫的形式。
  贮源井用于放置同位素钴-60放射源,产品经迷道送入辐照室进行γ射线的辐照加工与
处理,再由迷道送回操作大厅进行进一步加工。贮源井外采用沉井法施工,贮源井内壁内侧
覆盖不锈钢覆面,贮源井内充纯净水,同位素钴-60放射源浸泡于纯净水中,使用时吊起对
产品进行辐照。。辐照室厚墙平面布置以及贮源井相对位置见图1:
   三、施工工艺措施
  1、辐照室的施工工艺流程
  辐照室结构的施工流程为:
  桩基础施工→沉井施工→贮源井内壁结构施工,钢覆面施工→贮源井保护→辐照室承台
施工→辐照室壁板钢筋绑扎,预埋件安装→辐照室壁板模板安装→壁板混凝土施工→辐照室
顶板顶架搭设→厚板钢筋绑扎,预埋件安装→厚板混凝土施工。
  厚壁根据设计图纸要求与《γ辐照装置设计建造和使用规范》(GB17568-1998)的要
求留设施工缝。
  2、大体积混凝土配合比的要求
  由于辐照室混凝土厚墙和厚板有防护的要求,因此必须严格控制混凝土的施工质量,降
低大体积混凝土的水化热,确保大体积混凝土无裂缝出现。混凝土配合比要求为:
  (1)水泥:采用水化热比较低的水泥,标号为42.5号。在保证混凝土强度与密度的前
提下尽量降低水泥用量以降低水化热。
  (2)粗骨料:采用碎石,粒径5-31.5mm,连续级配,含泥量不大于1%。选用粒径较
大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水
泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
  (3)细骨料:采用中砂,平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于1%,选用平均粒径较大
的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水
泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。
  (4)粉煤灰:为改善混凝土的和易性便于泵送,掺加水泥用量15%的粉煤灰。
  (5)混凝土掺入抗渗微膨胀型外加剂。
  (6)底板大体积在保证混凝土等级的前提下,使用适当的缓凝减水剂,减少水泥用量
,降低水灰比,减少水化热。
  (7)采取以下措施降低混凝土入槽温度:
  进入搅拌机前砂与石子淋水降温。
  尽量选择气温较低的天气进行大体积混凝土施工。
  采用地下水池的水作为混凝土搅拌用水,降低混凝土出槽温度。
  水泥出厂后至少放置7天以上,进搅拌站后转罐,降低水泥温度。
  (8)泵送混凝土坍落度控制在13±2cm内。混凝土初凝时间不得大于5小时。
  3、模板安装工艺
  (1)厚壁模板安装:模板在钢筋绑扎完成并初步验收后方进行安装。模板对拉螺栓采
用12螺纹钢制作。厚壁安装高度达到了6.60m,为保证模板的垂直度,采用拉顶结合的方法
稳定模板。模板外侧在地面上打入木桩,间距约1m,采用Φ48钢管作斜撑,用Φ8钢筋拉结
钢管横檩条。内侧由于墙体之间距离较短,用Φ48钢管对撑固定。其中辐照室板之间距离较
大,则利用顶板的模板顶架进行对撑。
  由于厚壁厚度最厚达到了2.30m,同时,壁板长度较长,因此在转角处壁板模板无法实
现用对拉螺栓对拉固定。采取外部支顶的方案难以保证混凝土不胀模。因此,利用厚壁中间
的钢筋作为对拉螺栓钢筋。螺栓对称焊接在钢筋上。
(2)厚板采用扣件式钢管脚手架搭设,钢管纵横向间距一般为0.70m。纵横向拉杆的
步距一般为1.4m。
  (3)为防止施工过程中贮源井覆面不锈钢板被损坏,贮源井模板不拆除,底部灌200厚
砂铺模板和枕木后再架设顶架。
  4、大体积混凝土的施工要求
  (1)施工前派专人校对各专业图纸,提出预留孔洞、套管以及预埋构件的施工要求。
预留孔洞及构件安装后需反复校核,施工单位、甲方、设计、监理和各专业安装队伍的负责
人验收并签证确认后方可进行混凝土捣制。由于工程预埋件数量多,工艺要求复杂,因此必
须十分重视,确保万无一失。
  (2)厚壁采用两台混凝土车泵浇筑。严格控制混凝土的浇筑速度。混凝土对称分层浇
筑,分层厚度最大不大于0.70m,第二层按第一层的反方向进行施工,如此类推。浇筑速度
局部壁板最大不得超过1m/小时。整体平均不得大于0.5m/小时。施工时应特别注意面积较小
壁板的混凝土施工速度,不得过快,杜绝胀模事故的发生。混凝土浇筑顺序如图5所示。
  (3)混凝土养护与保温措施:混凝土浇筑12小时以内进行覆盖养护。按照大体积混凝
土的施工经验,混凝土内部最高温升出现在混凝土浇捣后的第二天至第三天,为防止混凝土
内外温差超过25℃,壁板与顶板分别采用以下保温养护措施:(a)厚壁:模板不拆除,采
用棉被进行保温保湿覆盖养护。厚壁外侧可再覆盖一层纤维布覆盖。棉被必须保持湿润,不
得对大体积混凝土大量浇冷水。(b)顶板大体积混凝土采用面被覆盖保温保湿养护。先四
周砌120厚砖蓄水,迎水面抹1:2.5水泥砂浆,再覆盖棉被,棉被保持湿润,并不得对大体
积混凝土大量浇冷水。为加强保温作用,面宜再铺一层纤维布或薄膜密封。大体积混凝土温
度监控采用采用混凝土专用测温仪,24小时间歇性监测、记录和分析报警。传感器采用误差
≤±1℃的双金属热电偶。
  四、实施效果
  该工程完成后,大体积混凝土无出现裂缝,其防护效果经过专业检测单位的检验,完全
符合规范的要求,施工效果良好。五、结束语
  γ辐照加工是一种高效的高技术加工手段,但必须严格控制γ辐照装置的放射性对环境
和人的影响。采用混凝土厚板、厚墙防护射线是有效可行的方法。施工单位应在以下几方面
做好技术控制,确保施工质量:
  1、优化大体积混凝土配合比,降低混凝土水化热。
  2、模板与顶架安装必须安全可靠,满足混凝土施工要求。
  3、各种预埋件必须按要求预埋准确。部分预埋件埋设错误是难以进行弥补的。
  4、控制大体积混凝土施工过程,采用分层分段对称施工的方法,加快混凝土热量的散
发,防止胀模事故的发生。
  5、做好混凝土的养护工作。
  参考文献
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  [2]李文平,林伟洪,彭明祥,超长无缝混凝土结构施工技术,陕西混凝土,2002年7月

  [3]王铁梦,工程结构裂缝控制,中国建筑工业出版社,1997年。
  [4]王传祯,唐在民,张赫瑚,任伦,姜世铭,韩全胜,侯福珍,γ辐照装置设计建造
和使用规范(GB17568-1998),中国标准出版社出版,1999年3月。
     
 
 
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