严寒地区核电站土建冬期施工管理浅析

严寒地区核电站土建冬期施工管理浅析

程世杰1汤振阳2

1.辽宁红沿河核电有限公司辽宁大连116000；2.中电投电力工程有限公司上海200233

摘要：红沿河核电站位于我国的寒冷地区，长达近4个月冬期施工是核电站建造过程中不可回避的问题，其质量管控要求又远远高于一般工业建筑。本文介绍了核岛主厂房土建冬期施工在流程控制方面的管理措施及质量管理重点。通过有效的管控，减少了冬期施工对工程建设的影响，保证了核电建设安全和质量。

关键词：严寒；核电站；冬期施工；管理

引言

红沿河核电站地处东北，三面环海，厂址区域1月份平均气温最低温度为-8.6℃，极端最低气温为-28.7℃，该地区冬季时间长，冬期气候寒冷。在每年的11月下旬至次年的三月底日平均气温稳定低于5℃，每年冬期施工持续近120天，红沿河核电站从开工至今，共经历10余次冬期施工。在长达近4个月的冬期施工期，考虑到工程的综合效益，冬施期间均安排有施工活动，包括核岛主厂房的土建施工。

本文根据多年来红沿河核电站核岛主厂房冬期施工的管理情况，对严寒地区核电站土建冬期施工管理进行浅谈分析。

1冬期施工准备工作

1.1技术方案准备

“凡事预则立，不预则废”，核岛土建冬期施工首要就是做好技术准备工作。相关技术准备工作应做好整体策划，在保证安全质量前提下分层次完善技术规划。第一层次是先明确核岛土建整个冬期施工规划，对进度计划中所安排的工作制定施工指导，需充分考虑整个核电建设周期内连续几年涉及到得工作。根据规划方案的项目内容，业主公司及各级承包商本着从严控制、能避开冬季的不进行冬期施工的原则，重点考虑关键路径上对后续工作有严重影响的项目。第二层次是在整体规划的指导下，制定出详细的专项施工方案，如钢结构冬期施工专项方案，混凝土搅拌、运输、浇筑、养护、测温及现场试验等专项方案。该部分方案旨在明确各项控制指标及控制措施。第三层次则是根据现场施工的不同部位，制定出有针对性的现场实际施工方案，其深度需达到量化。

为保证技术准备工作满足现场需要，在核岛土建开工前，需进行充分的冬期施工模拟试验，召开专家评审会进行深入的讨论和与优化。

1.2施工方法准备

核岛冬期施工期间的墙体和楼板结构尺寸相对较大，混凝土浇筑时提高混凝土拌合物的初始温度，加之水泥初期水化时利用水泥的水化热，能够使混凝土在入模后有一定的温度，加上模板外面用保温材料进行保温蓄热，可使混凝土在短期内获得必要的允许受冻临界强度，选择蓄热法施工能够满足要求。但在环境温度极低情况或者是薄墙薄板的施工，现场需要搭设保温棚。核岛主厂房施工严格限制防冻外加剂以保证混凝土性能满足技术规格书要求。

2混凝土施工流程控制

为保证拆模后混凝土质量能够满足技术规格书的严格要求，现场质量控制贯穿施工的每一道工序。

2.1混凝土生产

搅拌站设计规划就考虑冬期施工配置，能够满足在-15℃环境下生产出机温度大于15℃的混凝土，为了满足生产合格混凝土，必须做好冬期施工准备工作：

搅拌楼做全封闭处理；

所有供水、供暖管线、上水管、阀门井、消防栓及室内外需保温的设备用50mm厚玻璃棉毡被做好保温；

运输车罐体保护采用柔性保护套，内外层采用防水篷布，中间套装50mm厚玻璃棉毡被做保温；

冬期施工前做好骨料前期储备，保证储料仓内有足够合格的砂石骨料满足冬期混凝土施工需要。

按照冬期混凝土搅拌合理制定投料顺序，在低温条件下启动热水搅拌，生产满足出机温度15℃以上的混凝土时正常可行的。当用热水搅拌无法满足出机温度时，则启动骨料加热装置。通过优先加热水的方法使混凝土拌合物的温度有效提高，从材料的热学特点来看，水的热容量比砂石大得多，加热水是最经济有效的方法。

混凝土搅拌时期投料顺序为先投入骨料，干拌均匀再投入加热的水，等搅拌一段时间后，水温降至40℃左右时，再投入水泥、掺合料和外加剂，拌合均匀。

2.2混凝土运输

为保证混凝土热量少损失，将锅炉部分热水放入混凝土运输车内，对混凝土运输车进行预热，混凝土运输车将热水排空后等待混凝土运输。

混凝土搅制好后，及时运到浇灌地点，运输速度要快，运输距离要短，倒运次数要少。运输过程中，必须加强现场与搅拌站的联系，缩短混凝土运输车在现场等待的时间，除试验室取样测温和做坍落度外，运输车不得在中途任意停留，运输线路应按指定的路线，并且注意防风保温。如果混凝土从运输到浇筑过程中发生冻结现象时，必须将其报废。

混凝土运输到浇筑现场后应安排专人测量温度，并留意对比混凝土从出机到运输至浇筑现场热量损失值，如损失过大，不能保证入模温度大于10℃，则采取保温加强措施，具体措施是在搅拌罐车运输过程再套装一层玻璃棉毡外套罩。混凝土搅制好后，采用安装保温套的运输罐车，按照方案规定及时运输，减少倒运停留，混凝土从出机到运输至浇筑现场热量损失是可控的。

2.3混凝土浇筑

浇筑前的准备：

浇筑前，每天关注天气预报，随时掌握天气变化和寒潮大风警报，尽量选择气温较高时间段浇筑混凝土（一般选择在上午9:00～下午3:00之间进行混凝土浇筑），避免雨雪和大风天气浇筑混凝土，在寒流来临之前一两天内不浇筑混凝土；

按照模板保温要求，模板支设后在模板外侧做好保温，同时安装好测温探头，准备好用于做同条件养护试块的模具；

准备足够的保温材料，保证混凝土浇筑后及时覆盖、保温；

在混凝土泵送管整个长度范围内采取包裹50mm厚玻璃棉毡套方式保温；

在浇筑泵送口设置防风罩，防止混凝土在泵送口热量大量损失。具体是利用白铁皮弯成拱形罩住泵送口约一半以上，外用50mm厚玻璃棉毡被包裹，再采用防雨塑料帆布包裹；

准备好测温仪，随时检测混凝土的入模温度和混凝土浇筑后的温度检测；

检查水、电、照明设施、施工机具的完整性，以避免在混凝土浇筑过程中出现故障。

混凝土在浇筑过程中，为了尽可能减少混凝土的热量损失，混凝土出机后，尽量在30min内完成每罐混凝土的浇筑，实际操作中基本做到。并且安排专人（技术员）量测入模温度，确保入模温度不低于10℃。在整个浇筑过程中，与搅拌站保持联系，尽可能缩短混凝土罐车发至现场的停留时间或是上罐混凝土浇筑完后现场的等待时间，确保下层新浇混凝土及早被上层混凝土覆盖。

以上措施的实施，有力地保证了混凝土从出机温度到入模温度的温度损失在规定范围之内，保证了入模温度在10℃以上。通过对各施工段记录的入模温度分析，11月中旬后施工的各段墙体平均入模温度在15℃左右，最高的达20.2℃，最低的11.9℃，均高于方案要求的10℃，说明混凝土在运输至浇筑过程中保温效果能满足要求，热量散失较小。

2.4混凝土养护

混凝土浇筑结束后或墙体模板拆除后，立即覆盖塑料薄膜和玻璃棉毡等保温材料进行保温养护，并利用脚手钢管或木方压住（顶住）保温材料，确保保温层紧贴混凝土表面和覆盖密实，防止混凝土热量和水分散失。

对筏基或楼板混凝土的养护以防风保温为主，浇筑完成一次压面后立即覆盖塑料薄膜和保温材料防止混凝土本身的水分蒸发、散失，确保混凝土水化的顺利进行。对筏基的保温养护，大面积部位主要采用塑料薄膜和玻璃棉毡被进行覆盖保温养护，对于竖向插筋区域，采用350×500mm的玻璃棉毡被进行覆盖。对于墙体养护也以防风保温为主，根据混凝土的温度情况和强度发展情况，保温模板尽可能晚拆除（带模养护），在模板拆除后，立即用塑料薄膜+玻璃棉毡被覆盖。墙体除侧面利用保温模板及玻璃棉毡被保温外，顶部主要利用塑料薄膜及保温袋进行覆盖保温。

3冬期施工质量控制重点

3.1方案落实

由于天气因素，该区域冬期大风天气较多，致使施工操作不够便利，对方案完全执行的力度有较大影响。如混凝土浇筑后施工缝的保温，尤其是墙体、板的边缘部位，所实施的保温防护容易受施工条件限制。冬期施工方案的有效落实是现场质量得到保证的基石。各级承包商针对施工中的不利因素提前筹划细节控制，有效保证了整体施工质量。

3.2保温材料选择

冬期施工保温材料的选择非常关键，保温材料不仅要求具有良好的保温性能，还必须具备一定防火、防水性能，方便施工，便于存储，常规养护材料塑料薄膜和麻袋片保温性能根本达不到保温效果，棉被之类不易操作，湿水后重，体积过于厚大，而保温效果好的岩棉材料过重，经过多次调研，最终选择双面覆防水塑料帆布的玻璃棉毡被作为主要保温养护材料，经过冬期施工，证明双面覆防水塑料帆布的玻璃棉毡被能够满足冬期施工要求。规格尺寸需要保证有既适用大面积的，也有能放置在插筋缝隙内的小块体规格尺寸的，在冬期墙体施工多的情况下，必须定购足够适宜填塞模板背肋间距尺寸的玻璃棉毡被条，总之，各种规格尺寸需要综合考虑，满足各种不同对象和部位施工。同时还必须同时配套准备常规麻袋片、塑料薄膜、防雨帆布等。

3.3模板及保温层拆除

冬期混凝土养护原则是保证受冻临界强度不得低于混凝土设计强度标准值的70％。

在冬期模板施工过程中，为了保证混凝土质量，要对以下方面加强控制：

保温模板玻璃棉的厚度应根据实际测温数据来调整。预报有大风及寒潮来袭时，增加保温层厚度；

为了防止雪落及大风影响降低模板温度，在模板外侧铺设一层防雨篷布或油布。

混凝土保温材料的厚度选择和保温养护时间根据不同温度下混凝土强度发展曲线和混凝土的测温情况来确定；

墙体混凝土尽量采用模板保温，并延长拆模时间。拆模时间宜在一天中的气温较高的中午进行，拆模后应随即进行保温覆盖，要求严密、不漏风；

保温材料的揭开应分层逐步揭去，使混凝土表面缓慢冷却，防止一次性揭去保温层后因混凝土温度变化梯度太大，而造成混凝土裂缝。

3.4冬期混凝土测温

测温是冬期施工重要环节，要对以下几个方面加强控制：

测温仪器仪表使用前应统一进行标定，各单位在使用测温仪器仪表前应进行对比复核，确保测温数据的准确性；

测温点布置应具有代表性，埋设位置、数量正确、安装牢固；

混凝土浇筑时，混凝土不得直接浇筑在测温探头上，同时振捣棒不得接触测温探头；

冬期混凝土养护，在典型的构件、典型的气温条件预埋测温仪表，进行温度监测，找出混凝土养护的一般规律；

混凝土保温材料的厚度选择和保温养护时间根据混凝土的测温情况和强度发展趋势确定；

混凝土的保温养护应由专人负责，专人指导，专人检查，并做好养护记录；

检查同条件养护试块的养护条件是否与施工现场结构养护条件相一致。

墙体厚度越大，混凝土水化反应越强烈，有利于混凝土强度发展，因此，在冬期施工期间，针对薄体结构，更应加强保温覆盖（实际中搭设保温棚），在环境温度相同的情况下，相对厚大体积结构，应增加覆盖层厚度，以免由于热量散失导致温度迅速下降，从而影响混凝土的水化反应，导致强度增长缓慢。

4结论

严寒地区核电站冬期施工是一个不可回避的问题，其施工直接影响核电站建设的整体工期。本文介绍了红沿河核电站冬期施工的管理措施，其在实践中证明是有效的，减少了冬期施工队工程建设的影响，保证了核电建设的进度，同时能够保证施工的安全和质量，具有较大的工程效益，可为后续其他在严寒地区建造的核电站提供可靠地借鉴。

参考文献

[1]建筑施工手册（第五版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2012

[2]JGJ104-97建筑工程冬期施工规程[S].