浅谈核岛厂房高精度埋件安装施工

浅谈核岛厂房高精度埋件安装施工

徐鸿鹏、 李燕、 邓亮文、周志勇

中国建筑第二工程局有限公司核电建设分公司 ，深圳 518100

【摘要】本文通过对广东太平岭核电站核岛各厂房高精度埋件现有加固体系的分析，确定施工过程中对埋件精度的影响因素以及现有加固体系的不足之处。结合核岛土建施工实例，浅谈几种改进安装方式及加固体系。为同类型高精度埋件施工提供参考。

【关键词】高精度埋件；加固体系；改进施工工艺。

0 前言

在碳达峰、碳中和的背景下，我国能源电力系统清洁化、低碳化转型进程将进一步加快，而核能作为近零排放的清洁能源，将具有更加广阔的发展空间。太平岭核电项目采用了我国新一代“华龙一号”技术，是具有完全自主知识产权的三代压水堆核电创新成果，是中国核电走向世界的“国家名片”。

核电站核岛厂房具有结构复杂且设备多样的特点，为对设备安装提供支持，土建施工过程中需安装大量一次预埋件。但因部分设备运行期间的使用需求，一些一次预埋件存在设计安装精度较高的情况。在混凝土浇筑过程中，一次埋件易受施工干扰，位置不易精确固定，本文通过浅析若干核岛厂房高精度埋件施工实例，对高精度埋件安装施工提出一些改进意见，也为同类型埋件施工提供参考。

1 工程概况

广东太平岭核电厂1、2号机组核岛各厂房高精度埋件众多，其中以BRX反应堆厂房内部结构最为突出。如主设备水平支撑锚固件埋件、安注箱预埋环埋件、以及各水池一次埋件等。埋件具有精度要求多样、允许误差较小的特点。精度要求包括X、Y、Z坐标方向绝对误差、表面平整度误差、平面内角度误差、垂直度/水平倾斜度误差以及相邻埋件相位位置误差等；允许误差多限制为mm级别，例如BRX厂房内部结构翻转支架埋件的一次预埋定位框架，其水平和高度允许误差为±5mm；平整度误差为±3mm。现结合核岛各厂房施工实例，浅谈高精度埋件安装施工方法。

2 常用安装方式及不足

2.1墙体埋件安装方式及不足

核岛厂房墙体上预埋件依靠钢筋与模板固定，埋件就位前根据中心定位线在钢筋上初步画出安装位置，在允许范围内调整与预埋件锚固筋的相碰钢筋，将预埋件就位、调整。位置调整准确后的预埋件，利用措施钢筋在埋件锚筋侧面将预埋件加固，用14#铁丝将措施钢筋与水平和竖向结构钢筋绑扎牢固。

在此之上为进一步加固，可在预埋件钢板后面加设顶撑，顶撑由顶杆钢筋和带圆柱形细石混凝土预制垫块的钢筋组成。顶撑长度L=墙厚-预埋件钢板厚，细石混凝土垫块强度等级同结构混凝土，且颜色相同，圆柱形细石混凝土预制垫块尺寸根据需要制作，一般直径不小于φ40，高度不小于50mm。

埋件一般需用≥4根顶杆（设置于埋件的四个角处）；当埋件某一边长＞1m时，每增加1m需在该方向设置1根顶杆。

图示1：常用墙体埋件加固方式

该加固方式存在以下几点不足：

①在平行墙平面方向上，限制埋件移动的主要加固工装为φ16措施钢筋，而措施钢筋与水平和竖向结构钢筋之间单纯依靠铁丝绑扎，铁丝在遇到混凝土直接冲击或工作中的振捣棒接触埋件时加固能力不足，有移动的可能。

②在垂直墙平面方向上，限制埋件移动的主要加固工装为钢筋顶撑，顶撑一端抵在对面模板上一次提供垂直墙面方向的限位，但考虑到较高墙体的混凝土浇筑过程中，模板会产生倾斜、位移，垂直方向限位便会不可靠。且顶撑安装时长度不易控制，受工人操作技能水平影响大。

2.2板埋件安装方式及不足

核岛厂房板底预埋件的安装在钢筋绑扎前，在平台板的模板上测放出埋件的定位线或轮廓线，然后将预埋件根据定位线放置，并在预埋件侧边采用铁钉将预埋件紧固在底模上

图示2：常用板底埋件加固方式

核岛厂房板顶埋件的安装在钢筋绑扎后，其安装和加固方法与墙上的钢板类预埋件相似，将措施钢筋与主筋绑扎连接，再通过措施钢筋对预埋件进行限位加固。

由于核岛厂房板上存在高精度要求的埋件极少见于为板底埋件，因此本文仅讨论板顶埋件

该加固方式存在以下几点不足：

①在平行板面方向上，问题与2.1章节中不足①相似，仅依靠铁丝绑扎的措施钢筋存在限位能力不足的问题。

②在垂直板面方向上，由于埋件放置于板顶主筋之上，而主筋通过板间钢筋支架落在底模板上，在混凝土浇筑完成后，板底模板普遍会发生沉降。根据核岛厂房施工经验，1500mm厚板浇筑之后沉降量为5~8mm。因此，对于垂直板面Z方向允许误差较小的埋件采用此方法会存在问题。

③依照常用方法，埋件安装工序位于钢筋绑扎之后，但由于核岛厂房钢筋较密集，在安装锚筋较多预埋件时，埋件锚筋会与主筋产生冲突。此时钢筋已绑扎完成不易调整，仅在安装阶段埋件便无法保证位置精度。

④常用方法对埋件平整度控制效果不佳。

3 改进加固方式及实例

3.1预埋槽钢加固法

3.1.1原理

根据2.1章节可知，原方法中墙体埋件精度依靠措施钢筋与顶撑来保证，但由于措施钢筋绑扎效果及模板偏位影响，原有措施无法保证高精度埋件的精度要求，对此对于墙体高精度埋件加固有一改进方案以供参考。

改进加固方法原则为：放弃将埋件与主筋和模板联系在一起控制精度，而改为提前预埋槽钢作为加固点，以此来固定高精度埋件埋件。

由于核电站核岛厂房全部结构禁止主筋焊接，因此2.1章节中加固措施只能使用铁丝绑扎，而新方法不将主筋作为主要固定点，主筋仅起到辅助固定作用。在施工下部板或墙体时提前预埋槽钢，槽钢位于上层墙体中部，安装埋件时可在预埋件锚筋或锚板下方焊接角钢作为承托，角钢另一端焊接在预埋槽钢上。此方法埋件与加固工装通过焊接连成整体，槽钢固定在下部混凝土中为可靠固定点，因此埋件不受混凝土浇筑过程中钢筋墙或模板偏位的影响。由于槽钢及角钢刚度大强度高，因此加固完成后体系内部产生位移较小，不会发生绑扎铁丝固定时可能产生的滑移现象。

3.1.2施工实例

BRX反应堆厂房内部结构主设备间内设备较多，为保障设备运行，墙壁上存在多个水平支撑埋件为设备提供加固，包括蒸汽发生器水平支撑埋件、冷却剂泵水平支撑埋件以及ARE防甩支架埋件等，上述埋件具有体积重量大、精度要求高的特点。

现以蒸汽发生器下部支撑埋件为例，埋件位于下部水平支撑凸台上，凸台底标高位于+6.365m，需在提前在下部墙体中预埋10#槽钢。每个埋件对应2根预埋槽钢，预埋槽钢预埋深度不小于300mm且应尽量靠近预埋件预埋。后续在水平凸台底模上固定2或3根∠50角钢，角钢底部焊接在顶部带钢板的混凝土垫块中放置在模板上。预埋槽钢（角钢）之间焊接支撑槽钢（角钢）用于支撑预埋件，并在埋件锚脚四周利用C20及以上钢筋加固防止移位。

图示3：支撑埋件加固俯视图 图示4：支撑埋件加固侧视图

图示5：支撑埋件加固现场照片

3.2框架加固法

3.2.1原理

为解决2.2章节中钢筋与埋件锚筋冲突问题，现可采用一种调整施工顺序的加固方式。为避免先行绑扎顶层钢筋后安装埋件导致埋件调整困难，可利用角钢或钢筋焊接成矩形支架将埋件架起，先定位埋件，后绑扎顶层钢筋。支架分为上中下三层，底部与底层钢筋绑扎连接牢固，中间层用于稳固支架，顶部用于调整埋件定位及标高。

具体施工流程：

楼板底模的铺设→底模上放出埋件锚脚位置→板底钢筋绑扎就位→进行支架的焊接和安装→埋件定位安装到位（将埋件吊起，保证埋件锚脚端板位于板顶最底层钢筋下部）→顶层及其余钢筋绑扎→埋件下降→浇筑前定位测量→混凝土浇筑（过程中监测）→浇筑后复测。

图示6：框架示意图

3.2.2施工实例

BRX反应堆厂房内部结构+17.50m板上存在8块翻转支架埋件，埋件安装精度极高，其水平和高度允许误差为±5mm，平整度误差为±3mm，安装极其困难。且此区域钢筋密集，埋件锚筋位置与结构钢筋定位冲突，因此翻转支架埋件采用3.2.1章节方法，提前安装就位埋件，避免钢筋网片绑扎成型后，埋件安装困难或无法调整至设计允许误差范围内。

施工时，在环墙区域混凝土浇筑前提前预埋槽钢，待+17.50m板翻转支架埋件区域底部钢筋绑扎完成后，利用槽钢焊接两个略大于埋件平面的矩形支架，支架分为上中下三层，底层与底部钢筋绑扎连接牢固，中间层用于稳固支架，顶部支架用于调整埋件定位及标高，利用措施钢筋从底部，中间将两个矩形框连接为整体。支架焊接完成后，在支架上放出埋件定位安装十字线，将高强拉杆焊接在埋板侧边，利用高强拉杆将埋件托起，保证埋件锚脚端板位置位于板顶最底层钢筋下部，然后进行埋件定位的调整，焊接措施钢筋与中间支架连接加固，待顶部钢筋绑扎完成后，将埋件下放至设计标高，焊接措施钢筋连接支架加固，完成后切除超出板顶钢筋的工装。

3.3后焊接锚板法

3.3.1原理

核岛厂房中存在部分对平整度要求较高的板面高精度埋件，常用加固方法较多依赖板顶钢筋支撑，对平整度控制不利，针对该影响因素可采用后焊接锚板法。即一次浇筑时仅预埋锚筋，锚筋通过工装控制垂直度及位置，待混凝土浇筑完成后，再根据实测实量数据，于锚板上开孔焊接锚筋。其中部分锚筋上部提前车丝，安装调平螺母，安装锚板时可配合进行埋件平整度调整。

具体施工流程：

楼板钢筋绑扎→埋件定位放线及工装粗定位安装→锚筋定位及固定→混凝土浇筑→二次混凝土凿毛清理→锚板实测开孔→锚板安装→螺母调节埋板平整度→埋板穿孔塞焊→二次灌浆→多余锚杆切除→人工打磨/机器铣平。

3.3.2施工实例

核岛BSX安全厂房多层楼板上设有T型埋件，该类埋件安装精度极高，平整度要求≤1mm/m，全长≤5mm/m，原有加固埋件方式无法达到此精度，可采用后焊接锚板的方式进行施工。

施工时首先进行楼板钢筋绑扎，然后根据施工图纸信息进行埋件的放线，以此定位线放置锚筋定位工装，定位工装由18mm厚模板或≥5mm钢板制成。工装上根据锚筋理论位置提前开好孔。采用三角木楔调整标高并精调工装定位后，采用措施钢筋及二次限位工装分别对锚筋上下端进行固定以保证锚筋垂直度。措施钢筋与锚筋可点焊或绑扎连接。

浇筑前按锚板大小向外扩大50mm范围内塞填聚苯板预留二浇区，锚筋做好保护措施以防混凝土污染。

图示7：T型埋件现场照片1 图示8：T型埋件现场照片2

浇筑完成后根据实测数据对锚板进行开孔。安装锚板时通过调整锚板下螺母对埋件板整体平整度进行控制，直至满足设计图纸要求，调整完成后安装上螺母及垫片以防止埋板被扰动。

4 结语

核岛土建施工过程中高精度埋件的精度保证，对后续设备安装及运行阶段有着重要意义。一次结构混凝土施工过程中可采取预埋槽钢加固法、框架加固法及后焊接锚板等方法保证埋件精度满足设计要求，避免了后续不符合项处理的人机料成本，有效保证设备顺利安装和平稳安全运行。

参考文献：

1. 《钢结构设计规范》GB 50017-2017

2. 《钢结构焊接规范》GB 50661-2011

第一作者简介：

徐鸿鹏，男，助理工程师，中建电力建设有限公司，太平岭项目技术部技术员

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