黄 振
(中国核工业第二二建设有限公司,浙江 海盐 314300)
某核化工工程土建施工周期短,工期紧,工程项目中有大量设备室存在不锈钢覆面,以往不锈钢覆面施工采用后贴法施工,背肋龙骨与覆面分开施工,不锈钢覆面的焊接工序全在现场完成,不锈钢覆面施工周期长。本文第一部分描述不锈钢覆面施工的现状;第二部分对某工程不锈钢覆面的先贴法施工可行性进行论证;第三部分总结不锈钢覆面先贴法施工为保证施工质量所采取的重要措施。
不锈钢覆面施工主要为在一些建筑物房间内用不锈钢作为房间内一道密封性、耐酸碱液腐蚀的屏障,起密封屏蔽作用。因此,在不锈钢覆面施工过程中不锈钢覆面的密封性和抗腐蚀性至关重要。因不锈钢材料自身的特殊性如易受铁素体污染、焊接变形大,成品保护困难等限制,目前,国内不锈钢覆面施工主要以后贴法施工为主,以减少与土建相关工序的交叉施工。在施工过程中,先将与不锈钢覆面连接的背肋进行预埋,土建进行混凝土浇筑,并对预埋背肋进行找平,待土建混凝土施工完后,后进行不锈钢覆面的安装焊接工作。
后贴法施工由于减少了与土建的交叉施工作业,有助于不锈钢覆面施工过程中的成品保护。但由于土建施工完成后再在施工现场进行不锈钢覆面的安装工作,不锈钢覆面的施工工序基本全部在现场完成,尤其是焊接工作量大,焊接质量的控制也因现场的工况条件限制而难度加大,同时也致使整个项目工程的主工期延长。
随着我国建筑行业的不断发展,对工程项目的工期要求也越来越短。为缩短整个工程项目的建设周期,不锈钢覆面采取先贴法,即不锈钢覆面施工与土建施工同步交叉进行,加大不锈钢覆面的车间预制工作量,减少现场不锈钢覆面的工作量,可有效地缩短工程主工期。但不锈钢覆面的先贴法施工往往因为不锈钢覆面作为混凝土浇筑的内衬模板,背肋龙骨与覆面在车间预制成整体,施工过程中存在混凝土浇筑不密实,不锈钢覆面存在空鼓,混凝土浇筑过程中容易产生胀模等质量风险,同时也给不锈钢覆面的成品保护带来了极大困难,故较少采用。
保证项目质量和工期,在某核化工项目上我公司采用不锈钢覆面先贴法结合本工程实际,采取了一系列的相关措施,解决不锈钢先贴法施工过程中的各种困难,有效地保证了不锈钢覆面先贴法施工质量。
我国某核化工工程项目,土建施工中设计有大量的不锈钢覆面设备室。设备室长宽约为16 m,高度为10.5 m,设备室墙体混凝土厚度为1 m,设备室墙面、顶面、地面均设计有不锈钢覆面,其中墙面、顶面不锈钢设计厚度为1.5 mm,采用的先贴法施工,设备室地面不锈钢覆面采用后贴法施工。本文主要就设备室墙面不锈钢覆面施工进行论述。
由于设备室内不锈钢覆面在运行过程中是作为防止放射性元素外溢的一道屏障,因此不锈钢覆面施工质量要求高(设备室不锈钢覆面整体平整度要求≤15 mm),尤其是不锈钢覆面的密封性、抗腐蚀性。
根据不锈钢覆面与土建施工的特点,采取如下施工流程如图1所示。
由于设备室墙体混凝土浇筑体积大,设计不锈钢覆面板厚度薄(1.5 mm),本工程土建混凝土采取分两次浇筑,墙体一次混凝土浇筑厚度为640 mm,二次墙体浇筑厚度为180 mm,即不锈钢覆面板与一次混凝土墙的距离。
2.3.1 车间预制
为尽量减少现场不锈钢覆面安装工作量,本工程采取将设备室墙体、顶板不锈钢覆面在车间将不锈钢覆面及与其连接的背肋预制成片,即“模块化”施工理念。不锈钢覆面车间预制焊缝为平焊,焊接方法为手工钨极氩弧焊。为控制焊接变形,采取逆向分段退焊以及反变形控制措施。
先将碳钢背肋骨架预制成片,根据不锈钢覆面板规格在碳钢背肋上焊接不锈钢垫板,为防止不锈钢覆面板与碳钢背肋直接接触,采取在不锈钢与碳钢之间设置垫块。
2.3.2 现场安装
土建墙体一次混凝土施工后,将在车间预制成片的不锈钢覆面板在现场进行安装。不锈钢覆面与一次混凝土墙体采用膨胀螺栓固定(见图2),为便于现场不锈钢覆面块固定,各车间不锈钢覆面预制块之间设置500 mm宽的后贴覆面板(见图3),待覆面块与墙体固定完成后再进行此后贴板的固定焊接(见图4)。
2.4.1 模板支设
图1 不锈钢覆面与土建施工流程图Fig.1 Flowchart of stainless steel liner and civil construction
图2 不锈钢覆面与混凝土墙体连接示意图Fig.2 Schematic of stainless steel liner and concrete wall connection
图3 后贴不锈钢覆面分布设置Fig.3 Disposition of post assembly stainless steel liner
图4 后贴不锈钢覆面焊接示意图Fig.4 Schematic of post assembly stainless steel liner connection
墙体钢覆面模板支设:钢覆面外贴15 mm厚木模板,背楞采用10号工字钢,间距600布置;支撑脚手架采用满堂脚手架。高度方向分三次进行浇筑,每次浇筑高度为3.5 m。模板支设如图5所示。
模板支设注意事项:
图5 不锈钢覆面处二次浇筑模板示意图Fig.5 Sketch of second concreting formwork at stainless steel liner
(1)木模板支设前钢覆面必须清理干净,保证表面平整,焊缝处打磨平,木模板与钢覆面之间必紧贴,中间不得夹扎混凝土渣等杂物。
(2)模板支撑架必须搭设满堂脚手架,四周与墙体支撑牢固。
2.4.2 混凝土浇筑
二次灌浆由于钢覆面与混凝土墙的空隙仅有100~180 mm,且钢覆面后设有型钢肋条,灌浆空隙狭小,故二次灌浆采用同标号的细石混凝土分层浇筑,每层厚度不大于300 mm。振捣方法采用插入振捣模板的方法,振捣至表面出现浮浆,无大气泡出现为止。混凝土浇筑注意事项:
(1)分两次进行浇筑混凝土,在第一次浇筑完的混凝土表面刷界面剂,加强与第二次浇筑混凝土的连接,避免空鼓。
(2)振捣器应避免碰撞钢覆面,在振捣过程中振捣器不得在墙体纵筋外侧振捣。
(3)混凝土在浇筑过程中,自由落差严格控制在2 m范围内,以免混凝土中石子撞伤钢覆面。
(4)为防止胀模现象,每次浇筑混凝土时,必须派专职的木工看护模板,发现有异常情况,立即处理。
(5)为保证钢覆面处混凝土的振捣密实,在振捣过程中,派专人拿小锤轻敲外侧模板。
(6)为保证二次浇筑混凝土与第一次浇筑混凝土的有效连接,在墙体钢覆面“井”字形背肋的井字中心处设φ8 mm带钩膨胀螺栓;在顶板处设φ18 mm锚筋与顶板混凝土连接。
(7)为保证墙体钢覆面背肋处混凝土浇筑密实,在水平背肋上用气焊割小排气孔φ20 mm×500 mm。
通过采取上述施工质量控制措施,墙体不锈钢覆面在进行二次浇筑后,设备室墙体钢覆面整体平整度(≤10 mm)得到了有效保证,不锈钢覆面表面没有产生明显污染,局部区域存在混凝土浇筑不实(空鼓),但不锈钢覆面整体施工质量满足设计要求,符合验收条件。
本文通过对我国某核化工工程不锈钢覆面的先贴法施工进行论述,初步分析了不锈钢覆面采用先贴法施工应注意的几个方面以及相应采取的一些控制措施,不锈钢覆面先贴法施工可作为缩短整个土建工程项目主工期的一种施工技术措施。
不锈钢覆面先贴法施工由于与土建施工同步进行,在土建主体结构封顶完成之前进行施工,因此不锈钢覆面安装施工时基本为露天作业,不锈钢覆面的现场焊接施工质量控制存在较大难度。同时由于与土建同步交叉施工,不锈钢覆面在施工过程中的成品保护也极其困难。