抗强辐射超厚大体积砼施工技术

为保证探伤室的使用功能及结构美观，满足建筑结构整体性良好的要求，结构必须进行无缝设计，施工必须进行无缝施工。因此，合理经济解决抗强辐射超厚大体积混凝土探伤室结构的支模稳定与无缝施工问题具有重大意义。

1 工程概况

1.1 工程概述

9Mev直线加速器探伤室位于威海石岛重工三号联合厂房内，墙体厚度为2m、3m不等，顶板标高为16.265～16.820m，屋面板厚度为1.3m，平面尺寸为40m×18.6 m，大体积混凝土方量约为5373m3；一次性浇筑高度约12m，混凝土强度均为C30，该探伤室工程属于抗强辐射超厚大体积砼探伤室工程。

1.2 工程的特点与难点分析

1.本工程施工正值夏季，日平均气温约25℃，作业点最高气温达40℃，昼夜温差较大，白天混凝土入模温度极高。

2.本工程现浇砼剪力墙厚度2m、3m不等，长度长达40m，顶板标高为16.265～16.820m，顶板混凝土厚度1.3m，现浇砼体量约5300m³；探伤室结构要求无缝施工，一次浇筑成型，施工难度较大。

3.本工程水泥用量大，水化热较大，又必须一次连续浇筑成型，混凝土内部产生的高温热量不易散发，混凝土中心最高温度根据经验公式计算达80℃以上，混凝土内外温差为56℃左右，大于规范规定的25℃，砼浇筑后容易产生温度裂缝，必须采取切实有效的降温措施。

4.本工程结构超高超厚，现浇砼体量大且浇筑困难，混凝土构件极易产生变形及温度裂缝等施工缺陷，这些都对支模架的搭设、砼的供应及浇筑工艺等提出了很高的要求。

2 施工方案

本工程首先采用“型钢承重支撑系统”作为整个模板承重支撑系统的受力中心，浇筑大体积砼时采用“全面分层、定时闭合”的施工方法，同时配合采用立体的“对流式内置循环降温系统”进行内部降温，模板面外敷塑料薄膜、悬挂麻袋等保温养护的措施做到“内降外保”，慢慢释放混凝土内部的水化热，确保大体积混凝土不会因内外温差大等原因造成的拉应力和收缩应力而产生裂缝。

3 施工技术措施

3.1 施工工艺流程（如图1）

图1 施工工艺流程图

3.2 型钢模板承重支撑系统的设计与施工

根据不同结构的探伤室墙板、顶板厚度、高度、空间跨度等技术数据，结合常用的型钢规格，由专职钢结构设计人员进行钢结构承重支撑系统的设计工作。

本工程中型钢承重支撑框架钢柱采用H300×280×8×14，框架梁采用HN200×100×5.5×8，垂直支撑系统采用HM340×250×9×14，水平支撑采用Ф20圆钢。对不同探伤室结构可根据设计要求，及时作出调整。如图2、3、4所示：

3.3 大体积混凝土浇筑

1）大体积砼浇筑方向

剪力墙浇筑方向：利用转角位置分多个方向全面分层分段对称浇筑。

顶板浇筑方向：从短边开始，沿长边方向从一端向另一端全面分层浇筑。

2）大体积砼分层厚度：

剪力墙体大体积砼浇筑的一次浇筑高度控制在500mm左右。

3）大体积砼的浇筑

大体积砼浇筑时严格控制混凝土落距，防止离析。落距大于2.5米时，采用在剪力墙侧模上开口溜槽卸料，溜槽口按照纵向间距2.5m，横向间距4m，间隔交叉方式设置，溜槽口尺寸1.0m×0.6m。如图5：

4）单层砼的浇筑闭合时间

本工程单层砼的浇筑闭合时间控制在3.5h以内。

5）混凝土振捣

图5 溜槽口布置示意图

图2 型钢承重支撑示意图

图3 型钢承重支撑与墙模的连接

图4 型钢承重支撑与顶模的连接

混凝土分层浇筑后，立即对混凝土进行振捣，振捣上一层混凝土时，振捣棒应插入下一层混凝土50mm，以消除两层之间的接缝，同时要在下层混凝土初凝之前进行上层混凝土振捣工作。

振捣棒应快插慢拔，插点要均匀排列，插点的间距控制在500mm左右。

振捣时间以混凝土表面出现浮浆，不再下沉为止，时间宜为20秒左右。

3.4 “对流式内置循环降温系统”的设计与施工

循环降温管采用Φ48的薄壁钢管焊接，在水平方向每1m设一根，垂直方向每1m设一道，用小于5℃左右的冷却水进行不间断循环降温，并最终控制混凝土内外温差在25℃内。每4层组成一个循环降温系统，整个循环系统内，冷却水的流动方向为：在不同水平面内，上层与下层冷却水的水流流动相反，以确保冷却降温循环系统更加均匀有效地带走大体积混凝土内部由于水泥水化热而产生的热量，确保混凝土不产生由于内部升温膨胀而在砼表面引起的应力裂缝，如图6、7所示：

本工程施工时，在混凝土浇筑后6h左右循环降温系统开始工作。待冷却降温及养护结束后，用高压灌浆泵对冷却管进行灌浆密封处理。

3.5 大体积砼施工泌水防治

本工程大体积砼泌水防治采用在每层浇筑混凝土的高度位置处墙模外侧开设排水孔的方式排出泌水，排水孔采用孔25@1500mm的尺寸进行设置。

3.6 混凝土的养护

图6 对流式循环降温管冷却水出入口示意图

图7 对流式降温管展开示意图

1）墙体混凝土浇筑后，前期为了避免混凝土表面温度降低过快，导致混凝土内外温差过大，所以进行带模养护不少于7d；拆模后挂两层麻袋严密覆盖，继续保温，在湿度为70%～80%的环境中养护不小于30d。

2）顶板混凝土浇捣完成，待其终凝后，6h内严禁浇水养护，以免出现起皮、起灰现象；8～12h内（实际时间视终凝情况而定）用薄膜覆盖严密，面层加盖两层麻袋进行保温、养护，保证混凝土处在足够湿润状态。

3）在养护过程中，如发现遮盖不好，表面泛白或出现干缩细小裂缝时，要立即仔细加以覆盖，加强养护工作采取措施，加以补救。

4）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，方可全部拆除。

4 施工注意事项

1）为了满足大体积混凝土的密实度要求，便于合理地延长混凝土初凝时间、有效地降低混凝土内部温度，混凝土配合比设计应经有资质的单位经过试验确定。

2）大体积砼必须严格按现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》及《大体积混凝土施工规范》中的有关规定来进行质量控制。

3）坚持、贯彻落实“安全第一、预防为主”的方针，严格贯彻执行国家颁发的各项安全规定和省、市、企业制定的施工现场及专业工种安全技术操作规程。

4）施工现场严格进行噪声控制，噪声排放严格执行城市区域环境噪声标准和建筑施工场界噪声限值等相关规定。

5 结语

1）本工程采用新型的型钢承重支撑系统，可省去常规支模架所需外立面庞大的支模钢架结构，既解决了支模系统的稳定性，又节省了大量的支模材料、人工付出、二次加工、不可测安全等成本的投入，与以往类似工程相比可节约工程成本3%～5%。

2）本工程采用“全面分层，定时闭合”的混凝土浇筑方法，既保证了建筑物的使用功能及良好的结构整体性，又减轻了后期的清理工作，同时采用普通钢管焊接形成立体的“对流式内置循环降温系统”，操作简单，控制方便，施工速度快，可大大地缩短计划施工工期。

3）本工程施工过程中由于无施工缝的留置，无漏水漏浆现象，现场施工干净、整洁、可一次浇筑成型，外观整体性好。同时，可实现大体积混凝土无缝施工的设计要求，减少由于外立面的二次加工而引起的各种噪声、灰尘等环境污染，优质的产品可赢得行业的高度评价，社会效益深远。