某公司钴60车间防辐射大体积混凝土结构施工质量安全监督要点

许智洪

厦门市翔安区建设工程质量安全监督站（361000）

某公司钴60车间防辐射大体积混凝土结构施工质量安全监督要点

许智洪

厦门市翔安区建设工程质量安全监督站（361000）

介绍辐照车间防辐射大体积混凝土施工中的质量安全监督要点，包括施工准备、模板工程、钢筋工程、预埋件留设及混凝土浇筑的质量安全监督控制，同时还介绍防止混凝土产生裂缝及大体积混凝土温度控制、养护的监控要点。

钴60车间；防辐射；大体积混凝土；质量安全监督要点

钴60(60Co)γ辐照装置是辐照加工技术和射线科研应用的主要工具之一。辐照技术被广泛应用在医疗、食品、药品的辐射灭菌等行业。由于发射的γ射线是由波长很短、能量很高的光子组成，穿透力极强，能对人体产生极大伤害，因而在使用辐照技术时，一定要保证运行人员和周围环境的安全。本工程钴60辐照车间的辐照室是一座大型γ辐照装置，辐照室的源井部位实质是一座小型核反应堆。这里结合具体工程，阐述施工过程中对防辐射大体积混凝土结构的质量安全监督要点。

1 工程特点与施工难点

1）辐照室周边的防辐射墙断面尺寸大，墙截面达2.2m，墙高5.5m，辐照室顶板厚2.0m，辐照室顶板及迷道墙内配有5层双向钢筋网片。

2）顶板及墙体体积大，水化热高，内外温差控制、养护保温措施要求高，容易出现温度裂缝，但该部位为γ射线室，不允许出现裂缝。

3）墙、顶板厚度大，如何确保不胀模，且混凝土一次浇筑成功,模板支撑结构如何保证质量及安全。

4）本工程的预埋件达一百多个,要求位置准确,不允许后置，不允许事后破坏混凝土。

5）穿过屏蔽结构的预留预埋的孔道、管线一律采取“迷路”方式，并在浇筑混凝土前完成。

2 大体积混凝土施工准备的监督控制

1）审核施工、监理单位提交的施工组织设计和专项方案，重点检查钴60辐照车间大体积混凝土工程施工专项方案、论证方案及混凝土材料供应、人员、设备组织方案，混凝土浇捣方案，大体积混凝土测温及混凝土养护等方面的专项技术方案措施。重点控制：一是详细审核其方案对大体积混凝土浇筑质量的技术保证和施工工艺是否科学、合理安排，编制、审批程序是否规范。二是检查了解监理、施工单位对大体积混凝土施工安排落实状况。

2）要求监理、施工项目部必须考察、审核商品混凝土供应商资质及供应量情况，联系一家备用应急的混凝土供应商，要求其所供应的商品混凝土组成的所有材料，如石子、中砂、水泥、减水剂和粉煤灰等，品牌和质量要求技术参数必须完全一致。

3）要求建设单位组织设计、监理、施工单位针对大体积混凝土降低水化热、控制防止出现质量缺陷等技术措施进行专题讨论。

4）根据本工程的特点组织建设、监理、施工单位进行大体积混凝土浇筑质量安全监控要点的监督交底，明确大体积混凝土浇筑的监督重点，并明确各责任主体的职责。

3 大体积混凝土模板工程质量安全监督要点

防辐射混凝土的密度、厚度皆比普通混凝土大,模板支撑体系必须具有足够的承载能力、刚度和稳定性，以承受新浇筑混凝土的自重、侧压力及在施工过程中的施工荷载。

1）为保证模板安装具有足够强度、刚度及稳定性,必须按照施工规范和模板专项方案的有关规定要求搭设模板支撑体系。本工程模板支撑体系材料选用七夹板、100mm×100mm方木和Φ48mm钢管（壁厚3.1mm）。

2）为了保证模板支撑体系的安全性，模板支撑立杆要求端部采用可调U型顶托，不允许采用绑扎搭接接长，以保证立杆的竖直、轴心受力。

3）为了确保结构截面尺寸和构件尺寸的准确，模板安装时要求采用轴线和边线两项控制,校核墙、柱、梁的位置。为了保证墙的几何尺寸，除配有不小于Φ16mm对拉螺栓加固外，墙体模板应采用钢管斜撑加强固定。墙体模板充分利用周围的混凝土柱固定，同时要求在墙模两侧标高1 500mm、3 000mm、4 500mm处加3道钢管斜撑，每组间距1 000mm。斜撑地面固定点要求采用Φ48钢管打入地面不小于1500mm深，斜撑用扣件整体连接固定。

4）柱、墙、梁、模板支撑及螺栓加固系统的材料规格、间距等应按照模板专项方案要求。对于墙体模板,竖楞间距不大于@300mm,横楞不大于@500mm。对于顶板的底模，木楞间距@250mm，牵杠采用160mm×63mm槽钢，间距@500mm；立杆间距为500mm×500mm，水平拉杆步距为@1 000mm，排架上部均采用可调U型顶托；每两步设一道水平剪刀撑，每6～8跨设纵横向剪刀撑。

5）为防止辐射泄漏，设计要求模板对拉螺栓不得直通。对拉螺栓施工过程中要求在螺栓上焊3片止水片,止水片一般取100mm×100mm×5mm的钢片，并在端部套橡胶塞，墙体侧模拆除后，再把橡胶塞起出来，将外露的螺栓焊烧掉，然后用聚合物砂浆或细石混凝土，把橡胶塞所形成的凹陷部分墙体修补平整。

6）在浇筑混凝土之前进行验收,主要包括：标高、尺寸、垂直度是否满足要求，支撑系统是否满足强度、刚度、稳定性要求，预埋件、预留孔洞位置、尺寸是否正确，需组织各责任单位验收合格后方能进行下一道工序施工。

4 钢筋工程质量监督要点

钢筋进场时，应按现行国家标准GB 1499《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》、GB 1304《钢筋混凝土用余热处理钢筋》等规范的规定抽取试件作力学性能检验，合格方可使用。

1）纵横向钢筋的交叉点应用扎丝满扎扎牢。

2）为保证上层钢筋的标高和位置准确无误，应设立钢筋支架支撑上层钢筋。钢筋支架由粗钢筋或型钢制作，每隔一定距离(一般2m左右)设置一个，相互间有一定的拉结，保持稳定。

3）为使钢筋网片的钢筋网格方整划一、间距正确，在进行钢筋绑扎或焊接时，应采用卡尺限位，卡尺长4～5m，根据钢筋间距设有缺口，绑扎时在长钢筋的两端用卡尺缺口卡住钢筋，待绑扎后拿去卡尺，既满足钢筋间距的质量要求，又能加快绑扎速度。

4）在浇筑混凝土之前，应进行钢筋隐蔽工程验收，合格后方可浇筑。

5 预埋件及预留孔洞施工质量监督要点

1）辐照室的许多预留孔洞、预埋件都是经过精心设计，充分考虑到放射线防护问题，因此其位置必须精确。辐照室墙体很厚，考虑到今后不能对成品混凝土敲打破坏以达到防辐射要求，必须做好穿墙洞口的留设。穿墙预埋管采取沿墙厚纵、横两方向倾斜45度设置且室内一侧避开主射线照射区域，预埋管与墙内钢筋焊牢以保证混凝土倾落和浇筑时不产生移位。通风道的穿墙地沟，配出地沟形状模板，就位支设牢固，内外两侧与墙体模板紧固到位。

2）预埋件固定主要采用附设锚脚绑扎固定的方法。墙体竖向构件用钢丝将预埋件锚脚与钢筋架绑扎在一起，为了防止预埋件位移，锚脚应尽量长一些;顶板横向构件采用将预埋锚脚做成八字形，与板钢筋焊接，用改变锚脚的角度来调整预埋件的标高。

3）预埋件、预留孔和预留洞采取编号方式，对号入座，以保证防辐射混凝土中所有固定在模板上的预埋件、预留孔和预留洞没有遗漏，且应安装牢固，其偏差应符合规范要求。安装、施工过程中不得触动预埋件、预埋管，防止其产生移位。

6 大体积防辐射混凝土裂缝控制措施

1）本工程结构截面尺寸大，一次性浇筑量大，必须设法降低水化热，减小内外温差，以防止出现温度裂缝。为满足防辐射要求，混凝土还必须具有良好的均匀性。因此，能否防止裂缝的产生和保证混凝土密度的均匀是机房墙体、顶板混凝土施工成败的关键。

2）大体积混凝土出现裂缝的原因：①水泥水化热的影响；②构件内外约束条件的影响；③外界气温变化的影响、内外温差的影响；④混凝土本身塑性收缩变形的影响;⑤混凝土的体积变形的影响；⑥坍落度大小及配合比，骨料粒径大小。

3）混凝土的抗裂措施：①从材料上，采取用低水化热水泥、掺混合料、加缓凝引气型混凝土外加剂、减少混凝土中的水泥用量等措施,减少水化热、降低混凝土的温度。通过采用三掺技术，减少水泥用量，降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。②控制混凝土的入模温度，使其入模温度在25℃以内。本工程采取在夜间施工，并在混凝土中加入适量冰块的措施，控制混凝土的入模温度。③加强对施工缝清理，浇筑前涂刷液体界面剂，均可减小摩阻系数Cx值；顶板底模、墙体模板滚涂二遍脱模剂，其接触面接近自由滑动面，有利于温度变形的自由释放。④保证模内通风，加速模内热量散发。⑤根据大体积混凝土形状，在易发生裂缝部位增配构造钢筋，承受收缩拉应力。⑥采取适当的覆盖养护措施，防止内外温差过大，从而造成温差或收缩裂缝。

7 大体积混凝土浇筑监督要点

7.1 必须保证一次性连续浇筑

由于辐照室混凝土体积大，一次性浇捣混凝土数量大，辐照室剪力墙（-0.80m～+4.70m）一次性浇捣量达1 030m3，顶板（标高4.70～6.70m）一次性浇捣混凝土达892m3,为了混凝土浇捣顺利进行,要求采取有效的措施：

1）要求采用泵送商品混凝土，并需将混凝土浇捣量提前报送混凝土供应商，以便让混凝土供应商准备好充足的材料、运输车辆及混凝土泵车。

2）选定厂址距离施工现场较近的混凝土供应商,最终确定的混凝土供应商搅拌站距现场只有4 000m路程。

3）混凝土浇捣前1 d必须对所使用的机械进行全面的试运转，确保不会因施工机械原因而使混凝土浇捣中断。

4）混凝土浇捣前2 d必须确定浇捣施工人员，人数应充足，应配备三个班组，进行24 h三班轮流作业，并对作业人员进行认真详细的技术交底。

5）要求确保连续供电，现场需配备足够的发电机组及燃油，以防停电，可临时发电；同时掌握气候情况，大体积混凝土浇捣应选在连续天气可行的时期进行。

6）为保证混凝土结构的整体性，混凝土应当连续浇筑，要求在下层混凝土初凝前就被上层混凝土覆盖并捣实。本工程采用全断面分层浇筑的方案进行，在整个浇筑面内分层浇筑，要做到第一层浇筑完成后，第二层开始浇筑时，第一层混凝土尚未凝固，如此逐层进行，直至浇筑完毕，每层厚度控制在20～30 cm。

7）大体积混凝土（尤其采用泵送混凝土工艺），在其表面水泥浆较厚不仅会引起混凝土的表面收缩开裂，而且会影响混凝土的表面强度。因此，在混凝土浇筑结束后要认真进行表面处理。处理的基本方法是在混凝土浇筑的8～10 h，先初步按设计标高用长刮尺刮平，在初凝前（因混凝土内掺入POINT-400缓凝高效减水剂,初凝时间延长到8～10 h），用铁滚筒碾压数遍，再用木楔打磨压实，以闭合收缩裂缝，经12～14 h后，覆盖二层麻袋，充分浇水湿润养护。

7.2 施工缝设置监督要点

考虑大体积混凝土的防辐射性能要求，其安全问题是第一位，所以要求对混凝土浇捣的施工缝留置进行科学合理的设置。

1）施工缝留设位置

在本工程辐照结构施工中，要求留设两道施工缝,一道是在墙体与底板交接处,即辐照室底部-0.80m、地下排风道洞-1.0m处，另一道设在墙体与顶板交接处，即+4.8m处。施工缝的断面形式为平凹缝，凹缝尺寸为50×100mm。为了更好地防止施工缝渗透，要求在施工缝处增加两道钢板止水带，位置在距墙内、外侧250mm处，止水钢板采用厚4mm宽400mm的折形钢板，防止射线泄漏。

2）施工缝的处理

①下一次浇筑混凝土时，要求先浇筑混凝土的强度不低于1.2mPa；②清除老混凝土表面松动的混凝土和薄膜;③用水湿润老混凝土但不留积水；④要求在新老混凝土结合处浇筑一层厚5～10 cm与混凝土同强度等级的砂浆。

8 混凝土测温和养护监督要点

8.1 温度控制

1）大体积混凝土浇筑后，必须进行温度监测，主要任务是检测混凝土表面温度与结构中心温度，以便采取相应措施，保证混凝土的施工质量。因常规测温方法需留设测温孔,这种方法测试精度不高，而且是防辐射混凝土所不允许的，因此必须用电子测温仪测温。测温探头在混凝土浇筑前埋入测温位置，既能保证施工质量，同时还能测量混凝土入模温度。

2）测温点布置要求：①垂直方向，在距混凝土表面100mm及混凝土的中间部位布置3个测温点；②水平方向，分别在距边缘1m和中间部位布置,可以布置3～5排;③本工程测温工具选用便携式建筑电子测温仪（JDC-2型）；④测温传感器及传感导线应固定在钢筋马凳上，并应形成迷路，以防射线泄露。

3）测温时间。在混凝土浇筑完毕12 h开始，前5 d每隔2 h测一次,以后可延长到4 h测一次，10 d后可延长到6 h测一次，测量14 d。测量中应及时绘制混凝土内部温度变化曲线，从而根据温差变化采取有效的控温措施。当混凝土表面温度与大气温度接近，大气温度与混凝土中心温度的温差不大于25℃时，可以解除保温，停止测温工作。

8.2 混凝土养护

混凝土采取长时间养护。顶板采用二层塑料薄膜加三层麻袋覆盖保温养护14 d，顶板底部用喷管对模板浇水湿润，墙表面外挂2层麻袋，连续浇水保持麻袋湿润14 d。墙表面因辐照室内密不透风，混凝土水化热形成的热量足以形成保温效果，故在14 d内内墙及顶板底部模板不应拆除，顶板底部及内墙壁用固定喷管对模板浇水湿润。应经常洒水湿润并将迷道的门洞封堵，以防散热过快，保证辐照室内混凝土养护温度不小于10℃，相对湿度大于90%。在混凝土养护过程中，不得采用强制、不均匀的降温措施，否则易使混凝土产生裂缝。当混凝土内、外温度差超过25℃时，应紧急采取措施控制温差。主要应急措施有增加麻袋覆盖层数、用碘钨灯照射，及用温水养护等。

9 结语

由于对其质量安全进行严格监督控制，该公司厂房钴60辐照车间的防辐射大体积混凝土未发现裂纹、断层现象，通过放射防护部门的检测，达到了防辐射屏蔽的要求。

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