大体积混凝土施工技术措施
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作者: 赵仰宗
摘要：山东海阳核电常规岛汽轮发电机基础底板尺寸为68.70m×16.00m，体积较大，底板表面有多处变截面且混凝土需一次浇筑完成。为确保工程质量，主要从方案的编制及审核、混凝土浇筑质量、混凝土温度监测及混凝土养护等几方面进行严格控制。
关键词：汽机基础 质量控制 测温养护 暖棚搭设
1、引言
本文以海阳核电一期工程汽轮发电机基础底板混凝土施工管理过程为例，简介大体积混凝土施工技术措施。
山东海阳核电项目规划建设6台AP1000百万千瓦级压水堆核电机组，一期工程建设2台。海阳核电一期工程常规岛汽轮发电机基础底标高-16.8m、顶标高-9.5m、平面尺寸为68.70m×16.00m。
2、工程特点及难点
工程特点：
汽轮发电机基础底板底标高为-16.8m，顶标高共分为三层，分别为-12.25m、-11.0m、-9.5m，平面尺寸为68.70m×16.00m，汽轮发电机基础底板侧面与厂房地下室底板互不相连，中间设计有防水结构,属于大体积混凝土。
工程难点：
1.汽机基础底板结构尺寸较大（68.70m×16.00m），变截面较多，高度分别为4.55m、5.8m、7.3m；
2.汽机基础底板体积较大，混凝土需一次浇筑完成（1#常规岛浇筑混凝土方量6670m³、2#常规岛浇筑混凝土方量为6600m3）；
3.1#、2#常规岛汽轮发电机基础底板混凝土浇筑时间分别为2010年11月份及2011年1月份，海阳地区气温较低，增加混凝土施工及养护难度。
为克服以上施工困难，确保本次混凝土浇筑任务的顺利完成，管理单位编制了1#、2#常规岛汽轮发电机基础底板混凝土施工总策划，对混凝土生产、供应、浇筑、混凝土养护等各项准备工作进行了细致策划和认真部署，列出了详细的工作计划表，明确了相关工作任务的责任单位及监督单位。施工单位、混凝土生产单位及混凝土试验检测单位分别编制了1#、2#汽轮发电机基础混凝土浇筑策划、1#、2#常规岛汽轮发电机基础底板混凝土生产供应方案、1#、2#汽轮发电机基础底板混凝土施工试验检测方案，并经专题会议讨论通过，整个混凝土浇筑过程严格按已批准的策划方案实施。
3、方案的编制及审核
为确保常规岛汽轮发电机基础底板工程顺利施工，主要对汽轮发电机基础底板施工采取以下几方面的技术措施：
施工单位编制方案，方案中主要采取了以下措施：
（1）采用型钢钢筋支撑固件支撑上层钢筋网片；
（2）超出地下室底板部分侧模板用模板对拉螺栓紧固；
（3）砼浇筑采用五路泵管从南到北一次性浇筑，其中一路备用；
（4）大体积砼养护采用覆盖薄被蓄热；
（5）对本次浇筑的砼使用11个测温点进行连续测温。
依据程序要求对方案进行评审，经过详细的讨论，主要在以下几个方面对方案进行了完善：
（1）对钢筋型钢支撑架的纵横向布置提出了修改意见；
（2）通过与施工单位沟通，就测温点数量达成了一致；
（3）通过与搅拌站沟通，就砼出机温度达成了一致。
组织外聘专家召开评审会，对方案的可行性做进一步分析，主要提出以下意见：
（1）方案中大体积同的温控计算与规范相符，计算结果满足要求；
（2）大体积同一次性浇筑成型蓄热养护方案可行；
（3）专家建议加强对变截面出竖直面和水平面的覆盖，以防止变截面处产生裂缝。
4、混凝土浇筑策划
施工单位依据施工方案编写策划方案，参建各方依据策划方案编制总策划、混凝土生产供应方案和试验检测方案等施工文件。
针对汽机基础底板混凝土浇筑体积大、混凝土需一次浇筑完成等特点，管理单位结合施工方案编制混凝土施工总策划，对混凝土生产、供应、浇筑、混凝土养护等各项准备工作进行了细致策划和认真部署，列出了详细的工作计划表，明确相关工作任务的责任单位及监督单位。施工单位、混凝土生产及混凝土试验单位分别编制混凝土浇筑、混凝土生产供应、试验检测的策划方案，并经专题会议讨论通过，整个混凝土浇筑过程严格按已批准的策划方案实施。
5、方案的实施过程
施工质量控制是混凝土浇筑过程中管理的重点，管理单位严格按程序要求对质量计划、浇筑前的监督检查、浇筑过程中的旁站监督、浇筑完成后混凝土养护测温工作全程进行监督管理。
（1）施工质量控制
施工单位完成汽机基础底板质量计划的编、审、批后，报送管理单位进行审查，管理单位严格按已批准的施工方案对所报送质量计划的工序、项目检查划分和控制点设置情况进行审查。质量计划完成审查后，管理单位选择质保等级高或质量保证难度大的重点部位、对质量影响大的重要特殊工艺过程工序或是发生质量问题时危害大的对象作为质量控制点进行重点控制和预防。
管理单位在施工单位自检合格的基础上，对施工供方的施工质量按检验批、分项、分部规定验收的要求对质量计划进行抽检、平行检验，检验合格后在检验批、分项、分部验评表上签字，并在质量计划上对选点进行放行。
施工质量计划的放行是施工方案有效实施的不可或缺的管理方法，行之有效的质量计划才能提高施工方案的执行度。
（2）混凝土浇筑前的各项准备工作
依据混凝土总策划，在常规岛汽轮发电机基础底板混凝土浇筑前，为确保混凝土浇筑的质量和施工过程的安全，管理单位应进行质量保证、安全文明施工、混凝土生产准备、试验室试验准备等一系列检查活动，对施工单位的混凝土浇筑准备工作、人员配备、混凝土浇筑所需各类机械设备配备、安全通道搭设、劳动防护用品配备、施工用电、作业人员安全交底、混凝土生产人员准备、机械状况准备、原材料准备等情况进行检查。核实是否具备浇筑条件，依据策划方案，各单位值班人员按要求到位。为确保方案顺利实施，烟台分公司除以上常规性检查外，主要对以下施工关键问题加强了检查：
钢筋支撑架施工及焊接检查；
安全检查，做好上层钢筋绑扎前的各项安全措施；
砼浇筑前验收检查和砼浇筑前准备工作的检查。
（3）混凝土供应管理
根据混凝土浇筑方量和浇筑强度要求，混凝土生产单位为汽轮发电机基础底板混凝土施工投入3个的搅拌机组生产混凝土，1台备用机组；14辆混凝土运输罐车，2辆备用罐车，其它方面依据实际情况需要调整安排。混凝土生产单位提前对混凝土运输路线进行规划和熟悉，并确定行车路线的路况能满足运输混凝土的要求。
施工单位提前48小时向混凝土生产单位提交混凝土预约卡，提前3小时提交混凝土开罐令，混凝土生产单位按开罐令的时间和混凝土配合比单的要求为汽轮发电机基础底板配备满足要求的混凝土，试验室在开罐前根据骨料的含水率对混凝土配合比进行微调，并对浇筑过程中的混凝土进行跟踪检测。
（4）现场质量管理
在汽轮发电机基础底板混凝土浇筑过程中，各级管理人员对基坑底板混凝土的浇筑质量进行全过程监督。管理单位设拖泵处及汽机基础处两个值班点，采用两班制度（每班12小时）24小时旁站监督管理，包括管理单位领导、安全人员、质保人员及技术人员。值班人员对安全、混凝土试块取样检验、抽查混凝土入模温度、混凝土坍落度试验、混凝土入模、振捣工作、施工单位管理人员及操作人员交接班管理、到位等情况进行监督管理。
6、砼测温养护情况
混凝土浇筑后进行养护同样至关重要，特别是对大体积混凝土浇筑而言，如果浇筑后的温度控制不好，使混凝土温度分配不均，或是温度下降速度过快，直接影响混凝土最终的强度。所以在浇筑后对混凝土温度进行实时监控，并详细填写混凝土温度记录，分析数据，采取相应的措施以保证混凝土凝结后能够达到预期强度。
图2 混凝土中心点温度
海阳核电一号常规岛汽轮发电机基础底板于2010年11月07日开始浇筑，2010年11月10日浇筑完成。从图2及表1可以看出，混凝土内部温度于11月15达到高点，一度维持在60-65℃之间，11月17日开始混凝土温度由内而外相继开始下降，中心温度下降速率平均为0.5℃/天。
7、砼浇筑结果
常规岛汽轮发电机基础底板混凝土养护严格按方案执行，混凝土温控指标均控制在规范允许范围内，混凝土结构质量满足设计要求，常规岛汽轮发电机基础底板混凝土浇筑的顺利圆满完成标志着常规岛土建取得了阶段性进展。
8、二号常规岛的改进措施
海阳核电工程二号常规岛汽轮机基础底板工程施工正值深冬，海阳01月份平均气温-1.8℃，由于环境温度较低，经过多次讨论，最终采取浇筑及养护期间采用暖棚法保温，暖棚内使用管道供暖的施工方案。施工的基本流程为：暖棚搭设---暖气管道安装---暖棚升温阶段---混凝土浇筑---混凝土养护---暖棚降温阶段---暖棚拆除。
（1）暖棚的搭设
暖棚搭设采用脚手架支撑，彩条布、塑料布作为围护材料进行围护，暖棚长约74m，宽约20m，上标高为-6.5m处。暖棚采用彩条布、塑料布进行围护。其中顶棚围护的材料自上而下依次为安全网、彩条布、厚塑料布、安全网，最下层为8#圆钢及12#铁丝网组成的支撑网片。
（2）采暖系统
暖气管道主要布置在3、6、7区汽机底板外侧面模板外侧，自进入暖棚内开始分两路进行循环，自北侧通道处折回。利用热空气上升的本身特性来加热整个暖棚内的温度。
暖棚内布设的管道的长度为880m，暖棚采暖引入主管道采用108×4mm无缝管，暖棚内主管道采用89×4mm无缝管，主管道及分支管安装PN1.6MPa截止阀控制管内蒸汽量。并在暖棚内放置温度计，根据暖棚内温度情况，调节阀门，控制温度在10±5℃之间。暖棚外主管道地上布置，采用100mm厚离心玻璃岩棉保温，棚内管道东西两侧为单独串联，分6层，管道利用脚手架作为支架，管道与脚手架每隔4m采用铁丝进绑扎固定，采用10号槽钢每隔10m做固定支架。
（3）暖棚室内温度控制
汽轮发电机基础底板混凝土浇筑前各项工作结束后，混凝土浇筑前三天打开暖气管道各阀门为暖棚供暖，并将整个暖棚的室内温度提升至10℃左右，并将棚内温度控制在10±5℃。暖棚内温度自-10℃升温至10℃，经计算约需12小时左右。
暖棚内均匀放置5个温度计，棚内四角及中间处各设置一个，位置在离底板混凝土表面50cm高度处，每昼夜测温不应少于4次，以便于检测暖棚内温度。
混凝土浇筑、养护阶段，维持暖棚内温度在10℃±5℃，直至养护阶段结束。当温度超过该范围内，通过控制进气阀门开度，已调节蒸汽流量，调控棚内温度。当混凝土温度满足《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009的养护结束条件时，停止供暖。
海阳核电二号常规岛汽轮发电机基础底板于2011年01月12日开始浇筑，2011年01月15日浇筑完成，浇筑混凝土方量为6600m³。混凝土内部温度于01月23达到高点，一度维持在55-62℃之间，02月26日开始混凝土温度由内而外相继开始下降。
参考文献
【1】《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
【2】《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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