AP1000核电站超厚超高大型结构模块自密实混凝土施工关键技术研究与应用（论文）.pdf

2014年2月上第43卷第3期施工技术CONSTRUCTIONTECHNOLOGY9lDOI：10．7672／s面s201403009lAPlOOO核电站超厚超高大型结构模块自密实混凝土施工关键技术研究与应用术张仕兵，刘学良，邓国平，刘涌，张炳畅，刘向荣(中国核工业二四建设有限公司，河北三河065201)[摘要]从施工技术研究应用角度出发，结合APloOo核电站建造的特点和难点，阐述了APl000核电站超厚超高大型结构模块(如CA20模块)自密实混凝土施工关键技术研究与应用，分析了采用自密实混凝土一次性回旋连续浇筑工艺的先进性和经济性。[关键词]核电站；混凝土；结构模块；自密实混凝土；施工技术[中图分类号]Tu58[文献标识码]A[文章编号】l002-8498(2014)03加9l—05KeyConstructionTechnologyResearchandApplicationofSelf-compactingConcreteforSuper-thickandSuper-highStr眦turalModulesinAPl000N眦IearPowerPIantZhangShibing，LiuXue¨ang，DengGuoping，LiuY0ng，ZhangBIngchang，LiuXiangrong(C^i凡nJI、r￡￡cfe口r，，ldz坫t，y24Co，lstrⅡczio凡Co．，￡fd．，．san^e，lk6ei06520l，C^in8)Abstract：Fmmtheresearchandapplicationofconstmctiontechnology，keysforself．compactingconcretefbrsuper—thickandsuper—highstmcturalmodulesinAPl000nuclearpowerplantareintIoducedaccordingtoconstmctionfeaturesanddimculties．Thentheadvancementandeconomyofdisposableroundaboutcontinuouscastingtechnologyfbrself-compactingconcreteisanalyzed．Keywords：nuclearpowerplants；concrete；structuralmodules；self-compactingconcrete；constmctionl工程概况海阳核电l号核岛CA20模块尺寸分别为20．5m×13．4m×20．9m，制作完成后，采取整体吊装就位。模块安装就位后，对模块的墙体空间采用自密实混凝土(ScC)浇灌。模块墙体钢板抗压设计值为50kPa，采用NI-E旬02自密实混凝土，一次性回旋连续浇筑施工工艺，浇筑量约为l548m3。2工程特点与难点分析1)结构模块不规则、尺寸大，质量大。APl000核电站CA20大型结构模块不规则、结构尺寸为20．5m×13．4m×20．9m，工厂加工完成后运到现场整体吊装就位。2)结构模块单元内部空间狭小，钢筋、管道密集。由于结构模块属于受限空间，模块墙体内部空+国家科技重大专项：APl000核岛建造技术研究(20lOzx0600l—021)[作者简介]张仕兵。研究员级高级工程师，E—m8il：zhangsb@cnec24．com[收稿日期]2013_09一08间狭小，钢筋、管道密集，结构复杂，人员活动严重受限，导致在安装泵管、混凝土振捣时操作难度增大，结构模块墙体高，内部空气流动不畅，存在人员窒息等安全风险。3)结构模块高，混凝土布料困难。结构模块高20．5m，混凝土在浇筑时自由下落高度应≤1．83m，泵车无法直接布料，需采用超高距离布料技术。4)结构模块墙体钢板侧压力要求严、变形控制难度大，如何在结构模块混凝土浇筑过程中控制模块钢板墙的变形也是工程一大难点。根据美国西屋设计文件要求，结构模块墙体钢板侧压力≤50kPa，要求严，混凝土浇筑如采用传统分层方法施工，其每层最大浇筑高度为2．1m，需10层才能完成模块内自密实混凝土施工，施工周期长，施工缝处理困难，质量无法保证，经济性差，因此，需改进浇筑工艺。3研究确定大型结构模块主要关键技术3．1超高距离混凝土布料技术结构模块的高度>20m，混凝土在浇筑时自由万方数据 92施工技术第43卷下落高度≤1．83m，泵车无法直接布料，在墙体每个布料点内架设垂直方向泵管(其外径为134mm)作为混凝土布料的串管，由于自由高度近21m，通过在串管末端设置收口的泵管，避免自由高度太大自密实混凝土浇筑到墙体内以后产生离析。3．2自密实混凝土一次性回旋连续浇筑技术APl000核电站建造过程中，结构模块高度>20m，根据技术规格书的要求，混凝土在浇筑过程中对模块墙体钢板侧压力≤50kPa，通过计算，混凝土未初凝的情况下最大浇筑高度为2．1m。采用传统分层方法施工，需10层才能完成模块内自密实混凝土施工，施工周期长，施工缝处理困难，质量无法保证，并且经济性不好。通过自密实混凝土初凝时间以及现场施工时间的安排，设计结构模块内自密实混凝土回旋连续浇筑工艺，根据侧压力50kPa的要求，换算浇筑高度为2。1m，考虑将施工单元高度定为2m，而每单元又分为4层，每层为O．5m。2m高度施工时间约为14h，混凝土的初凝时间为10．5h，在浇筑下一个2m单元时，紧前单元的前两层已经凝固，不产生侧压力，混凝土侧压力的有效高度约为1．5m<设计值2．1m，故以此对模块变形进行控制，如此循环直至混凝土浇筑结束。3．3混凝土浇筑墙体钢板防变形控制技术结合回旋连续浇筑工艺的实施，对模块钢板墙的变形过程进行监测，控制结构模块混凝土浇筑过程的变形。首先对模块内的浇筑高度进行标识，每层浇筑高度为0．5m，在混凝土浇筑前对模块变形初始值进行统计，然后浇筑过程中进行监测，通过初始值的对比监测模块变形。3．4受限空间自密实混凝土施工结构模块内空间狭小，内部钢筋、锚钉、管道等诸多材料密