度申核岛反应堆厂房安全壳施工课件Word文件下载.docx

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本文介绍了田湾核电站3号反应堆厂房双层安全壳施工的钢筋、贯穿件、预应力、混凝土等相关施工技术及质控要点，用以指导田湾核电站4号反应堆安全壳施工的质量控制及国内类似双壳结构施工的质量控制。

关键字：

安全壳钢筋预应力混凝土工艺流程控制措施

TheConstructionPointsofContainmentforNo.3 

NuclearReactor 

Quchangqing

（Beijingstarbecsengineeringmanagementco.,LtdHebeiShijiazhuang）

Abstract:

containment 

isamarkerof 

nuclearpowerplant, 

whichcontainsthemainprocess 

equipment,suchasthe 

reactorand 

thesteamgeneratorsand 

soon,andwhichistheendof 

asafetybarrieraroundtoeffectivelypreventthe 

leakage 

ofradioactivesubstancesunderaccidentconditions. 

Atthesametime, 

thecontainment 

canwithstand 

theimpactsfromearthquakes, 

hurricanes, 

theplanecrashed 

andothers 

whichisthe 

protectorof 

nuclearpowerplant. 

Therefore, 

theconstructionqualityof 

isofgreatsignificanceforanuclearpowerplant.Theconstructiontechnologyand 

qualitycontrol 

pointsofthedoublecontainment 

constructionoftheNo.3 

reactorbuildinginTianwan 

NuclearPowerPlantareintroducedinthispapersuchasthereinforce-ment,penetration, 

prestress,concrete 

etc.,whichwillbeforguidingthequalitycontroloftheconstructionof 

No.4 

reactorcontainmentforTianwannuclearpowerplant 

and 

similardomestic 

doublecontainment.

Keywords:

Containment,Reinforcement,Prestressed,Concrete,Technologicalprocess,Controlmeasures

1工程概况

31UJA厂房内安全壳为预应力钢筋混凝土结构，+7.0m至+48.6m为筒体部分，+48.6m至+72.5m为半球形穹顶部分。

内壳内表面设有6mm厚的碳钢衬里，内壳筒体壁厚1.2m，内径R22.0m；

半球形穹顶壁厚1.0m，内径R22.0m。

31UJA内安全壳预应力体系为后张拉体系，钢绞线的布置为水平环向和倒U形布置。

内壳外侧120°

和300°

位置设有用于预应力钢束锚固的扶壁柱，扶壁柱在穹顶回合连接成整体。

内壳筒体混凝土总量约为7100m³

、穹顶混凝土总量约为3100m³

，混凝土强度等级B55W6F75；

外壳为强度B40级的钢筋混凝土结构，外壳筒体与内壳筒体同心，外壳筒体内径为R=23.2m,壁厚600mm，外壳顶内半径为R=34.6m,顶标高+74.2m。

内、外壳筒体设有进出内部结构的设备、人员的通道闸门；

内、外壳筒体净间距为1800mm，是水平预应力张拉的主操作空间，同时是内部结构和外围厂房联系的工艺管道和电缆等的输送空间。

2双壳施工工艺流程

钢衬里骨架安装→钢衬里板现场组装、焊接（包括内壳贯穿件的安装、焊接）→钢筋绑扎、机械连接→预应力管道安装、应力应变仪表的安装→贯穿件（外壳）、预埋件安装→模板吊装、支设→混凝土浇筑→模板拆模后混凝土养护→混凝土的修整→后期预应力张拉、灌浆→双壳间隔墙、楼梯及平台板施工→双壳间二次钢结构及工艺管道、线路安装。

（双层安全壳剖面示意见图1）

图1双层安全壳剖面示意

3钢筋安装施工

内壳钢筋直径较大（Φ40），而且贯穿件或洞口结构附加筋较多，现场施工钢筋需一定的施工间隙。

内壳钢衬里骨架宽度为600mm，骨架较宽，结构钢筋在设计上安装间隙较小；

骨架里边距钢衬里设计间距为230mm，距外表面间距为370mm，加上钢衬里板的加强肋和预应力管道（Φ160）占去的空间，里侧钢筋的施工间隙还剩155mm，如果考虑附加钢筋和机械接头增加宽度，里侧水平钢筋施工困难较大。

这就要求钢筋施工按顺序由里向外绑扎，一般先施工内壳里侧竖向钢筋，再里侧水平筋，一次性施工完本层，后外侧竖筋和外侧水平筋，在外侧水平筋施工的同时绑扎拉钩筋和附加钢筋，拉钩筋绑至水平预应力管底时，安装水平预应力管。

在绑扎水平筋时要同时考虑预应力管道和钢衬里骨架对水平拉钩筋的影响。

4贯穿件施工

4.1贯穿件的安装

按设计要求，3号核岛反应堆厂房内部的部分管道需通过内外壳墙体内的贯穿件套筒与外围厂房接通，这就要求施工中要保证内、外壳贯穿件套管安装的同轴性。

内壳贯穿件套管施工时，钢衬里壁板就位焊接后进行方向线和标高定位，现场在钢衬里板上开洞，贯穿件套筒吊装到位后，对正所开洞口位置，利用支撑型钢进行固定，用测量仪器确定贯穿件套管中心线位置，贯穿件套管定位后，套筒内口与钢衬里板焊接，套筒最终加固。

对于外壳贯穿件套筒（与内壳贯穿件套筒同轴）安装施工时，采用以下方法进行检查验收：

将内壳贯穿件套管内外口中心用线连成直线，并延长至外壳贯穿件内外口，调整外壳贯穿件内外口的中心位置，将外壳贯穿件套管内外口的中心位置误差控制在2.0mm内，以便保证内外壳两套管的同轴性。

这样既利于以后工艺管道安装施工，又保证了施工质量。

图2内、外壳贯穿件同轴度检查

5预应力管道安装施工

田湾核电站内安全壳预应力系统采用香港威胜利公司NC6-55后张拉体系，分为水平环向和竖向倒U形。

水平环向束70束，绕筒体墙360°

环向单层布置，钢束两端喇叭口分别位于同一个扶壁柱的两侧；

竖向钢束50根，呈倒U形布置，钢束由一侧筒体经穹顶到达另一侧筒体，导管两端喇叭口分布于4.0m的张拉廊道底板上，在穹顶部位分两层互成90°

布置。

（水平、竖向预应力束布置见下图）

图3水平预应力束布置图

图4竖向预应力束布置图

5.1预应力管道安装重点、难点及质控要点

预应力导管的安装随混凝土结构的施工同步进行，其施工顺序为：

竖向管道下部喇叭口的定位安装→竖向管道的安装、密封及检查验收→水平管道喇叭口的定位安装→水平管道的安装、密封、检查验收及通孔→孔道、排气口、灌浆口的编号标记→竖向管道上部喇叭口的安装→孔道、排气口和灌浆孔的编号及标记。

预应力管道安装应符合施工图纸及《田湾核电站3/4号机组反应堆安全壳预应力系统总体施工方案》（A/CFC）要求。

5.1.1竖向管安装

5.1.1.1竖向管定位

50束竖向钢束，沿φ22600圆周布置，底部喇叭口预埋在廊道顶部的预制板内，安装该盖板必须以喇叭口中心点作为定位点。

5.1.1.2竖向锚固组件安装

竖向束下端锚固组件位于廊道顶板+4.0m上,采用在场外预混凝土板的方式将承压板及喇叭口等锚固组件固定，其固定方法为：

先在车间将承压板、喇叭口和灌浆连接器组件组装好，再在现场通过承压板上的四角螺栓将该组件固定在模板上。

5.1.1.3竖向导管安装

50束竖向预应力导管安装参照设计图纸进行管道安装。

竖向钢

管的安装根据设计文件技术规格书的要求反应堆基础内竖向管安装固定采用角钢支架固定，筒身竖向管固定采取特制的竖向管定位U型筋，与钢衬里的水平或竖向钢肋相连。

图5竖向导管径向、切向偏差检查

5.1.2环向管安装

5.1.2.1环向锚固组件安装

环向管道为180度包角，环向导管锚固组件分别固定在120度、300度三个扶壁柱上，承压板、喇叭口等环向锚固组件同筒身导管一齐安装，与混凝土同期浇筑隐蔽，锚固组件固定方法同竖向锚固组件，采取角钢制作的特殊支架固定。

5.1.2.2环向导管安装

环向管道一般为波纹管，管道安装前，先把固定管道的梯架安装好，梯架沿安全壳布置；

施工从扶壁柱的一侧开始，沿着筒墙依次连接喇叭口组件、钢管、波纹管、钢管、喇叭口组件到另一个扶壁柱侧面，位置校正后，用14#铁丝绑扎牢固；

对于遇到安装孔的孔道，结合管道位置及弯曲半径，用钢筋或角钢制成相对应的梯架，根据图纸要求调整双曲管的弧度及相应的标高，调整完毕后用14#铁丝把

管道固定在支架上。

图6水平管道图片

5.2预应力管道的修补

5.2.1预应力管的修补是指预应力管道从制作开始到浇筑安全壳墙体砼前全过程中，受外力作用导致预应力管变形或破损、移位，而造成不符合项，为此对预应力管道进行的修正。

5.2.2预应力管受碰撞后出现变形的修补

变形的钢管出现严重缺陷、无法用修补来修复的情况时，应把变形部分的钢管割掉（拆除支架），用相同管径和形状，长度为割掉部分的长度再加300mm，两端分别扩口150mm的钢管套在留下的钢管上，使这根管子的总长度符合原有长度的要求，此连接部位在安装前后均要求抹环氧树脂，并敷设热缩胶套密封。

变形的波纹管出现严重缺陷时，把变形部分的波纹管割掉（拆除支架），用内径为100mm，长度为被割掉长度加300mm的波纹管（套管）先旋入一端，深度为150mm，再在相反方向旋入另一端，长度也是150mm，在此以前先套上两个规格为150mm的热缩胶套。

5.3预应力管道安装检查

预应力管道安装完毕后，需参照图纸及技术规格书对管道进行检查，其中包括：

（1）导管的安装标高，竖向导管的切向、径向偏差；

（2）导管的连接及密封性检查；

（3）导管、锚固件等物项的固定是否到位；

（4）导管的排气孔及二次灌浆孔是否留置；

（5）导管混凝土浇筑前及浇筑后通球检查；

（6）导管所有敞开端封堵以防任何杂物进入导管。

图7预应力水平管道通球检查

6混凝土施工重点、难点及质控要点

6.1混凝土布料

内壳混凝土分层施工，每层高度约为2m，混凝土整圈浇筑，留设水平施工缝。

混凝土浇筑过程中，控制每层布料的厚度40cm左右，混凝土浇筑时根据布料设备的效率、混凝土初凝时间计算后适当调整布料厚度。

安全壳爬升模板和内侧钢衬里允许承受的侧压力不超过31KN/m²

，在混凝土布料时，控制浇筑速度，以保证最大侧压力不超过限制。

（侧压力计算如下）

6.231UJA安全壳混凝土施工侧压力计算

混凝土侧压力计算按照“建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008”中的相关要求进行。

（1）侧压力标准值

混凝土侧压力标准值按以下公式计算并取较小值：

F1=0.22γCt0β1β2v1/2=0.22×

24.07×

5.7×

1.2×

1.15×

0.21/2

=18.63KN/m2

其中：

F1——新浇混凝土对模板的侧压力设计值；

γC——混凝土的重力密度，B55混凝土为24.07KN/m3；

t0——混凝土初凝时间，按照t0=200/（t+15）计算，取混凝土温度20℃，t0=5.7；

β1——外加剂修正系数，取1.2；

β2——坍落度影响修正系数，取1.15；

v——混凝土浇筑速度，取0.2m/h。

F2=γCH=24.07×

2.25=54.16KN/m2

取两者中小值，即F1=18.63KN/m2。

（2）振捣混凝土产生的水平荷载标准值

Q2k=4KN/m2

（3）泵送混凝土时产生的水平荷载标准值

Q3k=4KN/m2

（4）荷载设计值

侧压力设计值：

Q1=F1×

1.2=18.63×

1.2=22.34KN/m2

振捣混凝土产生的水平荷载设计值：

Q2=Q2k×

1.4=4×

1.4=6.4KN/m2

泵送混凝土时产生的水平荷载设计值：

Q3=Q3k×

（5）荷载组合

内壳墙体厚度为1200mm，超过100mm，荷载组合时，组合Q1和Q3，即混凝土施工时最大的水平荷载值为：

F=Q1+Q3=22.34+6.4=28.74KN/m2

混凝土施工过程中的最大水平荷载值不超过31KN/m2的限制值，满足设计要求。

根据计算，混凝土平均浇筑速度控制在0.2m/h左右，每层混凝土的浇筑时间原则上不少于10小时。

布料按照顺时针方向，每台布料设备范围相互搭接50cm左右，施工前对每一布料层的标高、每个布料点进行标识。

预应力管道处混凝土浇筑时，应避免将下料点直接设在预应力管道上，防止混凝土冲击埋件和预应力导管。

EAU仪表部位应重点监督，严禁混凝土直接冲击EAU仪表周围50cm以内的位置。

仪表导线等也应加强保护，防止损坏。

6.2特殊部位的混凝土浇筑

对闸门、贯穿件底部等特殊位置，允许振捣棒通过引导装置斜向插入闸门、贯穿件底部振捣，以保证混凝土的密实。

混凝土的布料应从闸门一侧开始，同时通过设在和闸门或贯穿件两侧预留的振捣位置，用振捣棒对混凝土进行振捣，使混凝土从闸门一侧向另一侧流动。

当通过模板上观察孔确认混凝土已充满闸门底，且从闸门另一侧返出的混凝土比闸门底高出20-30cm时，停止下斜，并对混凝土进行仔细振捣。

振捣完毕后开始闸门另一侧混凝土的下料和振捣。

闸门套管底部开设振捣孔，以利于混凝土的振捣，保证闸门底部混凝土的密实。

6.3混凝土浇筑后冲毛

混凝土浇筑完成后，对于内壳混凝土顶面做成由靠近钢衬里一侧向外侧略微倾斜的面，以便施工缝冲毛水能顺利流出。

混凝土接近初凝时进行施工缝冲毛，用高压气加水冲洗表面的浮浆，使石子均匀外露。

7质量控制措施

反应堆厂房属于核辐射和核安全保证的Ι类建筑，双安全壳的钢筋、贯穿件和预埋件安装、混凝土的浇筑质量及密实度、预应力管道安装等施工要求很高，要严格做好各项施工工艺的技术指标控制，并加强以下环节的控制：

（1）加强原材料的检验，保证原材料满足设计要求；

（2）严格控制好钢筋绑扎的先后顺序；

（3）加强内外壳贯穿件同轴度控制；

（4）控制预应力管道的安装定位，并加强对安装完成的预应力管道的保护；

（5）混凝土浇筑前、浇筑中、浇筑后对预应力管道进行通球试验，并全程见证；

（6）模板安装后应重点检查弧度、垂直度、拼缝质量；

（7）模板支设完成应重点检查连接构件是否紧固，托架爬升锥体安全轴销要插到位，检查平台栏杆是否稳固；

（8）检查混凝土的出机温度、坍落度、及入模温度满足要求；

（9）检查首车混凝土发货单的混凝土浇筑部位、强度等级、配合比编号等；

（10）控制每层混凝土的布料厚度、布料点的位置；

（11）控制振捣点的位置、振捣时间、振捣棒插入下层的深度；

（12）控制振捣棒位置，不得碰触钢衬里、埋件、预应力管道、仪表等；

（13）混凝土浇筑过程中，严格控制混凝土浇筑速度，以防混凝土对模板侧压力太大，爬升锥体承载力不够而破坏模板支撑系统；

（14）施工缝的处理时间的控制和效果的检查；

（15）控制混凝土的养护措施及养护时间；

（16）冬期混凝土施工时要做好防冻和保护，确保安全壳的施工质量。

8结束语

双层安全壳结构，在国内核电站目前并不多，随着大功率核电站的发展和人类对核安全要求的日益提高，将有更多双层安全壳结构的反应堆得到应用，田湾核电站3号反应堆厂房双层安全壳施工，为后续双层安全壳施工积累了宝贵经验。

“双壳安全壳”的采用，使田湾核电站安全性能大幅提升，田湾核电站的建设，将为公众带来更为安全、经济、环保的能源保障。

参考文献：

[1]混凝土结构工程施工质量验收标准GB50204-2011

[2]建筑施工手册（第五版）

[3]建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2013