γ辐照车间大体积混凝土防护结构的施工实践

时间日期：2007-2-14 已被阅读次：[5509]

佛山市新一建筑集团有限公司梁丽敏
　　
[提　要]　通过工程实例介绍了γ辐照车间大体积混凝土防护结构的施工技术要点。
[关键词]　辐照、大体积混凝土、防护、裂缝。

　　一、引言
　　γ辐照加工是一种高效的高技术加工手段。它在农业、工业、医疗卫生等领域得到越来
越广泛的应用；已在辐射化工、辐照消毒、辐照食品三方面实现了高速产业化。其原理是利
用放射性同位素钴60放射出的γ射线来实现产品的辐照加工与处理。为防范辐射对环境与人
体的不良影响，采用厚混凝土墙对γ辐照装置作屏蔽防护，是一种经济可行、安全有效的方
法，但混凝土防护结构较复杂，防护墙内有大量的镶入预埋件，混凝土防裂要求严格，施工
难度大，必须采取有效措施确保工程质量。
　　二、工程概况
　　某公司厂房，建筑面积为4391平方米，利用同位素钴－60放射出的γ射线来实现产品的
辐照加工与处理。辐照厂房包括辐照室（含贮源井）、辅助用房、操作大厅等。辅助用房和
操作大厅采用轻钢排架结构。辐照室因防护需要采用现浇厚板、厚墙结构，辐照室的厚板、
厚墙采用C20混凝土，其容重须≥23kN/m3。因为有防辐照的要求，厚墙采用迷宫的形式。
　　贮源井用于放置同位素钴－60放射源，产品经迷道送入辐照室进行γ射线的辐照加工与
处理，再由迷道送回操作大厅进行进一步加工。贮源井外采用沉井法施工，贮源井内壁内侧
覆盖不锈钢覆面，贮源井内充纯净水，同位素钴－60放射源浸泡于纯净水中，使用时吊起对
产品进行辐照。。辐照室厚墙平面布置以及贮源井相对位置见图1：
　　三、施工工艺措施
　　1、辐照室的施工工艺流程
　　辐照室结构的施工流程为：
　　桩基础施工→沉井施工→贮源井内壁结构施工，钢覆面施工→贮源井保护→辐照室承台
施工→辐照室壁板钢筋绑扎，预埋件安装→辐照室壁板模板安装→壁板混凝土施工→辐照室
顶板顶架搭设→厚板钢筋绑扎，预埋件安装→厚板混凝土施工。
　　厚壁根据设计图纸要求与《γ辐照装置设计建造和使用规范》（GB17568－1998）的要
求留设施工缝。
　　2、大体积混凝土配合比的要求
　　由于辐照室混凝土厚墙和厚板有防护的要求，因此必须严格控制混凝土的施工质量，降
低大体积混凝土的水化热，确保大体积混凝土无裂缝出现。混凝土配合比要求为：
　　（1）水泥：采用水化热比较低的水泥，标号为42.5号。在保证混凝土强度与密度的前
提下尽量降低水泥用量以降低水化热。
　　（2）粗骨料：采用碎石，粒径5－31.5mm，连续级配，含泥量不大于1％。选用粒径较
大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水
泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
　　（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于1％，选用平均粒径较大
的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10％左右，同时相应减少水
泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
　　（4）粉煤灰：为改善混凝土的和易性便于泵送，掺加水泥用量15％的粉煤灰。
　　（5）混凝土掺入抗渗微膨胀型外加剂。
　　（6）底板大体积在保证混凝土等级的前提下，使用适当的缓凝减水剂，减少水泥用量
，降低水灰比，减少水化热。
　　（7）采取以下措施降低混凝土入槽温度：
　　进入搅拌机前砂与石子淋水降温。
　　尽量选择气温较低的天气进行大体积混凝土施工。
　　采用地下水池的水作为混凝土搅拌用水，降低混凝土出槽温度。
　　水泥出厂后至少放置7天以上，进搅拌站后转罐，降低水泥温度。
　　（8）泵送混凝土坍落度控制在13±2cm内。混凝土初凝时间不得大于5小时。
　　3、模板安装工艺
　　（1）厚壁模板安装：模板在钢筋绑扎完成并初步验收后方进行安装。模板对拉螺栓采
用12螺纹钢制作。厚壁安装高度达到了6.60m，为保证模板的垂直度，采用拉顶结合的方法
稳定模板。模板外侧在地面上打入木桩，间距约1m，采用Φ48钢管作斜撑，用Φ8钢筋拉结
钢管横檩条。内侧由于墙体之间距离较短，用Φ48钢管对撑固定。其中辐照室板之间距离较
大，则利用顶板的模板顶架进行对撑。
　　由于厚壁厚度最厚达到了2.30m，同时，壁板长度较长，因此在转角处壁板模板无法实
现用对拉螺栓对拉固定。采取外部支顶的方案难以保证混凝土不胀模。因此，利用厚壁中间
的钢筋作为对拉螺栓钢筋。螺栓对称焊接在钢筋上。
（2）厚板采用扣件式钢管脚手架搭设，钢管纵横向间距一般为0.70m。纵横向拉杆的
步距一般为1.4m。
　　（3）为防止施工过程中贮源井覆面不锈钢板被损坏，贮源井模板不拆除，底部灌200厚
砂铺模板和枕木后再架设顶架。
　　4、大体积混凝土的施工要求
　　（1）施工前派专人校对各专业图纸，提出预留孔洞、套管以及预埋构件的施工要求。
预留孔洞及构件安装后需反复校核，施工单位、甲方、设计、监理和各专业安装队伍的负责
人验收并签证确认后方可进行混凝土捣制。由于工程预埋件数量多，工艺要求复杂，因此必
须十分重视，确保万无一失。
　　（2）厚壁采用两台混凝土车泵浇筑。严格控制混凝土的浇筑速度。混凝土对称分层浇
筑，分层厚度最大不大于0.70m，第二层按第一层的反方向进行施工，如此类推。浇筑速度
局部壁板最大不得超过1m/小时。整体平均不得大于0.5m/小时。施工时应特别注意面积较小
壁板的混凝土施工速度，不得过快，杜绝胀模事故的发生。混凝土浇筑顺序如图5所示。
　　（3）混凝土养护与保温措施：混凝土浇筑12小时以内进行覆盖养护。按照大体积混凝
土的施工经验，混凝土内部最高温升出现在混凝土浇捣后的第二天至第三天，为防止混凝土
内外温差超过25℃，壁板与顶板分别采用以下保温养护措施：（a）厚壁：模板不拆除，采
用棉被进行保温保湿覆盖养护。厚壁外侧可再覆盖一层纤维布覆盖。棉被必须保持湿润，不
得对大体积混凝土大量浇冷水。（b）顶板大体积混凝土采用面被覆盖保温保湿养护。先四
周砌120厚砖蓄水，迎水面抹1：2.5水泥砂浆，再覆盖棉被，棉被保持湿润，并不得对大体
积混凝土大量浇冷水。为加强保温作用，面宜再铺一层纤维布或薄膜密封。大体积混凝土温
度监控采用采用混凝土专用测温仪，24小时间歇性监测、记录和分析报警。传感器采用误差
≤±1℃的双金属热电偶。
　　四、实施效果
　　该工程完成后，大体积混凝土无出现裂缝，其防护效果经过专业检测单位的检验，完全
符合规范的要求，施工效果良好。五、结束语
　　γ辐照加工是一种高效的高技术加工手段，但必须严格控制γ辐照装置的放射性对环境
和人的影响。采用混凝土厚板、厚墙防护射线是有效可行的方法。施工单位应在以下几方面
做好技术控制，确保施工质量：
　　1、优化大体积混凝土配合比，降低混凝土水化热。
　　2、模板与顶架安装必须安全可靠，满足混凝土施工要求。
　　3、各种预埋件必须按要求预埋准确。部分预埋件埋设错误是难以进行弥补的。
　　4、控制大体积混凝土施工过程，采用分层分段对称施工的方法，加快混凝土热量的散
发，防止胀模事故的发生。
　　5、做好混凝土的养护工作。
　　参考文献
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　　[3]王铁梦，工程结构裂缝控制，中国建筑工业出版社，1997年。
　　[4]王传祯，唐在民，张赫瑚，任伦，姜世铭，韩全胜，侯福珍，γ辐照装置设计建造
和使用规范（GB17568－1998），中国标准出版社出版，1999年3月。

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