核电站超大环形IRWST水池内环天花后贴法施工技术*

栗建博，刘 军，李 斌，康 军，史宏汝

(中国建筑第二工程局有限公司，北京 100160)

1 工程概况

华龙一号三代核电安全壳内换料水贮存箱(IRWST水池)围绕堆腔建造，结构呈不规则扇形，水池划分为外环池和内环池部分，通过3个通道连成整体，均由底板、墙体和天花部分组成。IRWST水池内环池天花分布在反应堆厂房直径15.59m圆环中的134°～360°～43°范围内，按照覆面板底标高分为-2.600m区、-0.300m区、0.600m区。覆面总面积为571m2，对接焊缝长794m。天花主要构件包括覆面板、折弯件、预埋板、套管、U型钢锚固组件、罩壳。IRWST内环天花上预埋件数量众多、穿楼板套管密集、罩壳尺寸大、标高分区多，覆面板仅4mm厚、空间可变形自由度大，同时板存在大量对接焊缝，不锈钢焊接对环境要求非常严格。不锈钢水池内环天花如图1所示。

图1 不锈钢水池内环天花俯视效果

项目针对IRWST内环天花，提出以下施工方案。

1)先贴法安装方案 即先将天花整体预制成型，再在现场吊装就位。焊缝基本在车间预制，焊接环境较好，且在核电项目中应用先贴法技术较成熟；但该项目内环池天花分区多，且各分区不在同一水平面上，导致预制难度大，存在大量模块间的现场拼接焊缝，天花成型平整度较难控制。

2)后贴法安装方案 将U型钢锚固组件预埋固定后再安装覆面板，可减少覆面板空间可变形自由度，解决不锈钢薄板焊接变形大、焊缝成型质量低等难题，保证天花埋件、套管、罩壳、覆面板安装定位精度。水池内部仅焊接天花覆面板，不影响楼板上部土建结构施工，可有效缩短施工场地占用周期，但天花后贴法安装在以往核电项目中无参考案例。

通过对比两方案，结合现场施工情况，选取后贴法安装方案(见图2)。

图2 后贴法示意

2 技术要点

1)根据内环天花分区要求，在预制车间优先预制U型钢锚固组件、预埋件、套管等，即原材下料、零件加工、部件加工，焊接过程中做好防变形、焊缝充氩保护等措施，同时划分预制车间区域，实现工厂流水化作业。

2)完成现场模板搭设后，利用塔式起重机吊装U型钢锚固组件、预埋件、套管，通过控制U型钢锚固组件安装半径与角度、埋件及套管中心定位、支撑架搭设高度，满足设计图纸要求。验收合格后移交施工平面，进行土建结构施工，做好成品保护及尺寸检测等工作。

3)在内环天花土建施工至混凝土养护完成阶段，同时在不锈钢车间预制内环天花覆面、罩壳，即土建结构与车间预制双线施工。拆模后修复处理混凝土表面，涂刷防尘漆，并抛光U型钢表面。采用除湿机空调等设备调整焊接作业环境，采用喷雾方式降尘。

3 后贴法工艺流程

3.1 施工流程

后贴法施工流程如图3所示。

图3 后贴法施工流程

3.2 流水化作业

根据钢板规格、U型钢尺寸、工艺流程、不锈钢生产车间情况、设备与起重运输能力及施工进度要求等布置流水化作业区域，如图4所示。

图4 流水化作业区域

4 施工方法

4.1 车间预制

4.1.1平台、措施工装设计及制作

由于U型钢组件焊接时易变形，需专门设计带弧度的组装平台，通过平台背部临时夹持工装对不锈钢进行刚性固定，加以千斤顶顶压，校正U型钢焊接产生的变形，保证U型钢组件成形质量。

4.1.2零部件预制

IRWST水池内环天花主要构件包括覆面板、弯板、预埋板、罩壳、锚固组件。

1)U型钢背肋网片焊接 U型钢表面需紧贴覆面板，其平整度直接影响覆面板平整度，锚固组件焊接时需重点控制与覆面板接触面的平整度。

2)覆面板下料 覆面板车间下料通常采用激光切割机切割，短件和薄件也可采用剪板机下料，需保证坡口角度及直线度，减小组对间隙偏差。

3)罩壳加工 将罩壳在车间焊成整体，与覆面板进行现场焊接，应重点控制罩壳角钢框上表面的平面度。

4)弯板加工 直边弯板按照加工图下料后折弯。弧面弯板下料时在宽度方向上预留≥20mm余量，先折弯成直角，再进行弧度加工，需严格控制折弯角度，折弯后进行切割。长度方向上沿覆面板每边的总余量≥30mm，在现场拼装时进行切割。

5)预埋板加工 预埋板下料后，与覆面板的对接位置坡口采用机械加工。预埋板于车间加工后，在现场焊为一体。

4.2 后贴法安装

4.2.1支撑体系搭设

1)根据进度计划，合理安排脚手架搭设，尽量避免因用于钢筋施工的脚手架无法用于钢覆面板安装而重复搭拆。

2)根据覆面板形状搭设脚手架，脚手架设上、下爬梯，便于施工人员操作。模板铺设后抄平模板整体，确保符合天花板位置和平整度公差要求。

3)采用新模板，光滑的一面朝上。

4.2.2一次预埋构件安装

1)先测量放线，定出套管、U型钢骨架、埋件安装位置，并放出安装控制线，与U型钢位置错开适当距离，避免U型钢就位后盖住控制线，无法进行精调及复验。

2)根据放线情况，在支撑架模板上切割套管安装孔及预埋件就位槽。

3)采取措施加固一次预埋构件。将U型钢焊接成整体。预埋件安装后与周围U型钢连接固定，钢筋绑扎后复核埋件位置，并与钢筋连接加固。套管安装后，在模板下部沿套管1周进行加固，在套管上部增加不锈钢型钢，一端焊接在套管外壁上，另一端与钢筋或U型钢连接。通过以上加固措施，将一次预埋件的水平位置公差控制在±10mm内。

4.2.3成品保护

当在水池内环天花预埋构件时，应控制构件安装精度、注意成品保护。通过控制支撑架沉降，浇筑前加固一次预埋构件，以保证安装位置，成品保护措施如下：①钢筋施工过程中，禁止碰撞不锈钢构件，以免构件偏位；②禁止钢筋直接接触不锈钢，可采用不锈钢垫板隔开钢筋；③混凝土浇筑前，为防止进浆，可在套管上部增加盖子进行密封；④对预埋件、套管管板、U型钢下表面浇筑混凝土前进行贴膜保护。在预埋件、套管管板与钢覆板面对接位置设置垫板，贴膜必须到位，以免混凝土浆流入垫板缝隙。

4.2.4混凝土面修整

当混凝土浇筑完、模板拆除后，应复验水池内环天花紧贴的混凝土面标高及位置，修整混凝土面标高有超差的地方，对混凝土面进行修磨或抹灰，打磨抛光因混凝土浇筑导致表面污染的一次预埋构件，如U形槽钢、套管、预埋板等。

因-0.300，0.600m处的天花混凝土面与池底间距过大，需搭设移动平台脚手架。修整混凝土面后，在其表面涂刷防尘漆，避免混凝土面集结灰尘影响覆面板清洁度及焊接质量。

4.2.5倒运工装布置

为方便水池内环天花不锈钢覆面板倒运，将内环池-2.600m处的天花B，C区设置为二次浇筑区，并在0.600m天花处设置单轨吊，将单轨吊和天花预埋板固接在一起。

根据07SG359—5《悬挂运输设备轨道图集》，单轨吊为平行于斜梁且在斜梁下的轨道，采用Q235B的I20a，与天花预埋板连接的不锈钢板为10mm 厚的022Cr19Ni10，选用M16受拉螺栓，现场固定单轨吊所用埋件位置如图5所示。单轨吊两侧需设置车挡，如图6所示。

图5 单轨吊布置

图6 车挡形式及尺寸

4.2.6支撑架搭设

完成池壁池底龙骨安装及二次抹灰后，在池底铺设硬木板进行防护，然后搭设支撑架，以便安装天花覆面板。

水池内环池底标高为-5.240m，天花标高分别为-2.600，-0.300，0.600m，除-2.600m处天花可不搭设支撑架外，其余部分由于天花与池底高差过大，均需搭设支撑架。

1)-2.600m处天花无须搭设支撑架，焊接时焊工可站在临时脚手架上。

2)-0.300，0.600m处天花由于距池底过远，需根据施工进度合理搭设支撑架，支撑架应有上下爬梯，便于施工人员上下。支撑架应在距天花板垂直距离约1.9m处搭设操作平台，方便施工人员进行材料转运及覆面板焊接。-0.300m处天花D区操作平台边缘需设置承重脚手架，便于材料转运。

4.2.7覆面板定位放线

将一次预埋构件打磨抛光后，放出覆面板安装线，作为覆面板就位基准线。现场应根据实际需求，放出安装控制线，用于检查焊接后尺寸位置。

4.2.8覆面板余量切割

1)在现场实测实量所有天花覆面板四边长度、对角线长度及一次预埋构件(预埋板、套管管板)在天花覆面板上的相对位置后，车间应根据该尺寸下料，内池内环天花共8个区，-2.600m处A区天花面积最大，为防止累积偏差，由中间向两侧第4列长边预留≥10mm的余量，进行现场切割(见图7)。其余7个区域面积较小，综合考虑，不留余量边。

图7 -2.600m A区天花覆面板

2)覆面板下料后，在车间按照图纸规定布置覆面板四边塞焊圆孔，并在现场对一次预埋构件(预埋板、套管管板)及有余量边的位置进行钻机开孔，塞焊圆孔布置如图8所示。

图8 塞焊圆孔布置示意

3)覆面板上的预埋板、套管管板等位置需在现场开洞或开槽口，切割要求如下：①根据一次预埋构件与覆面板相对位置，划出切割线；②由经验丰富的铆工使用砂轮切割机沿切割线切割，监火人员注意切割情况；③同一人员切割一段时间后，更换人员继续切割，防止因疲惫导致切割错误；④进行切割或其他打磨作业时，应用木方垫起覆面板，使用防火布、挡火板做好隔挡，防止飞溅。

4.2.9覆面板定位

水池内环天花覆面板单块最大尺寸为5 000mm×1 250mm×4mm，重约200kg，人工将覆面板倒运至安装位置的脚手架上，利用顶升装置顶升覆面板就位，贴合混凝土楼板面后，使标高、平整度满足设计要求。

内环天花覆面板共约150块，因此部分覆面板采用液压顶升装置进行辅助就位，现场应根据实际情况，合理选用人工或液压顶升方式进行覆面板就位。液压顶升就位如图9所示。

图9 液压顶升就位示意

液压顶升就位后，将覆面板放置在平台上，通过顶升缓缓撑起覆面板，直至与混凝土面贴合，调整液压顶升位置使覆面板精确就位。使用脚手架管加顶托形式顶紧覆面板，顶托与覆面板间应用木方隔开。

4.2.10覆面板组对、焊接、加固

将每块覆面板四边设置φ12的圆孔，用于加固覆面板。覆面板就位精调后，进行点焊固定，覆面板焊接接缝后，进行圆孔填充、盖面。

为保证覆面板焊接质量，现场采用分段退焊的方法，将整条焊缝按照≤500mm间距进行分段。焊接时应严格控制焊接环境，按焊接工艺规定的参数施焊，环境温度≥-10℃，焊件温度≥5℃，现场相对湿度<90%，风速≤2m/s。现场施工时，应防止空气对流影响电弧稳定。

作业区域应设置温湿度表，每天至少记录2次温湿度情况，一旦发现温湿度超标，应立即停止焊接作业，并使用除湿机或其他工具控制湿度。每天进入作业区域后，安排专人检查作业区域，观察是否存在墙面渗水情况，一旦发现问题，及时处理，以免影响焊接作业。

水池内环为受限空间，焊接时应注意空气流通及施工人员身体状况，一旦发现不适症状，及时撤出。

4.2.11整体尺寸检查及成品保护

覆面板焊接完成后进行无损检测，合格后验收水池内环天花整体尺寸，IRWST水池内环天花覆面板的安装公差为-5～20mm，覆面板平整度公差为20mm/m。尺寸验收合格后，对覆面板进行成品保护。

5 结语

华龙一号三代核电IRWST水池内环天花采用后贴法施工技术，在不影响天花使用功能的前提下，先安装天花钢覆面板，再进行U型钢锚固组件，然后安装覆面板，减少覆面板空间可变形自由度，有效解决不锈钢薄板焊接变形大、焊缝成型质量低等难题，并保证天花埋件、套管、罩壳、覆面板的安装定位精度。同时水池内部仅天花覆面板存在焊接工作，不影响楼板上部土建结构施工，可有效缩短施工场地占用周期。