趙建忠 武 偉

(國(guó)核工程有限公司，上海 200233)

1 概述

作為預(yù)埋在混凝土中的構(gòu)件，預(yù)埋件是用于外部結(jié)構(gòu)、設(shè)備基礎(chǔ)安裝固定的錨固件。預(yù)埋件大多由金屬制造，在工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用十分普遍［1，2］，在三代AP1000核電站中應(yīng)用范圍也很廣泛，安全殼廠房、輔助廠房、附屬?gòu)S房等廠房施工中均需安裝大量的預(yù)埋件，為后續(xù)的土建施工、管道和電氣支架以及設(shè)備等物項(xiàng)安裝提供了重要的連接支撐，是實(shí)現(xiàn)連接物項(xiàng)與土建基礎(chǔ)牢固連接進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物項(xiàng)應(yīng)有功能的重要組成部分。預(yù)埋件施工對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量、工期的影響很大，其位置設(shè)置和強(qiáng)度都是影響建筑工程質(zhì)量的主要因素［3］。本文結(jié)合AP1000核島預(yù)埋件設(shè)計(jì)特點(diǎn)和三門(mén)核電核島建設(shè)中的施工經(jīng)驗(yàn)，探討AP1000核島預(yù)埋件施工質(zhì)量控制技術(shù)要點(diǎn)。

2 AP1000核島預(yù)埋件設(shè)計(jì)特點(diǎn)

AP1000核島的預(yù)埋件圖紙量約占整個(gè)核島設(shè)計(jì)土建圖紙量的15%，其中輔助廠房和附屬?gòu)S房的預(yù)埋件最多，安全殼廠房的預(yù)埋件設(shè)計(jì)要求最高。預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)形式主要有:預(yù)埋鋼板和預(yù)埋螺栓。設(shè)計(jì)上發(fā)布的通用預(yù)埋鋼板規(guī)格有32種，預(yù)埋螺栓有22種，此外還有一些規(guī)格、材質(zhì)有特殊要求的預(yù)埋件，這些預(yù)埋件多分布在安全殼廠房，制作工藝較為復(fù)雜，常用來(lái)支撐重要的設(shè)備。核電廠設(shè)備安裝要求精度較高，進(jìn)而對(duì)預(yù)埋件的安裝要求也較高。

2．1 預(yù)埋鋼板

預(yù)埋鋼板(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“預(yù)埋板”)主要是由鋼板和在其上焊接的錨固件共同構(gòu)成的一種預(yù)埋板件。在AP1000核島中，除結(jié)構(gòu)模塊上的預(yù)埋板(又稱(chēng)“OLP”板)外，預(yù)埋板共有兩種結(jié)構(gòu)形式，分別為帶錨固釘?shù)念A(yù)埋板(HA型，板面材質(zhì)為ASTM A36，見(jiàn)圖1a))和帶錨固鋼筋的預(yù)埋板(DWA型，板面材質(zhì)為ASTM A572，見(jiàn)圖1b))，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，HA型預(yù)埋板共有18種，DWA型預(yù)埋板有14種。

圖1 HA型和DWA型預(yù)埋板構(gòu)造示意圖

2．2 預(yù)埋螺栓

預(yù)埋螺栓螺桿材質(zhì)為ASTM F1554，螺帽材質(zhì)為ASTM A563。螺栓底部設(shè)有方形錨固板，材質(zhì)為ASTM A36，以便在混凝土中起到有效的錨固作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，預(yù)埋螺栓也分為兩種類(lèi)型，分別為不帶套筒預(yù)埋螺栓(TYPE1型，見(jiàn)圖2a))和帶套筒預(yù)埋螺栓(TYPE2型，見(jiàn)圖2b))。根據(jù)螺栓直徑和長(zhǎng)度不同，共有11個(gè)尺寸等級(jí)，22種規(guī)格。

圖2 TYPE1和TYPE2型預(yù)埋螺栓構(gòu)造示意圖

2．3 預(yù)埋件分類(lèi)

在AP1000核島建設(shè)中，可將預(yù)埋件按照使用目的劃分為以下幾類(lèi):

1)土建結(jié)構(gòu)用預(yù)埋件:主要用來(lái)安裝鋼梁、角鋼、門(mén)框、防火墻及活動(dòng)地板支架等鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

2)管道支架用預(yù)埋件:布置在廠房里的管道(風(fēng)管和水管)支架結(jié)構(gòu)需固定在預(yù)埋件上。由于要承受較大的動(dòng)荷載，此類(lèi)埋件一般較大，且多采用DWA型預(yù)埋板。

3)電氣支架用預(yù)埋件:電氣托盤(pán)一般較大無(wú)動(dòng)荷載，因此其電氣支架所用的預(yù)埋件較小，多采用HA型預(yù)埋板。

4)模塊用預(yù)埋件:對(duì)于CA20，CA01和CB系列等墻體結(jié)構(gòu)模塊，多通過(guò)與預(yù)埋板焊接的方式來(lái)連接固定結(jié)構(gòu)模塊。還有一批樓板模塊，如CA22，則要放置在預(yù)埋板上焊接的角鋼或牛腿上。

5)設(shè)備用預(yù)埋件:設(shè)備主要通過(guò)與預(yù)埋件的連接，固定到廠房主體結(jié)構(gòu)上。對(duì)于核島中的一些大型設(shè)備，如壓力容器、穩(wěn)壓器等核級(jí)設(shè)備，其連接所用的預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)形式是特殊的，安裝要求也較嚴(yán)格。

3 AP1000核島預(yù)埋件施工質(zhì)量控制

3．1 施工方式

在AP1000核島建設(shè)中，預(yù)埋件施工工藝流程可分為:1)圖紙準(zhǔn)備;2)下料加工;3)出廠驗(yàn)收;4)測(cè)量定位;5)校對(duì)尺寸和位置;6)安裝固定;7)支模板并澆筑混凝土;8)養(yǎng)護(hù)與拆模;9)檢查施工質(zhì)量;10)修補(bǔ)處理(如有)。但由于AP1000核島預(yù)埋件安裝數(shù)量多、類(lèi)型多，部分形狀較大，且墻、板鋼筋密度大，使得預(yù)埋件有效安裝空間小，常與其他物項(xiàng)相碰撞。尤其是DWA型預(yù)埋板，由于錨筋由美標(biāo)鋼筋代換成國(guó)標(biāo)以后，錨固長(zhǎng)度由686 mm變?yōu)?14 mm，現(xiàn)場(chǎng)施工較為困難。原則上預(yù)埋件應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)鋼筋施工完成后進(jìn)行安裝，并根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)分層分段情況，按照施工進(jìn)度進(jìn)行有組織的流水作業(yè)。安裝固定是預(yù)埋件施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不同位置和不同大小的預(yù)埋件，其選用的固定方法也不同。預(yù)埋件安裝前，應(yīng)先支設(shè)有足夠剛度和穩(wěn)定性的固定支架，在支架上標(biāo)注相對(duì)標(biāo)高點(diǎn)，底部應(yīng)焊接可靠，且必須自成體系。若預(yù)埋件尺寸較小，可將其直接綁扎在主筋上;對(duì)于面積大的預(yù)埋板，除用錨筋固定外，還要在其周邊設(shè)置限位附加鋼筋，防止預(yù)埋件移動(dòng)，安裝示意圖見(jiàn)圖3。對(duì)于預(yù)埋螺栓，由于安裝精度一般要求較高，需用角鋼固定，并用附加鋼筋形成的支架支撐，以防止螺栓移位，其安裝固定示意圖見(jiàn)圖4。

圖3 預(yù)埋板安裝固定示意圖

圖4 預(yù)埋螺栓安裝固定示意圖

在預(yù)埋件安裝固定完成后，應(yīng)組織對(duì)其安裝質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后支模板并澆筑混凝土。混凝土養(yǎng)護(hù)完成后，拆模和復(fù)檢預(yù)埋件。

3．2 預(yù)埋件施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3．2．1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

前期準(zhǔn)備中，要充分理解和審核預(yù)埋件設(shè)計(jì)圖紙，重點(diǎn)檢查圖紙上是否有開(kāi)口項(xiàng)、圖紙錯(cuò)誤以及埋件類(lèi)型和位置等信息是否完整。結(jié)合連接構(gòu)件相關(guān)圖紙，檢查預(yù)埋件大小、位置和數(shù)量是否滿足后續(xù)安裝要求。要重點(diǎn)解決前期圖紙中可能影響預(yù)埋件安裝的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上制定安裝作業(yè)施工方案、質(zhì)量計(jì)劃和措施。特別強(qiáng)調(diào)的是，在施工技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程中，要和其他專(zhuān)業(yè)如管道、通風(fēng)、電氣和設(shè)備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員充分溝通，準(zhǔn)確理解設(shè)計(jì)意圖，盡量避免預(yù)埋件遺漏。

3．2．2 加工制作質(zhì)量控制

預(yù)埋件加工前，應(yīng)首先了解其類(lèi)型和數(shù)量，然后按設(shè)計(jì)要求制作，制作完成后對(duì)其進(jìn)行標(biāo)識(shí)，標(biāo)明預(yù)埋件所用子項(xiàng)編號(hào)、工程部位及規(guī)格等。預(yù)埋件的原材料須使用設(shè)計(jì)指定的產(chǎn)品，加工前應(yīng)檢查其合格證，并進(jìn)行必要的成分分析及性能試驗(yàn)。鋼筋的調(diào)直下料以及鋼板的劃線切割需根據(jù)圖示尺寸認(rèn)真實(shí)施。鋼板應(yīng)使用大型裁板機(jī)切割，禁止使用氧氣焊燒切。此外，預(yù)埋件的焊接質(zhì)量還關(guān)系到其結(jié)構(gòu)受力的穩(wěn)定性，當(dāng)焊接質(zhì)量不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致錨筋脆斷等質(zhì)量問(wèn)題，最終影響到結(jié)構(gòu)的安全，因此焊條、焊劑型號(hào)和焊縫高度、寬度都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。在焊接工藝評(píng)定合格后方可開(kāi)始焊接工作，且應(yīng)進(jìn)行探傷試驗(yàn)，以保證焊接質(zhì)量。

預(yù)埋件制作完畢后應(yīng)提交產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收單、所用材料的質(zhì)量證明書(shū)和試驗(yàn)報(bào)告、NDE檢測(cè)報(bào)告等，并應(yīng)指派專(zhuān)人核對(duì)規(guī)格、形狀、幾何尺寸和數(shù)量是否一致后按預(yù)埋件使用先后順序進(jìn)行運(yùn)輸，在指定地點(diǎn)按標(biāo)識(shí)分類(lèi)堆放。預(yù)埋件堆放不宜過(guò)高，且應(yīng)保證埋件堆間寬度不小于0．5 m。在加工、制作、運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中一定要保護(hù)好預(yù)埋件成品，防止給后續(xù)施工增加難度。

3．2．3 現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量控制

成立預(yù)埋件安裝管理小組，組建技術(shù)力量成熟的安裝隊(duì)伍。在安裝前，由管理人員和技術(shù)人員向具體施工人員進(jìn)行安全和技術(shù)交底，使每一個(gè)施工人員都能熟知預(yù)埋件的作業(yè)規(guī)程、施工工藝、吊裝要點(diǎn)等安全、技術(shù)和質(zhì)量要求。

預(yù)埋件的安裝質(zhì)量還主要來(lái)源于測(cè)量的控制，所選測(cè)量?jī)x器的各種參數(shù)必須符合工程測(cè)量的精度要求。施工前，應(yīng)逐一對(duì)預(yù)埋件安裝位置進(jìn)行放樣，軸線及標(biāo)高定位點(diǎn)須設(shè)置在固定物件上，做好明顯標(biāo)志，防止人為破壞。預(yù)埋件起吊過(guò)程中，應(yīng)始終保持水平狀態(tài)，不發(fā)生傾斜、搖晃現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)完善安全防護(hù)設(shè)施，搭建吊裝平臺(tái)及周邊防護(hù)欄桿，確保施工人員的施工安全。對(duì)于大的預(yù)埋件采用吊車(chē)一步吊裝到位，及時(shí)安裝。對(duì)于小的構(gòu)件吊車(chē)吊到位后人工采用手拉葫蘆定位，焊接或是鉚接牢靠。

預(yù)埋件安裝時(shí)，錨筋不應(yīng)中止在保護(hù)層內(nèi)，且設(shè)置在主筋內(nèi)側(cè)，板面不應(yīng)凸出于混凝土表面。預(yù)埋件就位后，進(jìn)行位置校正，偏差須符合設(shè)計(jì)規(guī)定。對(duì)某些由于客觀原因造成確實(shí)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況，應(yīng)及時(shí)和設(shè)計(jì)方聯(lián)系協(xié)調(diào)解決。

3．2．4 混凝土澆筑過(guò)程中的質(zhì)量控制

為防止?jié)仓蟊砻姹换炷翝{所覆蓋，預(yù)埋件安裝前應(yīng)在其四周貼海綿條或雙面膠，確保與模板結(jié)合緊密。在預(yù)埋件附近澆筑時(shí)要對(duì)稱(chēng)均勻下料，小心謹(jǐn)慎振搗，盡量做到附加應(yīng)力最小?；炷羶A倒高度要高出預(yù)埋件表面，使混凝土與其充分接觸，不發(fā)生空鼓;澆筑時(shí)，預(yù)埋件易受到外界因素的干擾，應(yīng)邊振搗邊觀察，及時(shí)校正預(yù)埋件位置，避免產(chǎn)生過(guò)大位移。對(duì)于特大預(yù)埋件，需在板面上鉆振搗孔用來(lái)振搗混凝土，但開(kāi)孔的位置及大小不能影響預(yù)埋板的正常使用。

3．2．5 成品質(zhì)量控制

澆筑完成后，需加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止混凝土產(chǎn)生干縮變形引起預(yù)埋件內(nèi)空鼓。拆模后應(yīng)對(duì)表面有灰漿的預(yù)埋件進(jìn)行清理，按要求對(duì)外露部位涂刷防銹漆，并重新進(jìn)行標(biāo)識(shí)。所有預(yù)埋件都應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢，重點(diǎn)復(fù)核規(guī)格、型號(hào)是否正確，位置、高程是否符合圖紙要求。要及時(shí)做好對(duì)預(yù)埋件的成品保護(hù)，避免撞擊、泡浸、電焊飛濺、火烤等對(duì)其造成損壞，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求作好防腐和保養(yǎng)措施。

3．3 加強(qiáng)預(yù)埋件施工質(zhì)量的管理協(xié)調(diào)措施

精心的施工管理和嚴(yán)格的技術(shù)措施是保證預(yù)埋件施工質(zhì)量的有力措施。對(duì)預(yù)埋件施工這一重要環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)總體施工計(jì)劃完成圖紙審核、作業(yè)方案編制、埋件交付和安裝等工作。埋件安裝過(guò)程中，所配備的專(zhuān)職安全管理人員及技術(shù)人員，要和現(xiàn)場(chǎng)施工人員建立有效的溝通渠道，全過(guò)程指導(dǎo)監(jiān)督預(yù)埋件安裝。對(duì)于和管道、洞口和密集鋼筋產(chǎn)生位置沖突的埋件，要早發(fā)現(xiàn)早處理，要充分利用鋼筋的可調(diào)整性，來(lái)保證埋件的精確就位。

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)埋件安裝是三代核電AP1000核島建造過(guò)程中土建工作的一個(gè)重要的施工活動(dòng)之一，是一項(xiàng)復(fù)雜又細(xì)致的工作，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)安全有很大的影響。本文結(jié)合三代核電AP1000建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，介紹了AP1000核島預(yù)埋件設(shè)計(jì)特點(diǎn)和預(yù)埋件的現(xiàn)場(chǎng)施工方式，重點(diǎn)分析了預(yù)埋件的施工質(zhì)量控制技術(shù)要點(diǎn)，可為其他類(lèi)似項(xiàng)目提供參考。

［1］李澤源．對(duì)工程預(yù)埋件施工工藝的探索［J］．水利科技與經(jīng)濟(jì)，2008(10):849-850．

［2］白 天，寇民道，劉永濤．大型工程預(yù)埋地腳螺栓及預(yù)埋件施工要點(diǎn)［J］．河南建材，2009(4):138-139．

［3］戚海剛．保證鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件預(yù)埋施工質(zhì)量的探討［J］．山西建筑，2007，33(2):240-241．