中十冶集团投资开发有限公司 陕西西安 710043
摘要：辐照室在源室设计上采取迷宫式大体积超厚混凝土结构作为辐照源的屏蔽物，不允许在砼结构上产生细微裂缝或直接贯穿的孔洞，并且砼结构几何尺寸要求非常严格，以防止辐射源外泄。我公司从复杂模板结构设计及构造、控制混凝土浇筑温度及时间，使得防辐射墙体一次成型没有出现贯通的、有害的裂缝等结构缺陷，墙体防辐射达到设计要求。
关键词：辐照室；大体积超厚混凝土；无施工缝；一次成型
1.前言
辐照室主要作用是采用γ射线辐照装置对日用产品进行消毒、灭菌、对水果、蔬菜、食品等进行保鲜防腐。辐照室在源室设计上采取迷宫式大体积超厚（源室砼墙体厚度在2m以上，墙净高为5m以上）混凝土结构作为辐照源的屏蔽物，不允许在砼结构上产生细微裂缝或直接贯穿的孔洞，并且砼结构几何尺寸要求非常严格，以防止辐射源外泄。这就给墙体支模和混凝土施工带来了很大的困难。
根据辐照室的建筑特点和防辐射的要求，我公司是在传统的超厚墙体大体积混凝土基础上，利用模板结构设计及构造及混凝土浇筑时间及温度控制，采用特殊螺旋式对拉螺栓对射线进行衰减并最终全部吸收在混凝土墙体内，同时穿过屏蔽结构的预埋件一律采取“迷路”方式，实现防辐射墙体无施工缝一次施工分层浇捣成型，墙体验收质量达到辐照室防辐射设计要求。
2.主要施工方法
2.1施工准备
⑴编写辐照室施工组织设计及模板工程、混凝土工程专项施工方案；
⑵确定混凝土的配合比，选择合适的原材料，以保证混凝土的高密实性要求；
⑶选择合适的模板及支撑体系、对拉螺栓等，并进行计算；
⑷准备各种辅助材料及施工机械；
⑸由项目部向施工作业班组进行技术交底，保证工人按照技术要求进行施工。
2.2模板设计与施工
⑴超长超厚“迷宫式”墙体混凝土较普通混凝土墙体厚度大，高度也较高，墙体混凝土对模板产生的作用力很大，这就对超厚墙体混凝土模板支撑体系提出了特殊的要求。加之模板及支撑使用量大，占用时间长，直接影响混凝土结构施工安全和工期。因此我们对辐照室超长超厚“迷宫式”墙体混凝土的模板与支撑体系采用计算机计算，对模板的选型、模板的验算、支撑体系的选型、支撑体系的验算进行分析。
⑵由于墙体为迷宫式，整体结构较为复杂，无法采用定型钢模板，而大模板需要事先精密策划设计，加工量较大。因此我们采用了较为灵活的木模板。模板采用18mm厚的木模，加固采用100mm×100mm木方和φ48mm钢管进行加固。
⑶为了确保结构截面尺寸和构件尺寸的准确，模板安装时要求采用轴线和边线两项控制，校核墙的位置。为了保证墙的几何尺寸，辐照室及迷道的墙体模板支撑体系采用满堂架支撑，外墙外模板支撑采用双排架。墙体模板用钢管斜撑加强固定，在墙模两侧标高1500mm、3000mm、4500mm处加3道钢管斜撑，每组间距1000mm。斜撑地面固定点要求采用φ48钢管打入地面不小于1500mm深，斜撑用扣件整体连接固定。另一端与模板面加固钢管连接，沿墙模板长度方向两侧每间隔500mm竖向设置。墙模板
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内侧支撑与顶板内支撑体系相连。
⑷墙体支撑体系计算
墙模板的背部支撑由两层龙骨组成，直接支撑模板的龙骨为次龙骨，即内龙骨；用以支撑内层龙骨为外龙骨，即外龙骨组装成墙体模板时，通过穿墙螺栓将墙体两片模板拉结，每个穿墙螺栓成为外龙骨的支点。采用品茗模板计算软件，计算出墙模板面板厚度h=18mm，弹性模量E=6000N/mm2，抗弯强度[ f ]=15N/mm2。具体见下图1：
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图1：模板支撑施工示意图
⑸为了保证建成后辐射源的使用安全，严禁有任何贯通的细微裂缝，因此，传统形式的对拉螺栓是禁止使用的。我们采用新型特殊螺旋式对拉螺栓，保证射线不会泄露。具体见下图2：
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图2：特殊螺旋式对拉螺栓施工示意图
2.3钢筋工程
⑴纵横向钢筋的交叉点用扎丝满扎扎牢。
⑵钢筋绑扎或焊接时，采用卡尺限位，卡尺长4～5m，根据钢筋间距设有缺口，绑扎时在长钢筋的两端用卡尺缺口卡住钢筋，待绑扎后拿去卡尺，既满足钢筋间距的质量要求，又能加快绑扎速度。
⑶由于防辐射墙体整体一次浇筑高度较高，钢筋长度较长，为保证钢筋绑扎位置的准确度、垂直度等，我们设计了一种施工钢架，在辐照室及迷道厚墙钢筋绑扎时设置，还可给工人增加工作面，提高高处施工的安全性，节约工期。
⑷绑扎时钢筋的弯钩朝向混凝土内部，扎丝多余部分向内弯折，以免因外露造成锈斑。为保证混凝土保护层厚度，在紧靠竖筋的柱箍筋上或墙的水平筋上安置塑料卡环，间距为 800×800，呈梅花形布置。
⑸在浇筑混凝土之前，进行钢筋隐蔽工程验收，合格后方可浇筑。
2.4墙体预埋件迷路式施工
⑴辐照室的墙体内有很多的预埋件，考虑到辐射源放射线的因素，预埋件的位置及形式都必须严格按照图纸的设计进行埋设，保证位置的精准性。
⑵穿墙预埋管采取沿墙厚纵、横两方向倾斜45度且室内一侧避开主射线照射区域，预埋管与墙内钢筋焊牢以保证混凝土倾落和浇筑时不产生移位。预埋件固定主要采用附设锚脚绑扎固定的方法。墙体竖向构件用钢丝将预埋件锚脚与钢筋架绑扎在一起，为了防止预埋件位移，锚脚尽量长一些。
⑶预埋件安放一定要按轴线确定其位置，就位后尽量与模板焊接固定，其偏差符合规范要求。混凝土浇筑前检查埋件有无松动、脱落，并及时进行加固。混凝土浇筑时振捣棒尽量避免碰触埋件、钢筋与模板，埋件周围混凝土高出埋件，并仔细振捣，防止混凝土浇筑后出现埋件底部空腔，混凝土浇筑完毕后及时进行埋件位置校正。
2.5混凝土工程
⑴防辐射墙体混凝土采用商品混凝土，由于墙体一次浇筑的混凝土墙体高度均超过2米，所以浇筑时采用串筒辅助浇筑，浇筑时采用顺、逆时针的浇筑方法，每次浇筑高度控制在500mm范围内，第二层浇筑时间控制在下层混凝土初凝之前，振动器采用8米振动器，振动器插入深度必须下层混凝土面以下500mm，振捣器插点要均匀排列，采用“行列式”的次序移动，振动器移动间距为500mm。
⑵混凝土浇筑采用两台混凝土汽车泵浇筑，配备足够的混凝土罐车保证混凝土浇筑的连续性。单台车预计浇筑速度50m3/h，墙体混凝土每500mm分层浇筑，高度控制采用钢管标尺。分两侧站位，24小时同时浇筑。墙体混凝土浇筑时控制浇筑速度在1.5m/h内，避免浇筑速度过快增大对墙模的侧压力，造成爆模。具体浇筑见图3.
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图3：混凝土浇筑施工示意图
⑶墙体混凝土浇筑后，采用便携式电子温度仪进行温度监测，主要任务是检测辐照室墙体混凝土表面温度与结构中心温度，以便采取相应措施，保证混凝土的施工质量。测温点布置要求：在每条测试轴线上，监测点位不少于4个，墙体及底面在距混凝土表面50 mm的位置设置测温点，中间位置间距不大于600mm布置测温点；混凝土测温工具选用便携式建筑电子测温仪；测温传感器及传感导线应固定在钢筋马凳上，并应形成迷路，以防射线泄露。测试元件安装前必须在水下1m处经过浸泡24h不损坏；测试元件周围进行保护，混凝土浇筑过程中，下料时不得直接冲击测温元件及其引出线，振捣时，振捣器不得触及测温元件及引出线。测温时间：在混凝土浇筑完毕12 h开始，前5d每隔2h测一次，以后可延长到4h测一次，10 d后可延长到6h测一次，测量14d。测量中应及时绘制混凝土内部温度变化曲线，从而根据温差变化采取有效的控温措施。当混凝土表面温度与大气温度接近，大气温度与混凝土中心温度的温差不大于25℃时，可以解除保温，停止测温工作。
⑷混凝土采取长时间养护。通过热工计算，墙板侧面模板上采用双层麻袋覆盖，连续浇水保持麻袋湿润14天。麻袋之间搭接长度≥200，上下层错开并与模板牢固连接，用2#元钉固定，使麻袋紧贴模板面，模板在28天后拆除。墙表面因辐照室内密不透风，混凝土水化热形成的热量足以形成保温效果。内墙壁用固定喷管对模板浇水湿润，以保证辐照室内混凝土养护温度不小于10℃，相对湿度大于90%。在混凝土养护过程中，不得采用强制、不均匀的降温措施，否则易使混凝土产生裂缝。
⑸混凝土养护时，为保证混凝土内部与混凝土表面温差小于25℃，表面温度与大气温度之差小于25℃，采用覆盖养护的同时，设置了专人对施工时的气候、测温情况、混凝土内表温差和降温速率进行了监察，预备部分薄膜、麻袋，随时加强养护措施。
3.结论
本工程所采用的工艺原理主要内容为从保证防辐射混凝土密实度高，合理控制温度、延缓降温速度防止水化热产生温差过大产生裂缝，减少混凝土的收缩变形，提高混凝土极限抗拉能力，控制墙体的贯通，通过螺栓本身结构特点对射线进行衰减并最终全部吸收在混凝土墙体内。并对穿过屏蔽结构的预埋件一律采取“迷路”方式，增加预埋件布设长度，减少直通影响。同时不留置任何施工缝，采取分段控制进行超厚迷宫式墙体混凝土一次施工分层浇捣成型。从而使辐照室超厚迷宫式墙体防止辐射达到国家规定标准。
参考文献：
[1]大体积混凝土施工标准（GB50496-2018）