1、1某新型核电站不锈钢水池埋件常见安装问题剖析某新型核电站不锈钢水池埋件常见安装问题剖析 聂俊 1 孙美娟 2 中国核工业华兴建设有限公司核电事业部台山项目部 529228 摘要：针对某新型核电站不锈钢水池埋件出现的凹陷、突出和偏移等问题，通过对测量数据的收集、汇总和分类，找出问题存在的共性，分析其产生的原因，从根源上找出问题的预防措施；同时针对问题埋件对不锈钢水池后续施工所造成的影响进行分析，给出相应处理意见，并进行计算校核，保证处理意见的准确性，为今后类似问题的处理提供理论依据。 关键词：FV 型埋件；检漏槽；锯齿板；凹陷；凸出；偏移 中图分类号：TF764+.1 文献标识码：A 文章编号：
2、 引言：本文所涉及的核电站属于新堆型，由于设计要求和技术标准的差异性导致其不锈钢水池存在较大的不同，由于我们在此类型不锈钢水池方面并没有太多可以借鉴的经验，因此对于目前遇到的问题需要从源头上进行分析和解决。 该新型核电站不锈钢水池采用的是传统的后贴法施工，碳钢埋件只能固定在钢筋上，因此埋件在施工过程中可能会产生较大的偏差，进而会到影响焊接在埋件上方不锈钢检漏槽等构件的安装工作。 2因此为了保证不锈钢水池检漏槽等构件施工质量，在不锈钢工程施工之前就应当对存在偏差的一次混凝土中预埋的碳钢预埋件进行处理，同时埋件问题处理的及时性和准确性将直接影响到整个不锈钢水池的施工质量。 31 现状分析 1.1
3、现状调查 某新型核电站不锈钢水池共计 18 个，主要分布在 HRA 厂房、HK 厂房、HL 厂房，每一个水池中均存在大量的碳钢埋件，这些碳钢埋件是不锈钢检漏槽、设备板、特殊设备板等的支撑基础，其安装的准确性将直接影响到不锈钢构件的安装精度，本文将主要针对支撑不锈钢检漏槽的 FV 型长条形埋件的问题进行分析和处理，为后续不锈钢施工提供解决问题的思路。 根据该新型核电站不锈钢钢水池一次混凝土施工情况来看，每一个水池均存在大量的碳钢埋件出现偏差的情况，主要偏差类型有：凹陷、突出、侧向偏移等，这些问题将导致其上方不锈钢构件安装难度增加，或需要对不锈钢构件进行改造，或导致不锈钢构件无法进行安装。由于埋件
4、问题产生的影响较大，处理周期较长，这势必将对后续不锈钢工作的工期和安装质量产生较大的影响，因此对于埋件问题的处理将会是不锈钢施工前期准备工作的重中之重。 1.2 原因分析 1.2.1 人的原因 由于指导现场作业的技术人员缺乏相关经验，对现场施工可能出现4的风险预计不足，无法预见到可能出现的问题，无法对班组施工提出有效的指导性意见；班组经验不足，对于埋件的加固只是按部就班的安装和固定，对于水池埋件的特殊性没有区别对待，同时责任心较差，存在少数人为了尽快完成工作，没有对埋件进行充分有效的加固；质量检查人员对施工过程的监管、控制不足，对于埋件的检查流于形式，仅对埋件的定位进行抽检，缺乏对加固情况进行
5、检查。 1.2.2 法的原因 由于技术方案的编写仅要求对埋件进行绑扎、点焊等方法进行固定，对现场环境的考虑不足，没有充分考虑埋件在模板支设过程中，容易受到模板支设的挤压力而产生凹陷；埋件在混凝土浇筑过程中，由于混凝土的冲击力和振动棒的扰动而产生不确定方向的位移；模板与钢筋并未结合紧密，而导致埋件的突出。 该新型核电站水池的埋件数量较大，其用途较为广泛，上游设计接口较多，导致信息传递出现不畅，存在个别碳钢埋件的安装坐标与不锈钢构件安装坐标无法匹配现象，使得不锈钢构件无法安装不锈钢图纸进行安装。 上游提供的埋件定位主要采用坐标清单的形式，无法直接用于施工，需要进行二次转换设计，但是技术人员在进行二
6、次转换设计时，可能会出现由于粗心等非主观因素而导致制图错误，导致埋件安装出现偏差。 1.2.4 机的原因 由于埋件采用单个加固，并未考虑到不锈钢构件可能坐落在多块设备板上，这就导致同一个不锈钢构件所需要的多个埋件出现不共面的现5象，造成不锈钢施工难度增加。 未能采用合理的加固措施和工装，导致埋件的加固不够牢固。 1.2.4 环的原因 埋件安装处于水池侧钢筋墙或底板上，在模板支设过程中，埋件容易受到模板支设的挤压力而产生凹陷；埋件在混凝土浇筑过程中，由于混凝土的冲击力和振动棒的扰动而产生不确定方向的位移；模板与钢筋并未结合紧密，而导致埋件的突出。 钢筋墙或底板属于柔性结构，在重力和混凝土的压力作
7、用下会出现加大的变形和下沉，如果没有采取有效的控制措施，将会影响埋件的安装精度。 图 1：鱼刺图 2 应对措施 2.1 事前预控 为保证埋件的安装质量，在施工前应对其进行事前预控。 对已完成的埋件安装情况进行总结，分析施工中的不足，总结成功经验，对相关的技术、质检人员进行培训；加强埋件安装工的技能培训，努力使其技能的到提升，加强班前会教育，增强其责任心。 进行二次设计的技术人员应认真的审阅图纸，并对相关图纸进行核实，一方面对坐标进行核实，保证模板图和不锈钢安装图中所示坐标一致，另一方面通过合并埋件图和不锈钢安装图，核对其位置是否相匹配，在确认没有问题后，方可进行二次设计。在二次设计完成后，应提
8、交质6量检查部门、测量部门进行校对，在各部门分别核对无误后，方可进入审批流程。 根据已有的成功经验对埋件安装方案进行优化和改进，有针对性的给出改进措施，为埋件安装的准确安装提供有力的技术保障。 2.1 事后处理 该新型核电站不锈钢水池中主要的埋件类型为方形和 FV 长条形，在埋件安装完成后，需对所有埋件进行测量，检测安装精度是否符合设计要求，如果存在不符合情况，需要对埋件进行验算和处理，并保证后续安装的不锈钢构件能够符合顺利和准确的安装。 FV 型预埋件主要用来支撑水池的骨架-检漏槽，埋件主要存在的问题为凸出、凹陷和偏移。 图 2：埋件凹陷 图 3：埋件凸出图 4：埋件偏移 根据蓝图要求，不锈
9、钢水池一次混凝土面的公差为 0+20mm,因此当埋件表面超出该范围的均属于不符合设计要求，主要表现为凹陷或凸出；同时考虑到埋件的宽度为 250mm，检漏槽的宽度为 176mm，锯齿板的厚度为 6mm，焊脚尺寸约为 10mm，因此 FV 型埋件允许在平面上偏移的距离为：Y=（250-176-62-102）/2=21mm，超出该值属于不符合设计要求。 图 5：埋件与检漏槽示意图 1.2.4 埋件凹陷 如上图所示，为了保证检漏槽的上表面的位置能够满足设计要求，7需要对埋件凹陷位置的锯齿板（检漏槽支腿）进行加长。根据原设计计算书，FV250 型埋件的凹陷计算考虑了公差的上下限，由于埋件凹陷将会使得锯齿
10、板的长度加长，这将使其柔性更强，从而使锚固件的荷载减少。因此锚固件的柔性将会吸收水池的热应力，使其在运行中更加稳定，因此对于凹陷埋件采用加长锯齿板高度的方式是可行的。 1.2.4 埋件凸出 埋件凸出：根据埋件的突出情况可以分为三个区间来考虑，对于凸出量为 20mm25mm 的埋件，只需减短锯齿板的长度；对于凸出量为25mm30mm，需取消锯齿板直接将检漏槽焊接在锚固板上；对于凸出量超过 30mm 的埋件，需将埋件面板凿出，然后对其背后的混凝土进行凿除，测量符合要求后恢复埋件面板，然后安装检漏。 当埋件的凸出量为 20mm25mm，利用计算软件进行受力进行分析： 图 6：计算模型 表 1： 正常
11、荷载 剪力荷载 弯起侧 8785N -788N 非弯起侧 24006N 67N 总的正常荷载 总的剪力荷载 附加力矩 32781N -721N 5771.3 N.m 根据业主提供的原计算书中的 CEB 方法进行校核： 表：2 8拉力和剪力判定 合力的判定 Max Ns/Nr Max Vs/Vr 0.44 0.00 0.29 由以上表格可知，对于埋件突出量为 20mm25mm 采用减短锯齿板的方法来保证检漏槽上表面的位置是可行的。 当埋件突出量为 25mm30mm，根据实际需要对埋件进行打磨处理，保证检漏的安装不受到影响，检漏将与埋件通过角焊缝进行连接，利用计算软件进行受力进行分析： 图 7：计
12、算模型 表 3 正常荷载 Fx 剪力荷载 Fy 弯起侧 11262N -28736N 非弯起侧 -778N -22785N 根据受力计算焊缝的焊喉： 图 8：检漏与埋件直接焊接 根据实际施工中 a 完全满足上述要求，因此在埋件凸出量为2530mm 时，采用直接将检漏槽焊接在埋件上是可行的。 当埋件凸出量超过 30mm 时，由于检漏槽的上表面已超出设计位置，9导致后续需要安装的衬里板无法保证在公差以内，因此需要对埋件凿除处理，然后对埋件背后的混凝土进行凿出，经测量若埋件的位置能够保证再突出量小于 30mm 即可，然后将面板重新焊接在露出的埋件支腿上，由于焊缝的强度几乎等于母材的墙体，因此只需对埋
13、件和支腿进行塞焊即可。后续检漏槽安装的校核如以上过程，可以满足设计需要。 1.2.4 埋件偏移 当埋件偏移量超过 21mm 时，检漏槽的一个支腿将无法固定在埋件上，因此需要对埋件的宽度进行加宽，然后将检漏的一侧锯齿板焊接在埋件上，以保证检漏槽的顺利安装，考虑的埋件允许的最大偏差为 1/2 检漏槽宽度约 80mm，然后利用计算软件进行受力分析： 图 9：检漏槽偏移 图 10：计算模型 表 4 Fx Fy Mx 支撑 1 9105N 26454N 528N.m 支撑 2 10283N 27140N 528N.m 拉力荷载能够在板上的角焊缝处产生一个力矩，其最大值为： M=Fz L Fz 为一个支撑
14、上的最大拉力荷载，预估最大偏移量的力臂为10L=80mm，因此： M=10283 0.08=823N.m 该力矩应包含在对焊缝的计算中，该力矩与焊缝的拉力荷载 Fw 相平衡，其力臂为 1/2t，板厚 t=10mm： 823N.m=Fw t/2 焊缝处的总荷载为： F=FZ2+ (FX2+ FY2）1/2=102832+ (1645282+271402）1/2=191944N 还应考虑，额外增加钢板的强度，单位长度的受力计算公式为： Fw,Rd =a Fvw,Rd 边心距为 Fvw,Rd =fu/3(wM2) 其中 w=1，M2=1.25 304L 不锈钢的最不利位置的极限强度为 Fu=490MPa。 为了保证检漏槽安装的稳定性，因此焊缝处的强度应强于不锈钢板处的强度，当钢板长度为 0.2m，a=5mm 处的焊缝处的返利为 Fvw,Rd =226322N 即:F=191944N1，符合要求。 总结 通过对不锈钢水池 FV 型埋件存在的问题进行分析，我们可以找出造成不锈钢水池埋件偏移的原因，为今后避免此类问题的发生提供了一定的参考信息。同时本文对于 FV 型埋件问题的事后处理基本包含了所有水
