直线加速器用房监理工作重点难点及控制措施

朱效锋

浙江泛华工程咨询有限公司 浙江 杭州 310005

1 引言

浙江大学医学院附属第二医院滨江院区直线加速器用房建设工程为地下1层框架一剪力墙结构，建筑面积为2902m2，该直线加速器用房的混凝土墙及部分顶板设计为防辐射重晶石混凝土作为防射线的遮蔽体。本工程机房底板面标高为-7.500，顶板都为超重板，存在少量超重梁，下挂混凝土楼板厚2.5m，其余楼板为1.2m，采用重晶石混凝土，设计要求密度大于3.0T/m”。机房以外存在较多超重梁，搭设高度5.25-5.65m，顶板厚160-200mm，其余顶板为普通C35混凝土。

大体积防辐射重晶石混凝土浇筑是直线加速器用房施工的关键工序。工程质量是否能满足设计要求，与施工单位的水平有直接关系，同时也考验监理单位的管理水平。我有幸成为浙江大学医学院附属第二医院滨江院区直线加速器用房建设工程的监理，我想谈一下大体积防辐射重晶石混凝土施工过程中质量与安全控制重点，难点及控制措施

2 事前控制措施

审批专项施工方案 ，编写监理细则，论述方案的可行性，通过试验确定重晶石配比、材料产地、砼密度、混凝土抗裂剂配比等 。并组织多次专题会议，对施工方案进行优化。保证重晶石混凝土在施工质量满足设计需要，由于高大模板施工，还需要系统组织专家论证，并根据参加论证专家提出的意见进行修改后才能实施。

3 事中控制措施

以设计、规范和审批后施工方案为依据，以巡视、旁站和平行检验为方法，从材料，施工过程到隐蔽工程验收层层把控，对加速器施工质量与安全进行全过程管控，确保施工方案的落实，不出现违反强制性标准的情况，在施工过程中发现违反强制性标准或不按方案施工的情况及时联系施工单位，并下达监理通知单要求其整改。

4 事后分析

通过对前期工作的充分准备、预判，精细化的管控措施，风险源的逐条梳理，总结工作中的存在经验与问题，监理工作提前介入各个环节的管控是非常有必要的。

5 施工准备阶段

5.1 技术准备

熟悉施工图纸，审核施工组织设计及专项施工方案，编写监理细则，特别是对方案里组织架构、技术措施、技术准备、材料选用，配比、大体积混凝土施工方法，高大支模架安全专项施工方案的审核。其中高大支模架施工方案应有施工单位组织专家对专项方案进行专家论证。施工单位应根据论证报告修改完善专项方案专项施工方案，应有施工单位技术负责人审核签字加盖单位公章，并由总监理工程师审查签字，加盖执业印章后方可实施。

保证施工质量首要必须保证工程原材料的质量，根据直线加速器用房的特殊要求，防辐射混凝土应能屏蔽主要的y射线和中子射线的要求，防辐射混凝土中不仅须含重元素还要含有一定数量氢原子和水的氢元素。所以对原材料要求较高，要严格按照专项施工方案检查施工单位所选材料，配比是否符合要求。对进场重晶石比重进行现场测重并进行密度计算。

开工前列出施工材料详细清单上报审批，根据材料清单落实施工材料进场。所有材料都有质量保证书或复试报告清单以确保工程质量。原材料选择管控。水泥；其质量因符合GB175--1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》和GB/T18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》的相关要求[1][3]。外加剂；选用缓凝高效减水剂，可明显提高混凝土的和易性泵送性和耐久性，28天强度可提高25%以上，延迟水泥水化时间，笨送外加剂的质量需符合GB50119--2003《混凝土外加剂应用技术规程》的相关要求[2]。骨料；选用重晶砂，含泥量少于1%;重晶石选用最大粒径为31.5MM连续级配的优等品，其硫酸钡含量不得低于90%,内含石膏或黄铁矿的硫化物及硫酸盐含量不超过70%。重晶石防辐射混凝土的重点在于重晶石原材料的质量的控制。经市场调研与实验证明选定湖北省郧西金贝矿业开发有限公司生产的矿石。该原石密度基本大于3.8T/M，为重晶石与重晶石砂混合料比例为55%和45%重晶石规格为10--30MM,重晶石砂规格为0--10MM。

防辐射混凝土配合比设计的管控；按照JBJ55-2000、J64-2000《普通混凝土配合比设计规程》的相关规定进行配合比设计。坍落度控制在100-200MM之间。通过多次试验得出比较合理的混凝土配比见表1。

表1 混凝土配比比例

按以上配比搅拌，C35重晶石混凝土比重为3.2吨每立方防辐射混凝土的制备与运输全过程监理监控，要求混凝土公司进行专门制备，施工时启用单独搅拌楼专门计量搅拌，重晶石现场需到场复检，每200立方取样一次，经检验合格后方可使用。派监理员在混凝土搅拌站旁站搅拌过程。

由于本工程的特殊性，本工程墙体和顶板一次性浇筑不留置施工缝，分层浇筑过程种旁站监理员必须保证施工单位上层混凝土的浇筑时间必须在下层混凝土初凝前，以确保防辐射与混凝土防裂效果。

高大支模架的管控:由于本工程涉及重晶石混凝土与大体积混凝土，在直线加速器机房地下室位置，该区域总荷载大于15KN/M且集中线性荷载大于20KN/M。

根据住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知，建办(2018）-31号文，此模板工程属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围。

5.2 施工阶段

以设计图纸、规范和审批后施工方案为依据，以巡视、旁站和平行检验为方法，从材料，施工过程到隐蔽工程验收层层把控，对加速器施工质量与安全进行全过程管控，确保施工方案的落实，不出现违法违反强制性标准的情况，在施工过程中发现违反强制性标准或不按方案施工的情况及时联系施工单位，并下达监理通知单要求其整改。

6 混凝土裂缝控制措施

6.1 测温点布置

四面墙板1.2m部分4处，在其中部沿高度方向各取1处，分别在距砼表面10cm及结构中间部位布置2个测温点，一共设8个测温点。

顶板：大体积顶板2处，在其中部沿高度方向取2处，分别在距混凝土表面以下10cm及结构中间部位布置2个测温点，共计4个测温点。

外环境：在墙板与顶板加厚部分中心部位，离混凝土表面以外10cm处各布置一处环境温度测点。

6.2 测温工具的选用

采用表盘式干式温度计与水银温度计。

6.3 测温实施计划

基础测温成立测温小组时，配备专业的监理人员参加，测温前要经过专业培训。测温管安装时位置应准确，并与钢筋及固定架绝热。

在浇筑期间，每隔两小时测温一次，在浇筑完毕后3天内，每两小时测温一次。4－7天每四小时一次、8－14天每八小时一次。砼入模温度每工作班不少于三次。大气温度每天不少于四次。

测温人员要对测温工作高度重视，责任心强，精心工作，严禁偷懒，认真做好测温记录。在测温期间，如果发现温控超过指标，应以保温为基本点，采用加盖草袋、覆膜等措施，并向有关人员及时报告。

6.4 大体积混凝土热工计算

大体积混凝土因体积较大，由水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差相当大，为了保证混凝土的质量，应预先进行热工计算判断温度之差，以便制定相关措施。此热工计算所用的各项参数为C35混凝土的配合比，以期预算混凝土的内部温度与表面温度之差大致是否在25℃以内，以决定是否采取其它的施工措施。

混凝土浇筑块厚度越薄，水化热温升阶段则越短，最高温度的峰值出现较早，并且很快有降温趋势；混凝土在浇筑后3天为水化热高峰期，温度在70℃左右，时下最低气温为25℃，需要减少温差20℃。

6.5 大体积混凝土降温措施及养护

大体积混凝土浇筑完毕后，水泥水化热可使砼内外温差过大。降温时、内部对外部形成约束，表面将产生很大的应力，前一个星期强度不足时，表面会产生裂缝。对砼的结构强度与抗辐射性能产生很大影响。因此采用预埋冷却水管，用循环水降低混凝土内部温度。冷却水管采用普通25mm镀锌水管，构板厚度≧1m的，在其内部做1层冷却水管网；在≧1.2m的厚处设置两层冷却水管，在2.5m厚顶板内做2层冷却水管(布设间距按等分长度设置)，每层冷却水管独立于水，都分别可从蓄水池内引接自由水，以便更好的控制混凝土内部温度。

混凝土初凝后，应马上在顶板四周边沿处砌筑300*240mm厚砖墙并内外粉刷压光，（形成一个小型的蓄水池，并对顶板面层进行保温养护作用）同时向顶板上注入自来水，并使用小型水泵与每层冷却水管的进水口进行连接，向冷却水管内注入自来水。同时经过冷却水管的水流从进水对角方向重新排入顶板的蓄水池内，形成水流循环养护。循环水池中的水温与混凝土内部温差不得超过25℃，需安排专门测温人员进行测温。一般情况下水泥水化热最高温度发生在浇筑后的3-7d，在这段时间内，需保证水泵20小时以上时间运行状态，确保降温措施的有效实施。墙板外部采用湿毛毯覆盖, 保持24小时湿润, 养护条件的好坏对防止中子射线效果有较大影响。

混凝土浇水养护时间： 为了保证浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，表面初凝后就开始就开始在薄膜表面洒水养护，经测量24小时混凝土内外温差低于20度才能去掉覆盖在表面的薄膜，表面直接洒水养护，养护时间不得少于14d。混凝土强度未达到1.2N/mm2前，不得在其上进行下一道工序施工。降低混凝土块体里外温度和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度，对混凝土的养护是非常重要的。

6.6 混凝土裂缝控制措施

混凝土中裂纹的产生和发展，应主要从降低混凝土温度应力和提高混凝土的极限抗拉强度来控制，因此确保施工过程的各个环节都是非常重要的， 根据混凝土温度应力和收缩应力的分析，必须严格控制各项温度指标在允许范围内，才不使混凝土产生裂缝，以更好的保证抗辐射效果。

具体措施如下：

a、满足设计强度要求的基础上，控制水泥用量，以减少混凝土内部温度。

b、凝土中掺加减水剂，可以减少混凝土中水化热量，从而减少裂缝的产生。

c、混凝土中掺加粉煤灰。粉煤灰的掺入既可以替代部分水泥，又能明显地降低混凝土的水化热，同时还可以改善混凝土的流动性。

d、混凝土内掺加抗裂纤维，以减少裂缝的产生。

e、严格控制砂、石质量，利用中砂，石子采用5～30mm 级配石，含泥量控制在1.5%，可提高混凝土的抗拉强度。

f、混凝土浇筑完成后，不断浇水养护，充分发挥水泥水化作用，提供混凝土早期强度，减少混凝土收缩而产生的裂纹。

g、混凝土浇筑完毕，第一次振捣后，在初凝之前再进行第二次振捣，以减少因混凝土收缩沉降过程中产生开裂。

h、合理调整混凝土初凝时间确保无施工冷缝。

混凝土的初凝时间应根据不同部位、浇筑混凝土工程量、气温、运距确定，合理地确定初凝时间可以有效保证混凝土在浇筑中不因搅拌、输送或其它不可预见因素而导致混凝土出现冷缝。此外混凝土厂家的供给必须以现场混凝土浇筑量及浇筑速率为准，浇筑中要做到连续不间断的浇筑，上层混凝土要在下层混凝土初凝之前浇筑，同时振捣工作要到位，以便不出现施工冷缝。

做到事前观察、振捣实行挂牌制，确保振捣质量，监理员在浇到过程中全程旁站。

混凝土成型密实度高，可使混凝土的耐久性增加，从而有效遏制裂缝的产生，达到抗辐射的预期效果。

事先熟悉图纸并现场观察，对基础内预留孔、梁节点及钢筋密集处位置应做到心中有数，保证浇筑时对重点部位加强振捣，特别是梁钢筋密集处更要加强振捣。

每次监督施工单位浇筑振捣人员落实情况，挑有实际经验的、责任心强的老师傅振捣，保证振捣有序，避免过振、局部漏振现象发生。

隐蔽工程验收：施工单位自检合格后，监理方必须进行隐蔽验收，根据设计图纸，着重对钢筋的规格、型号、数量、连接构造和预埋件、冷却水管位置、标高等进行检查验收，由于直线加速器结构墙、板体积大，钢筋密，构造复杂，这就要求监理要高度重视，责任心强，分阶段、分断面、多层次的进行验收，每个细节都要验收，保证钢筋工程符合设计及规范标准。

监理的安全管控：监理按照审批后的安全专项方案进行了直线加速器机房施工安全控制工作，从进场支模架的验收到支模架的搭设和高密度混凝土的浇筑，监理对每个危险源都进行深入细致的检查，要求施工项目部对进场施工人员做好安全技术交底工作以及安全监控工作，施工中明确分工统一指挥，设专人负责安全工作，召开现场安全会。每一个机房内模板支撑体系搭设完后，施工方均报监理进行了验收，符合要求后才允许施工方进行下一道工序施工。最终在院方、施工方、监理项目部的共同努力下，直线加速器结构施工从支模架搭设、模板的专配、钢筋绑扎到最后的大体积混凝土浇筑整个过程均未出现安全事故，取得圆满成功。