程 永

（中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司，四川 綿陽 621000）

引言

核電站鋼襯里及內(nèi)外殼貫穿件套管的調(diào)測(cè)與安裝是鋼結(jié)構(gòu)施工作業(yè)的重難點(diǎn)，目前貫穿件套管的調(diào)測(cè)方法及工具、加固措施等在施工過程中已顯現(xiàn)各種弊端或缺陷，不能滿足高質(zhì)高效、節(jié)約成本及優(yōu)化施工工期的要求。需要梳理各施工環(huán)節(jié)作業(yè)特點(diǎn)，根據(jù)不同環(huán)節(jié)的施工作業(yè)要求，在保證安全、質(zhì)量及作業(yè)成果合格的基礎(chǔ)上，優(yōu)化或改進(jìn)各作業(yè)環(huán)節(jié)的作業(yè)方法，通過測(cè)量控制網(wǎng)的自由建立、貫穿件的螺栓連接加固、貫穿件分中及同心度調(diào)測(cè)工具的發(fā)明、以及利用調(diào)測(cè)工具進(jìn)行內(nèi)外殼貫穿件套管調(diào)測(cè)技術(shù)的改進(jìn)能為貫穿件套管安裝與調(diào)測(cè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量可控、效率提升、成本降低的效果。

1 工程概況

某核電廠一期工程為我國第三代核反應(yīng)堆型“華龍一號(hào)”，其中核反應(yīng)堆廠房（RX）為雙殼體圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（見圖1），其圍護(hù)結(jié)構(gòu)分為外層安全殼（簡稱：RB 或外殼）及內(nèi)層安全殼（簡稱：RC 或內(nèi)殼）。其中內(nèi)層安全殼與鋼襯里壁板通過混凝土粘合在一起。鋼襯里采用模塊化吊裝，吊裝前，將貫穿件套管、錨固件等附著物項(xiàng)安裝完畢，與鋼襯里模塊整體吊裝。鋼襯里上貫穿件套管較多，且整體模塊化吊裝完成后，外殼貫穿件安裝時(shí)與內(nèi)殼貫穿件套管技術(shù)參數(shù)要求一致，即內(nèi)外殼貫穿件套管位于不同半徑、相同角度及標(biāo)高位置且同心度一致，對(duì)貫穿件安裝工藝、安裝精度及同心度調(diào)測(cè)流程要求較高，為核島內(nèi)外殼貫穿件套管施工的重難點(diǎn)。

2 貫穿件安裝技術(shù)要求（見表1）

表1 鋼襯里貫穿件套筒安裝定位技術(shù)要求 mm

3 內(nèi)外殼貫穿件施工邏輯

3.1 測(cè)量控制網(wǎng)的建立與優(yōu)化

根據(jù)鋼襯里及其附屬物項(xiàng)的特點(diǎn)，采用極坐標(biāo)法引測(cè)中心點(diǎn)并通過全圓法引測(cè)角度的方法進(jìn)行控制，每個(gè)拼裝場地的平面測(cè)量控制網(wǎng)型布設(shè)圓心點(diǎn)及四個(gè)方向點(diǎn)，四個(gè)方向點(diǎn)位分別位于0°、90°、180°、270°（見下頁圖2），與反應(yīng)堆廠房測(cè)量控制網(wǎng)相對(duì)應(yīng)。此控制網(wǎng)作為鋼襯里拼裝及鋼結(jié)構(gòu)貫穿件套管、錨固件安裝的測(cè)量依據(jù)。測(cè)量控制點(diǎn)技術(shù)參數(shù)要求：相對(duì)點(diǎn)位誤差為1 mm；相對(duì)角度誤差為10″。

3.2 鋼襯里貫穿件套管調(diào)測(cè)及安裝

鋼襯里壁板拼裝完成并驗(yàn)收合格后，進(jìn)行貫穿件套筒的測(cè)量調(diào)整及安裝作業(yè)。具體作業(yè)流程為：儀器架設(shè)在拼裝場地中心測(cè)量控制點(diǎn),后視四條方向控制線任何一條方向，并檢查其余方向線無誤后，根據(jù)圖紙?jiān)阡撘r里壁板上定位貫穿件套管中心角度線及標(biāo)高線，形成十字開孔中心線。

施工隊(duì)根據(jù)貫穿件套管尺寸開孔完成后，進(jìn)行貫穿件套管的安裝及調(diào)測(cè)工作。鋼襯里貫穿件調(diào)測(cè)一般先采用線錘對(duì)貫穿件內(nèi)外口徑處分別分中并做好標(biāo)識(shí)。全站儀架設(shè)在中心測(cè)量控制點(diǎn)，對(duì)貫穿件套管進(jìn)行角度、半徑及標(biāo)高信息的采集，測(cè)量目標(biāo)設(shè)置有兩種方法：通過分別在貫穿件內(nèi)外口內(nèi)徑底部分中位置立小棱鏡，通過全站儀采集貫穿件位置信息計(jì)算同心度及三維坐標(biāo)；利用直板尺及測(cè)量反光片量測(cè)確定貫穿件中心，再通過全站儀采集貫穿件位置信息計(jì)算同心度及三維坐標(biāo)。利用上述方法根據(jù)貫穿件套管調(diào)整的位置反復(fù)跟測(cè)計(jì)算以達(dá)到貫穿件套管調(diào)測(cè)的目的，實(shí)現(xiàn)貫穿件套管三維坐標(biāo)及同心度各項(xiàng)參數(shù)滿足技術(shù)規(guī)程要求。

3.3 內(nèi)殼貫穿件套管調(diào)測(cè)及檢查

鋼襯里模塊拼裝完成進(jìn)行整體吊裝并對(duì)上下層鋼襯里模塊接縫焊接完成后，因模塊吊裝前貫穿件套管焊接及固定、鋼襯里模塊整體吊裝及鋼襯里上下層模塊對(duì)接過程中導(dǎo)致鋼襯里壁板輕微變形，從而致使貫穿件套管出現(xiàn)偏差，故需對(duì)鋼襯里模塊上貫穿件套管進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)過程中，若發(fā)現(xiàn)貫穿件套管三維坐標(biāo)及同心度參數(shù)不滿足技術(shù)規(guī)程要求，則按照貫穿件套管安裝時(shí)的調(diào)測(cè)方法進(jìn)行調(diào)測(cè)直至合格。

3.4 外殼貫穿件套管調(diào)測(cè)及安裝

“華龍一號(hào)”堆型核電站外殼貫穿件與對(duì)應(yīng)內(nèi)殼貫穿件的安裝方法：根據(jù)內(nèi)殼安裝完成的貫穿件，將4 個(gè)貫穿件套管定位板同時(shí)安裝在內(nèi)外殼貫穿件套管內(nèi)外表面處，定位板中心設(shè)有貫穿孔，通過定位線同時(shí)穿過4 個(gè)定位板貫穿孔的方法，確定外殼貫穿件套筒與內(nèi)殼貫穿件套筒在同一同心度的方法（見圖3），也即是確定外殼貫穿件套管角度、半徑及標(biāo)高[1]。

4 技術(shù)改進(jìn)及創(chuàng)新

4.1 貫穿件套管調(diào)測(cè)過程中的缺點(diǎn)

4.1.1 貫穿件套管分中及測(cè)量工具的弊端

在鋼襯里及內(nèi)殼混凝土澆筑前貫穿件套管的調(diào)整及測(cè)量均需專人輔助立棱鏡或鋼板尺，調(diào)測(cè)過程反復(fù)立棱鏡或鋼板尺，且立棱鏡或鋼板尺時(shí)間較長、過程繁瑣，工作效率較低，也不利于人工成本的節(jié)約；測(cè)量過程中貫穿件分中精度不易控制，易產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致同心度測(cè)量精度不易控制。所以需開發(fā)一種可直接對(duì)貫穿件分中并在調(diào)測(cè)過程中無需反復(fù)立棱鏡或鋼板尺的工具，用于鋼襯里貫穿件及鋼襯里模塊吊裝后貫穿件的調(diào)測(cè)。

4.1.2 外殼貫穿件調(diào)測(cè)方法的不足

目前使用的外殼貫穿件套管調(diào)測(cè)方法，因套管管徑不一需要制作多個(gè)不同管徑的定位板；定位線屬于軟性材料，管穿孔經(jīng)設(shè)置為5 mm 及10 mm，在外殼套管定位安裝過程中不易控制定位線通過管穿孔保證內(nèi)外殼貫穿件同心度精度；在外殼貫穿件套管抽檢復(fù)測(cè)過程中，可能出現(xiàn)外殼貫穿件套管不滿足安裝技術(shù)參數(shù)要求；安裝過程中需3～4 人時(shí)刻觀察定位線的位置，可視化程度較差，不利于現(xiàn)場貫穿件的調(diào)測(cè)和人工成本控制；操作過程稍顯繁瑣復(fù)雜。

4.2 貫穿件套管調(diào)測(cè)技術(shù)改進(jìn)

4.2.1 調(diào)測(cè)工具研發(fā)

一種用于貫穿件套管分中及同心度調(diào)測(cè)裝置（見下頁圖4）[2]，包括4 根標(biāo)有長度刻度的螺桿，螺桿上設(shè)有緊固定位卡，4 根螺桿安裝在配有定位螺絲的扁平圓形連接件上，圓形連接件為中空設(shè)計(jì)，圓形連接件中心可安裝十字激光發(fā)射器，兩側(cè)表面可貼測(cè)量反光片。

鋼襯里貫穿件套筒的調(diào)測(cè)安裝時(shí)，將十字激光發(fā)射器取下，在圓形連接件側(cè)面粘貼測(cè)量反光片，將測(cè)量裝置螺桿上緊固定位卡根據(jù)貫穿件口徑尺寸調(diào)整至相應(yīng)刻度，然后將此裝置分別卡扣在貫穿件內(nèi)外口徑處，則反光片十字中心即為貫穿件中心，再通過全站儀采集貫穿件三維坐標(biāo)及同心度計(jì)算。

具有刻度的螺桿起到鋼板尺的作用，四根螺桿同時(shí)控制尺寸，精度較高；此裝置安裝在貫穿件上，過程中無需對(duì)貫穿件套筒專項(xiàng)分中，測(cè)量反光片十字中心即為貫穿件中心，減少貫穿件分中工作流程，提高工作效率；貫穿件套筒調(diào)測(cè)過程中，此裝置安裝在貫穿件上，無需反復(fù)安裝，減少人工消耗，提高工作效率的同時(shí)節(jié)省了人工成本。

4.2.2 外殼貫穿件套管調(diào)測(cè)技術(shù)方法改進(jìn)

根據(jù)內(nèi)殼貫穿件套管的角度方向和標(biāo)高設(shè)置外殼貫穿件套管支架，為保證內(nèi)外殼貫穿件在同一角度、標(biāo)高位置及同心度，需根據(jù)澆筑后的鋼襯里貫穿件調(diào)測(cè)外殼貫穿件套筒。具體操作方式：將激光測(cè)量裝置根據(jù)貫穿件口徑尺寸安裝在內(nèi)殼貫穿件套管內(nèi)口徑處，將貼有測(cè)量反光片的裝置卡扣在內(nèi)殼貫穿件套管外口徑處，調(diào)整十字激光束照準(zhǔn)內(nèi)殼外口徑十字中心確定激光束的角度指向及標(biāo)高；取下內(nèi)殼貫穿件套管外口徑裝置并根據(jù)外殼貫穿件套管口徑尺寸分別安裝在外殼貫穿件套管內(nèi)、外口徑處；根據(jù)內(nèi)殼貫穿件套管激光測(cè)量裝置發(fā)出的十字激光束調(diào)整外殼貫穿件套筒，直至十字激光束與外殼測(cè)量反光片十字中心重合，則外殼貫穿件套管即與內(nèi)殼貫穿件套管保持同一角度及標(biāo)高位置，同時(shí)也保證了內(nèi)外殼貫穿件套筒同心度一致，內(nèi)外殼貫穿件調(diào)測(cè)方法如圖5 所示。

該裝置的使用使外殼貫穿件套管調(diào)測(cè)安裝過程中操作更簡單、便捷，有利于施工效率的提高；置于內(nèi)殼貫穿件套管的激光測(cè)量裝置固定不變，只需人工調(diào)整外殼貫穿件，節(jié)省了人工，有利于成本控制；十字激光束反射在外殼測(cè)量反光片上，可視化程度高，能精確對(duì)比十字激光束與反光片十字中心的重合度，精度高保證了施工質(zhì)量且工作效率大幅提升。

5 結(jié)論

通過科技創(chuàng)新等技術(shù)手段，根據(jù)內(nèi)外殼貫穿件套管在各個(gè)施工環(huán)節(jié)可優(yōu)化項(xiàng)進(jìn)行研究分析，采用極坐標(biāo)法引測(cè)中心點(diǎn)并通過全圓法引測(cè)角度的方法，在保證測(cè)量精度的情況下降低了測(cè)量控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)難度并提高了工作效率；采用貫穿件螺栓連接及加固，解決了調(diào)測(cè)過程中利用手拉葫蘆不能有效進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)的弊端，克服了鄰近貫穿件需再次微調(diào)時(shí)切斷加固角鋼而導(dǎo)致重新調(diào)測(cè)的問題；通過發(fā)明改進(jìn)貫穿件套管分中及同心度調(diào)測(cè)裝置，不僅優(yōu)化了鋼襯里及內(nèi)殼貫穿件調(diào)測(cè)時(shí)的方法，同時(shí)也優(yōu)化了外殼貫穿件套管的調(diào)測(cè)方法，極大地提升了施工效率，降低了作業(yè)難度，減少了施工成本，有效保證了施工進(jìn)度。