高强无收缩水泥基灌浆料在核电设备安装中的应用

【摘要】本文简要叙述了核电工程设备安装过程中二次灌浆的有关技术要求，从高强无收缩水泥基灌浆料的验收、配制、浇注、收浆、养护等方面详细介绍了其方法与步骤，并阐述了施工过程中的注意事项；分析了影响现场灌浆质量的原因，提供了减少或杜绝产生微裂纹的方法。

【关键词】水泥基灌浆料；二次灌浆；设备基础；裂纹

1 灌浆料验收及复验

加强对进场材料的验收和复验相当重要。对于核电设备基础用水泥基灌浆材料应具有下列技术文件：产品合格证、使用说明书、出厂检验报告，第三方检验报告等。出厂检验报告包括：产品名称与型号、检验依据标准、生产日期、用水量、流动度的初始值和30min保留值、竖向膨胀率、1d、3d、28d抗压强度值、检验部门印章、检验人员签字（或代号）。

灌浆料进场时应复验，合格后方可用于施工。进场复验应由国家计量认证的检验单位进行。试验结果要与制造商规定的标准值进行比较，凡试验结果不符合标准的不能使用。

2 施工前的检查

为加强质量预控，施工前应进行如下检查：

施工的人员应具有相应的资格证书，具备完成设备基础灌浆施工的工作能力；施工所需工机具准备齐全，用于计量和检测的设备应检验合格并在有效期内；灌浆料的施工要求既要满足制造商的要求，也要符合设计文件和相关国家标准的规定；施工环境温度应在产品技术要求范围之内；二次灌浆浇注厚度不得超过产品技术要求的规定值，当厚度（或大面积整体基础）大于要求时，必须分层或分仓多次浇注；灌浆施工前，设备调整应完成，且有经过确认的设备精调整记录，超过48小时应进行设备安装调整复测（视情况而定）；设备隐蔽工程应检查验收合格，隐蔽工程记录应完善并经相关人员签字认可；灌浆施工前，灌浆结合区域必须在施工前24小时进行润湿；

3 施工操作

在设备安装灌浆这一工序中，施工操作尤为重要直接影响灌浆质量，从而影响整个设备的安装质量和进度。

灌浆前准备工作要充分，主要的技术人员和操作人员应有一定的使用灌浆料的知识和施工经验，工机具除必要的操作工具，还应有冬、夏季的养护工具。在灌浆料施工前要对与灌浆料接触的表面进行处理，要求坚固、无灰尘、油、油脂、水泥浮浆、修补物、密封材料、脱模剂、涂料和其它杂质。为保证良好的粘结，还须用小凿子使施工面粗糙。在浇注前必须使浇灌面被水浸透至少24个小时。浇注前，用干净的布或压缩空气除去所有的游离态的水，特别是孔洞中的水。在正式的施工前还应做好安装参数检查（复测），地脚螺栓孔及基础灌浆前应检查设备的定位、垂直度/水平度、标高，动设备应检查联轴器对中情况，只有安装参数符合设计要求后才可以进行灌浆工作；施工中应按灌浆施工图支设模板，在考虑需灌浆基础外形的同时，装模板时必须快速、不停顿，且一次将模板装设完毕。模板高度应高于灌浆高度，还必须有足够强度、防水和密闭。必须保证浇灌口处模板与基础之间的距离为100mm-150mm，相对另一边（灌浆料冒出处）距离为20mm-50mm。在其余边缘也要尽可能保持一定距离（若有可能也要使灌浆料冒出）。在灌浆处，使模板向外倾斜45度角，并使其有足够高度来保证灌浆时的落差。从斜面灌注进基础，从而保证在灌注时能尽量少夹带空气。当基础尺寸较大，为了加强灌浆料的流动距离，往往需要使用流槽。此时，模板距基础的间距还应考虑流槽是否能放入的问题。

设备安装中的隐蔽验收工程因隐蔽后无法复查，故一般均应进行中间检查验收合格，并作出记录后方能隐蔽。其目的是保证工程质量，防止留下质量隐患。设备灌浆遇到的隐蔽一般为地脚螺栓隐蔽和垫铁隐蔽，无垫铁安装因为无隐蔽项不用做隐蔽记录。当灌浆设备检查时满足相关要求时，可以进行隐蔽。

灌浆料的拌和可采用机械搅拌或人工搅拌。 推荐采用机械搅拌方式，搅拌时间、加水量均应符合灌浆料厂家要求。

灌浆时，根据现场实际情况，选择相应的灌浆方法，分别可采用自重法、高位漏斗法。一般情况下均可采用自重法，只有当灌浆面积大或灌浆部位不易操作时使用高位漏斗法。

由于搅拌必然会带入一些气泡，所以刚搅拌好的浆料应静置1 分钟，然后用木棍（或钢筋）极其缓慢地搅动浆料约30 秒，然后再静置约30 秒后即可进行灌注了。

地脚螺栓锚固灌浆，将拌合好的水泥基灌浆材料灌入螺栓孔内，可根据需要调整螺栓的位置。灌浆过程中严禁振捣，可适当插捣，灌浆结束后不得再次调整螺栓；孔内灌浆层上表面宜低于基础混凝土表面50mm左右；灌浆施工不易直接灌入时，宜采用高位漏斗辅助施工。 灌浆过程中发现表面有泌水现象，应布撒水泥基灌浆材料干料，吸干水分。

设备基础二次灌浆，应根据工程实际情况，选用合适的灌浆方法。较长设备或轨道基础，应采用分段施工。

灌浆完毕后，应在灌浆层终凝前沿设备边缘向外切45°斜角，以防止自由端产生裂缝。如无法进行切边处理，应在灌浆层终凝前用抹刀将其表面压光，即收浆。一般收浆时间基本在4~6小时左右（夏日时间长些，冬日时间短些），但不同环境和气温下即使同一天不同区域的灌浆施工，收浆时间也略有不同，所以灌浆后要求施工人员现场随时查看，确保在全部灌浆料终凝前进行收浆工作。

灌浆后3~4天后即可拆除模板。灌浆工作一般要求在产品要求的施工温度内进行施工，除非安装进度要求必须在产品要求的施工温度以外进行施工，如高温、低温，这种情况下要求采取特殊的降温或保温措施达到施工温度才许可进行灌浆工作，同样的措施也应该保证养护期的环境温度。所以本文叙述的养护也为正常温度内的养护措施，灌浆完毕后30分钟内应立即加盖湿草盖或岩棉被,并保持灌浆面湿润；必须按照制造商的要求对灌浆材料进行浇水养护，浇水养护时间不得少于7天，应保持灌浆材料处于湿润状态；灌浆料表面不便浇水时，可喷洒养护剂；安排专人进行养护巡检，保证灌浆面不裂。

4 防止裂纹的产生

对于一个核电项目，经常由于施工经验不足，或者所选灌浆料不合适，造成灌浆后的基础出现裂纹现象，给安装质量造成很大的不确定性。如秦山二期3#机组，最初选择了一家灌浆料厂家和一支施工经验不足的灌浆队伍，现场灌浆后，几乎在养护期或期满后均出现了不同程度的裂纹。起初相关方均认为是施工队伍没有经验，操作可能存在问题，养护也可能不到位造成，但是后来通过更换施工队伍，从施工程序上严格要求进而来控制二次灌浆质量，可结果虽然略有改观，却没有根本解决问题，出现裂纹的基础依然很多。随着工程的进展，主设备也有了二次灌浆的需求，虽然各方对主设备的非常重视，灌浆整个过程也受到严密控制，可裂纹依然出现。最后各方坐到一起进行分析，确定了灌浆料本身存在缺陷的结论，该缺陷即为：该厂家的灌浆料没有骨料，而骨料是灌浆料的支承骨架，对灌浆施工中微膨胀时产生裂纹有很好的抑制作用。于是，要求施工单位另行选择了一家国外产品，该厂家的产品的原料中比先前的厂家多了一种材料――骨料，从后期的使用效果看，虽然该材料在应用上也曾出现过微小裂纹，但基本归结于施工单位操作问题，在严格执行了上述操作步骤后，现场的灌浆质量基本能够得到很好的保证，该灌浆料在秦山二期扩建工程3＃机组后期安装以及４＃机组安装过程中得到了广泛的应用。

5 小结

设备基础灌浆是设备安装的一个重要环节，灌浆质量的好坏直接关系到设备安装的最终质量，尤其是转动设备。一般来说，对于高强无收缩水泥基灌浆料在强度、微膨胀性、耐久性等方面质量是有保证的，它对设备安装质量的影响主要是裂纹，微裂纹对设备安装质量的影响是很小的，基本在可接受范围之内，只有纵深的、贯穿性的裂纹才对设备安装质量产生危害，这种危害一般可通过使用更好性能灌浆料和加强灌浆时施工的质量来得到控制，甚至也能杜绝微裂纹的产生。

作者简介：

李忠，男，1972年9月出生，工程师，1998年毕业于河北工业大学化工机械专业，现就职于北京四达贝克斯工程监理有限公司秦山二扩项监部，从事设备安装监理工作。