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1、机械管道孔洞封堵管理经验反馈一. 前言通过海南昌江工程核岛厂房机械类孔洞封堵施工实例，重点介绍了机械类孔洞封堵在核电站建设中的施工方法和检查、材料存放和施工过程中注意事项和施工问题的处理和预防。二. 工作描述昌江核电站核岛各厂房土建工程施工过程中根据设计要求，在各厂房的混凝土结构中预留的大量孔洞，以确保机械设备安装时各种管道通过；按孔洞内安装物项可分为机械孔洞和电气孔洞，按照功能可分为气密、水密、防火和生物屏蔽封堵。机械管道孔洞又分为通风管道孔洞，工艺管道孔洞，仪表管道孔洞和混合孔洞，昌江核电0+1+2+9机组机械管道孔洞大约10897个，其中通风管道孔洞的各类型封堵结构和工艺管道孔洞、仪表管
2、道孔洞、混合孔洞的二次缩孔均采用混凝土+钢筋或采用素混凝土，属于土建单位施工范围；工艺和仪表管道孔洞的气密、水密、耐压和防火型封堵结构采用硅酮泡沫+防火密封胶，工艺和仪表管道孔洞的生物屏蔽型封堵结构采用硅酮高密度弹性体（高密度硅酮橡胶材料），当管道和洞壁的距离较大时，应对孔洞通过埋设钢套管进行二次缩孔；混合孔洞是在同一个孔洞中有不同专业的物项通过（包括电缆），使用钢套管或钢板将不同物项通过的空间进行分隔，再按照各自的封堵结构进行封堵。详见下表：机械管道(工艺,仪表,通风管道)孔洞封堵的类型和材料序号孔洞封堵类型结构材料备注1工艺和仪表管道安装孔A型(气密)硅酮泡沫+防火密封胶饰面大孔需缩孔：金
3、属套管+混凝土+钢筋（需要时）AF型(气密+防火)AWF型(气密+水密+防火)AWP型(气密+水密+耐压)W型(水密)F型(防火)AB型(气密+生物屏蔽)硅酮高密度弹性体B型(生物屏蔽)2机械管道和电缆混合孔可分隔型用钢套管或钢板分隔，分别按相关类型的方法进行封堵不可分隔型直接按工艺,仪表管道开孔进行封堵3通风管道安装孔A型(气密)和墙体相同的混凝土+钢筋或素混凝土AF型(气密+防火)AWF型(气密+水密+防火)AWP型(气密+水密+耐压)W型(水密)F型(防火)AB型(气密+生物屏蔽)B型(生物屏蔽)三. 封堵施工方法和检查昌江核电核岛厂房机械孔洞封堵材料使用的是FS-L防火硅酮泡沫、FS-
4、H高密度防火硅酮橡胶、FS-E弹性防火密封胶和SGC-1硅布等材料，具体的施工方法如下：1、FS-L防火硅酮泡沫和FS-H高密度防火硅酮橡胶结构封堵系统安装方法a) 施工步骤流程图清理及成品保护模板安装施工先决条件检查隐蔽验收灌注FS-L防火硅酮泡沫或FSFSFS-H高密度防火硅酮橡胶涂抹饰面材料绝热材料安装完工检查验收非保温管道保温管道b) 施工先决条件检查 确定需要封堵的工艺和仪表管道孔洞的位置、洞号、尺寸和内部物项的结构； 计算封堵所需材料的用量； 确定相关的施工措施(如脚手架搭设等)和安全措施的到位； 完成对施工人员的安全技术交底； 质量计划启动；c) 清理及物项保护 先用棉纱清理孔洞
5、套管环形空间内的浮尘、水、浮锈和杂物等，或用吸尘器清理干净，以保证封堵材料与孔洞外露面很好的粘结； 对孔洞周围必要的保护面或设备进行防护遮盖，避免受液体封堵材料的污染；d) 模板安装 厚度200mm的孔洞根据孔洞形状切割模板，塞入环形空间内（厚度为200mm的孔洞都在外部进行支模）。对于穿墙体，先将切割好的模板从孔洞一侧塞入并固定好，塞实后用钢卷尺测量塞入的深度，保证塞入深度为200mm，模板之间及模板与管道、套管的缝隙用FS-E弹性防火密封胶密封。采用模板并辅助压敏胶带，将孔洞外侧挡板做好，并在上方留出封堵材料注入孔。对于穿楼板，先将切割好的模板从孔洞上部塞入并固定好，塞实后用钢卷尺测量塞入
6、的深度，保证塞入深度为200mm，模板之间及模板与管道、套管的缝隙用FS-E弹性防火密封胶密封。为方便拆模板，塞入孔洞内的泡沫模板可用薄膜包裹，硅酮灌注完成后，泡沫板拆除清理干净。具体模板的切割方法见下图例： 厚度200mm的孔洞先在墙体的一侧或楼板的上部用膨胀螺栓固定角钢制成的框架，保证角铁框架封堵厚和墙 体（或楼板）厚度之和为200mm。穿墙孔洞直接在两侧支模，一边模板留一封堵材料注入孔。穿楼板孔洞直接在楼板底部支模，采用胶合板或泡沫板并辅助压敏胶带。安装模板时，任何模板和管道贯穿物之间的空间或缝隙必须密封，模板安装必须牢固， 模板 安装后孔洞内剩余部分深度不小于200mm。e) 灌注FS
7、-L防火硅酮泡沫防火硅酮泡沫采用两组份桶装形式供应，分别为 A和 B液体，打开包装桶，分别采用两个搅拌器对两组份进行单独均匀搅拌，时间510分钟，防止材料在容器内分层或有沉淀现象。A和 B两组份应按照重量1：1的比例混合，允许误差10%。在搅拌用容器中先称取一定量的A组份（黑色），再加入等量的B组份（白色），立即进行充分混合搅拌，直到混合完全均匀（无条纹）。将充分混合后的硅酮类产品灌注在孔洞中。每个孔洞应分次连续灌注，每次灌注厚50100mm，固化时间25分钟。在最后一次防火硅酮泡沫膨胀完毕30分钟后，模板可以清除，再用美工刀将凸起的材料削平。对于一些人工难以施工的地方，可以采用手动双组份专用
8、枪和双组份专用泵进行灌注。手动双组份专用枪使用说明：将A、B组分进料管放入已经单独均匀搅拌的A、B组分材料中；然后用手推动手柄，向孔洞内灌注。如果施工过程中有2分钟以上的停止时间间隙，应立即更换混合注射枪嘴，更换的枪嘴清理干净后，可以继续使用。双组份专用泵使用说明：将A、B组分进料管放入已经单独均匀搅拌的A、B组分材料中。打开气阀并保证双组份专用泵的气压在1MPa4MPa范围内。打开回流开关，将进料管内的气体排出（气缸来回运作45次即可）。双组份专用枪头上安装静态混合管后便可以使用。f) 灌注FS-H高密度防火硅酮橡胶做好高密度防火硅酮橡胶的识别、混合和灌注，硅酮材料采用两组份桶装形式供应。移
9、除A、B组份的盖子，将A组份中的液体袋和粉料袋分别取出，将液体袋中的液体倒入桶中，然后加入粉料搅拌均匀（搅拌时间510分钟，为了充分搅拌均匀，粉料可分次加入搅拌），得到混合好的A组份。同样的方法得到混合好的B组份。根据灌注孔洞尺寸，按照A、B组份重量比1：1，允许误差10%，计算并称取等重量的A、B组份。将称量好的两个组份倒入另外一只桶内，并进行充分混合搅拌，直到混合完全均匀（无条纹）。将充分混合后的高密度防火硅酮橡胶在20分钟内灌注在孔洞中固化。对于小孔洞（体积0.008m3）可以一次性灌注完。对于较大孔洞（体积0.008m3）应分次连续灌注，待固化（约3060分钟）后再进行下一次灌注，每次
10、灌注的厚度为50100mm。在高密度防火硅酮橡胶完全固化后（约需10小时左右）模板可以拆除。对于FS-H高密度硅酮防火橡胶亦可采用双组份专用泵进行灌注，操作方法详见设备操作说明书。楼板、墙体厚度200mm时，高密度防火硅酮橡胶的填充厚度与楼板、墙体等厚。楼板、墙体厚度200mm时，仅满足生物屏蔽功能，高密度防火硅酮橡胶的填充厚度与楼板、墙体等厚；若有气密、防火等其它要求，高密度防火硅酮橡胶的填充厚度不少于200mm，具体做法详见昌江核电机械管道孔洞防火封堵施工图册。在模板拆除后需要目视检查贯穿物的两边密封材料是否填充完整及紧密，如果发现缝隙，必须用新混合的密封材料再次灌注，保证封堵结构的完整性
11、和水密、气密及防火要求。缝隙之所以用新混合的密封材料进行再次灌注，是因为高密度防火硅酮橡胶为高分子聚合物，其使用时可在较短的时间内完成聚合反应。由于聚合反应较快，聚合物表面有微量的未参与反应的基团，如：-OH（羟基）。当重新浇注封堵材料时，浇注材料中存在同样的基团，与原有封堵材料的基团拥有相同的极性，因而两次浇注的材料会有较好的相容性和粘结性。同时，新浇注的材料与原有材料表面的未能参与反应的基团进一步反应，形成一个整体，进一步促进了两次浇注材料的相容性和粘结性。g) 涂抹饰面材料使用弹性防火密封胶对修平好的防火硅酮泡沫外端面饰面，以形成可清洁或可去污的外表面。弹性防火密封胶的涂装应在灌注硅酮泡
12、沫24小时后进行，用抹子粘肥皂水或洗洁精水将弹性防火密封胶刮平整，厚度为25mm。h) 管道表面绝热材料的安装仅对非保温机械管道穿孔的防火封堵进行包裹绝热材料。先将玻璃棉用镀锌铁丝固定在管道表面，保证玻璃棉密实包裹管道，孔洞两侧管道表面捆绑的玻璃棉长度各为400450mm，厚度4045mm。在管道上固定好的玻璃棉表面包裹一层SGC-1硅布，硅布用FS-E弹性防火密封胶粘接，粘接应严密无缝隙，玻璃棉不得直接裸露在空气中，以保证整个封堵结构表面的去污功能。具体包裹方式见下图2、施工中和施工后的检查施工时应对每道工序的施工结果进行检查，合格后进行下道工序的施工：a) 对于硅酮泡沫，主要检查施工完成后
13、是否存在撕裂、裂纹、孔洞等现象；b) 对于防辐射生物屏蔽型封堵，应注意检查涂硅胶纤维布的粘贴是否严密，如果对防辐射生物防护的效果存在疑问，可用源进行检验，封堵处的放射性强度不得超过相邻混凝土墙处放射性强度的1.4倍；四. 材料存放和施工过程中注意事项1. 材料贮存与运输：a) 材料贮存地点应避雨、避风；b) 硅酮类材料贮存于温度为032干燥和黑暗的地方；c) 剩余硅酮类材料必须盖好，避免杂质进入；d) 在冬季温度达到5以下，运输硅酮类材料过程中需采取相应的保温措施；2. 硅酮类材料灌注前注意：a) 确保硅酮类材料使用前在235环境下存储24小时以上；b) 材料的施工环境温度为532；c) 确保
14、应用的基材温度为532，低于5时或高于32，材料可能不适用。理想的基材温度为235，基材温度过低会影响硅酮材料的固化效果；d) 各组份的搅拌轴均不能混用，避免在灌注前A、B组份材料混合后凝固，造成枪头堵塞；e) FS-H高密度防火硅酮橡胶固化后的密度为2.40.1g/cm3，主要用于普通混凝土孔洞的生物屏蔽封堵。对于个别重混凝土孔洞的生物屏蔽封堵，可联系材料供应商将FS-H高密度防火硅酮橡胶固化后的密度调整至2.83.5 g/cm3；3. 施工准备：a) 做好物项保护工作，在已安装构件及相对应地面上应铺一层塑料薄膜或彩条布，避免硅酮材料直接滴落在物项或地面上。b) 如果用双组份专用泵施工，施工
15、前必须清理空压机，将空压机底部排气阀打开，使杂质流出，以免杂质随气进入专用泵，使其被堵塞损坏；4. 施工过程中：a) 洞口外模板必须支设严密，密封条贴好；b) 采用手工灌注时，要根据孔洞灌注的需用量，随用随拌，不可一次拌制过多，造成浪费； c) 采用双组份专用泵施工时，若灌注防火硅酮泡沫的工作不能连续进行，停歇时间超过2分钟，则必须更换混合管；d) 封堵材料填充后，立即对周围被污染的部位用棉纱擦拭干净。对散落在地面上的材料清理干净，做到“工完、料尽、场地清；5. 其他注意事项：a) 若灌注硅酮材料工作暂停十天以上时，必须盖好材料，并维护好设备，妥善保管；b) 孔洞封堵时间最好在安装工程完后进行封堵，以免造成不必要的返工；c) 施工中应严格按照厂家提供的产品说明书进行操作，并遵守厂家代表的现场指导；d) 进入施工现场应戴好安全帽，穿好防护鞋，高空作业应系好安全带；e) 高空作业的地方脚手架应搭设合格、跳板绑扎应牢固。在脚手架上搅拌混合材料时，材料、工具、设备等需采取安全保护措施，防止坠落；f
