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INAS:新型大规模钢筋混凝土结构拆除法

核设施拆卸时的钢筋混凝土拆除工艺

________________ 受德国联邦科教部的资助,海瑞克股份公司与卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一个联合研究项目正在开发钢筋混凝土拆除工艺。对于核设施的拆除来说,钢筋混凝土的具体拆除是一个核心问题。研究的目标是有选择性地拆除受核污染的材料,而将整个核电站绝大部分的其它材料纳入正常的循环过程。

利用海瑞克的硬岩切割技术经验,拆除钢筋混凝土

所开发工艺的示意图

在核电站的关停过程中,一个重大挑战是如何在无人员介入的前提下,拆除受核污染的钢筋混凝土结构(即钢筋混凝土表面、建筑结构的裂缝和内部设施)。此种情况下,所有受污染的空间,即在发生故障时保护环境免受辐射污染的区域,必须做无害化处理。首要目标是有选择性地剥除受到辐射沾染的材料,并进行适当处理,从而能够将构成核电站之绝大部分的其它剩余材料纳入常规处理范围。方案必须做到:对建筑物的所有结构表面进行清理,从而使该等建筑物不再受到监管控制,以及将受到辐射污染的建筑材料与未受污染的材料明确区分开来。

通过卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)汽车技术与移动机械研究所(Mobima)和建筑技术管理研究所(TMB)与海瑞克股份公司的合作,相应的方案正在形成。在由德国联邦教育及研究部(BMBF)资助的联合研究项目“新型大规模钢筋混凝土拆除方案”的范围内,正在开发一套在有限空间内以远程操作方式有选择地拆除高强度混凝土结构的系统。

目前,已有多种方案可用于核电站所有内墙表面的无害化处理(厚度仅几个毫米)。当然,能剥除的只是混凝土,但是如何在靠近设施拆解和有选择性地深度拆除钢筋混凝土结构,仍然是一个问题。截至目前,尚无自动化或可以自动化的程序,用于深度拆除混凝土及钢筋。同样,目前也没用一种工艺用来处理裂纹,而钢筋混凝土剥除深度也非常有限,例如只有30厘米。

主要的问题在于易碎和磨蚀性高的混凝土不能与预应力钢筋同时割除。已经有一些工艺可分别用来对这两种材料进行处理。但是同一时间高效地处理钢筋和混凝土,尤其是在核电站这种困难条件下,现在来说还是不可能的。

通过全面分析拆除过程及其相互之间的作用,已经找到一种方法,可以在核设施严格要求下进行自动化的处理流程。但是空间的局限极大地限制了施工场地的大小和整个系统的重量。此外,也不可能使用辅助设备和冷却介质(比如水)以及大型高性能运输设备,因为会带来污染扩散的风险。在确定合适的切削技术时,这种限制和其它各种要求是考虑的前提。

方案是结合使用切槽和铣削技术

通过将用于高效拆除混凝土的切槽技术(类似于振动凿)与用于拆除钢筋混凝土的铣削技术(常用于钢件机加工)相结合,开发了可自动化的组合工艺。上列两种技术可以集成于一个机架,使用相对较低的切削力量,定点拆除钢筋混凝土。在隧道掘进机测试场上进行的首次示范试验中,对这种技术进行了初步测试。

本方法结合了切槽技术和铣削技术。

通过结合系列试验的最新发现,对系统和切削技术进行持续的后续开发,使其在核设施的实际应用的效率和可靠性方面应该会有进一步的提升。这样,我们就距离首次应用的目标又近了一步。待目标实现之时,工程公司将能够以自动化和远程操作的方式,拆除强度高、具有强烈放射性污染的钢筋混凝土。在核设施关停工程中,减少人员在放射活性区域的作业活动。

海瑞克股份公司在削挖岩石方面的丰富经验,特别是其硬岩切削技术,为本项目提供了前提条件。同时,本项目也为海瑞克提供机会,将现有的专门技术扩展应用于隧道施工之外的其它技术领域。

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