摘　要：工业建筑施工中，大型设备基础导轨预埋精度要求高，同时要求设备基础混凝土一次整浇，施工难度大；设备基础施工速度会直接影响工程施工进度，导轨安装精度直接影响后续设备安装与运行。本文是针对前述难题，对大型设备基础导轨一次性高精度预埋进行探索，确立一种精确高效预埋大型设备基础导轨的施工方法。

　　关键词：设备基础；导轨；预埋；高精度；型钢支架
0　引言
中国航天六院流动与力学环境试验厂房工程大型设备基础施工中涉及到46条I28b工字钢梁导轨预埋施工，其预埋精度要求均高与施工规范要求，且设备基础体量大，设计上不允许分层施工，施工难度极大。集团公司在多年施工经验的基础上，总结了大型设备基础导轨高精度预埋施工方法，经集团公司内外专家多次论证和实践，最终在中国航天六院流动与力学环境试验厂房工程中得到成功应用，并取得了良好的经济效益和社会效益，填补了国内该类施工技术的空白，为同类工程提供了很好的借鉴经验。
1　工程概况
中国航天六院流动与力学环境试验厂房工程是国防科技局发展“十二五”规划中确定的西部重点试验工程之一，该试验厂房目前是亚洲第一、世界第二的流体力学国家级重点试验室，主要用于研究液体火箭发动机。该项目总建筑面积8910.01m²，由试验厂房和辅助楼组成，其中试验厂房分为动力试验大厅、静力试验大厅及附属用房。动力试验大厅设备基础长30.75m，宽15m，厚3.1m，基础上部有I28b工字钢梁导轨22道；静力试验大厅设备基础长31m，宽15m，厚1.8m，其上部有I28b工字钢梁导轨31道（如图1）。

　　2　施工难度分析
①本工程共计104根15m工字钢梁和6根7m工字钢梁导轨预埋，导轨预埋设计精度要求高于规范要求，预埋轨道中心线允许偏差小于±2mm，水平标高允许偏差小于-2～0mm，平整度允许偏差小于2mm，相邻两轨道间距离允许偏差小于±5mm，平面内弯曲允许偏差小于5mm，施工难度极大。
②为保证设备基础整体抗震性能，设计单位不允许设备基础施工过程中留施工冷缝，即要求设备基础混凝土一次浇筑成型。
③设备基础混凝土要一次浇筑成型的前提条件是，导轨必须一次安装就位并保证导轨安装精度。
3　施工策划
①在施工前进行总体策划，设计刚性型钢支架，根据型钢支架的立柱间距在垫层施工时预埋固定钢板（10mm×200mm×200mm），再将型钢支架固定到固定钢板上。
②在施工现场加工安装超静定型钢支架，作为固定导轨的辅助支承架，在导轨两端设置型钢定位梁，设定精密矩形控制网将导轨控制线投测到支承架和定位梁上。
③利用三维立体方法定位导轨，再将导轨固定在支承架上，实现导轨一次性精确安装就位，省去了地脚螺栓定位的复杂过程。
④采用大体积混凝土施工技术和补偿收缩技术，防止温度应力造成设备基础产生应力裂缝和导轨位移变形，整浇设备基础混凝土。
4　施工流程及实施过程
4.1施工流程
主流程：定位放线→固定钢板预埋→辅助型钢支架及钢筋支架安装→导轨安装、矫正及锚固件固定→钢筋绑扎→模板安装及矫正→混凝土浇筑及养护
次流程：导轨工厂加工→出厂校正→运输→进场验收→安装
4.2实施过程
4.2.1作业条件准备
①利用工程控制网进行坐标计算，将导轨标高及轴线控制点引测到设备基础周围，建立精密矩形控制网，采用三维立体定位导轨。
②辅助支承架设计为型钢桁架拼装或满堂式轻型钢支架，立杆及横梁采用I10工字钢，腹杆采用∠50×5角钢，通过焊接连接。
③钢筋支架设计为门架结构形式，根据上部钢筋荷载，选用钢筋或型钢制作，并增设一定的斜撑增加架体刚度。
④征得设计单位同意，利用混凝土60天强度作为混凝土强度，选用中、低热水泥，细骨料采用含泥量不大于3%、细度模数大于2.3的中砂，粗骨料选用含泥量不大于1%、粒径5～31.5mm连续配级非碱性粗骨料，掺胶凝材料40%粉煤灰（或胶凝材料50%的矿渣粉）及外加剂进行配合比优化，混凝土拌合用水宜采用地下水。
⑤利用CAD对每层钢筋做预排，根据预排情况有针对性地加工钢筋，如在导轨支承架立柱位置钢筋绕不开的情况应把该处钢筋截断用U型钢筋焊接处理，并按预留洞的要求设置加强区。
4.2.2 定位放线
根据控制网，采用全站仪测定设备基础及导轨位置。
4.2.3 钢板预埋
在设备基础垫层施工时预埋支承架固定钢板。
4.2.4 辅助支承架及钢筋支架安装
①辅助支承架安装采用型钢桁架拼装或满堂式轻型钢支架形式，焊接固定在垫层中预埋的钢板上。辅助支承架拼装时对立柱焊接矫正后再固定，对弦杆、腹杆先做单肢拼配焊接矫正，最后采用复制法进行大拼装。
②在辅助支承架横梁上依据导轨位置焊接长度为300mm的[10作为导轨的固定支承件，为上层钢筋绑扎提供空间。
③刚架焊接完成后做静载试验，静载值大小为上部荷载3倍，静载周期为3天，其变形不得大于0.5mm，确保导轨安装精度。
④利用CAD对钢筋进行排版，根据钢筋位置设钢筋支架，与辅助支承架呈独立体系。钢筋支架采用门架结构，立柱为I10工字钢，焊接固定在垫层预埋的钢板上，横杆用∠50×5角钢，通过焊接方式与立柱连接。钢筋支架安装完成后应检查焊缝饱满度。
4.2.5 导轨安装、矫正及锚固件固定
①在导轨两端分别焊接一道[10工字钢作为导轨定位梁，其水平标高比预埋导轨水平标高高10mm，且反复校核控制其水平标高偏差在0～1mm之间，用全站仪将设备基础中心线投测到两端的定位梁上，按设计要求将每根导轨的轴线引测到定位梁上。
②将每条导轨轴线引测到辅助支承架上，划线标识，然后在定位梁间张拉导轨控制钢丝。
③钢卷尺测量前先打开，与空气接触10min后开始测量。测量时，用弹簧秤施加与钢卷尺检定时相同的拉力（全长为5m、10m、20m的钢卷尺，拉力为49±0.5N，全长超过20m的钢卷尺，拉力为98±0.5N），并用温度计测量现场温度，以控制测量过程中的拉力及温度。导轨定位线测完后，尺端调头，读数员互换，测量二测回校核导轨控制线精度。
④导轨安装时，其轴线应与辅助支承架上对应控制线重合，用楔形铁对导轨标高及轴线进行微调，钢丝下翻10mm作为预埋导轨上标高，同时检查导轨轴线与钢丝是否重合，实现三维立体定位导轨，调整就位后采用手工直流焊机点焊固定，每个焊点焊接长度不超过20mm，焊接时对称进行，防止导轨焊接变形。
⑤在导轨上表面采用∠50×5角钢间隔2000mm点焊临时固定，将导轨连接成一个整体。
⑥由于地脚螺栓在本施工工艺中仅起锚固作用，经设计单位计算确定后，可用钢筋等锚固件替代地脚螺栓作为导轨锚固件。锚固钢筋通过焊接与导轨连接，焊接时采用小电流、快速多层多道断续对称焊，防止焊接变形。
4.2.6 钢筋绑扎
①钢筋应按排版要求下料，对辅助支承架节点部位碰撞情况，钢筋应截断，通过U型钢筋焊接连接，并按预留洞要求设加强筋。钢筋绑扎时应先绑扎离导轨支承架立柱最近的钢筋，再绑扎其他钢筋，之后绑扎加强筋，钢筋为导轨支承架间间距不得小于30mm。
②钢筋绑扎完后要全面检查，防止钢筋或钢筋支架与导轨支承架发生碰撞，影响导轨安装。
4.2.7 模板安装及校正
模板安装严格按照方案要求施工，施工过程中不得扰动刚架及导轨，模板安装完成后应进行导轨校核。
4.2.8 混凝土浇筑及养护
①大体积混凝土采取平面分层连续施工，上层混凝土浇筑应在下层初凝前进行，震捣时不得扰动刚架及导轨。
②混凝土入模温度宜控制在25℃以内，随施工随测量；混凝土浇筑体的里表温差、表面于大气温差均控制在20℃以内；混凝土降温速率控制在2℃/d。
③混凝土采用保温保湿养护，并做好浇筑体监测（主要是测温）工作，直到混凝土的表面温度与环境最大温差小于20摄氏度时方可停止养护，其养护周期不得少于20天。
④混凝土浇筑过程中，派专人对导轨进行监测，防止混凝土施工导致位移。
5　结语
本文是在航天六院流动与力学环境研究试验厂房工程导轨预埋施工经验中总结形成的，针对设备基础导轨预埋精度要求高、设备基础混凝土必须整浇等难题，提出了大型设备基础复杂导轨一次性高精度预埋的施工方法。通过该施工方法的应用，设备基础提前10天完成，经国家测绘局第一大地测量队检测，导轨安装精度均小于2mm，满足设计要求，优质高效地实现了导轨精确预埋，为同类工程提供了很好的借鉴。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/50755-2012，钢结构工程施工规范[S].中国建筑工业出版社.
[2]中国冶金建筑协会.GB50496-2009，大体积混凝土施工规范[S].中国计划出版社.
[3]张宁，亢伟然.大型设备基础地脚螺栓精确预埋方法[J].科技传播，2012，04（15）