综合医院防辐射及净化功能施工技术

综合医院防辐射及净化功能施工技术

谭富祥 汤雨

（中冶天工集团有限公司，天津 300300）

［摘要］本文以周口市某医院一期工程为依托，进行辐射防护建筑施工技术和净化工程建筑施工技术的研究。通过从施工技术角度方面运用合理的方法措施解决各个施工工艺环节的不可控性，来实现质量、成本、工期的优化，更好的达到建筑结构要求。

［关键词］防辐射、大体积混凝土、硫酸钡、洁净板

0引言

随着社会进步和生活水平的提高，人们对身体健康重视程度不断提升，加之老龄社会的加速趋势，医院就医率不断攀升，与之相对应的是医疗资源与现实需求不匹配，特别是医院数量普遍不足，看病难问题仍然突出。基于现实需求以及政策导向，近年来国内医疗康养工程持续增加。

辐射治疗用房和洁净空间是医疗建筑特有的功能区域，也是工程建设过程控制的重点，最为突出的是医疗用房辐射外泄以及洁净空间感染问题，给患者和医护人员带来了诸多健康隐患。因此，医疗工程防辐射和洁净区建设至关重要。

周口市某医院工程电离辐射防护与电磁屏蔽系统工程、医疗专项洁净系统工程涉及专业众多，专业性极强，设备种类繁多，工艺流程复杂，且施工综合性强。如何利用施工技术手段进行防护、净化、屏蔽辐射保护就医环境是医院建设需解决的重点问题。

1 工程概况

该项目是河南省重点工程，是解决周口市867万市民就诊难、看病难问题而设立的民生工程，项目是集医疗、教学、科研、保健、康复、急救为一体的三级甲等综合医院，规划床位1200床，日门诊量3600人.次，建筑面积约19万㎡，建成后将成为豫东南最大的医疗康养类服务中心，同时也是周口市医疗服务新标杆。

项目的医疗专项几乎涵盖了医学专科的全部内容，有防护要求的科室包括：放疗科，配有5台直线加速器；核医学科，配有制造核药剂的回旋加速器；放射科，配有各类CT、DR、MRI机等。

手术部共设计有24间手术室，这些手术室及其他净化区域设计了专用的净化系统，用来降低洁净室内空气中的尘埃和细菌的数量，使洁净室内的空气质量维持在一定水平。其中杂交手术室（又称复合手术室）和术中CT室可以达到净化要求的最高级别——百级洁净度标准，另外还包括千级、万级、十万级、三十万级洁净标准区域，净化工程的覆盖面积达到了1.7万㎡，约占工程建筑面积的十分之一。

2 防辐射大体积混凝土裂缝温控技术

2.1技术背景

医院中的直线加速器、回旋加速器等设备在治疗过程中释放的X射线对医务工作人员和周围公众影响较大。这些设备用房的辐射等级较高，防护形式多采用超标准大体积混凝土，该院直线加速器室共计5间，其中1～3直线加速器室结构尺寸为34.50m×13.50m，4～5直线加速器室结构尺寸为20.80m×13.70m，直线加速器室墙体厚度分别为1.10m、1.35m、1.60m、3.00m，辐射区外顶板厚度为1.60m，辐射范围内顶板厚度为3.00m，机房净空高度4.70m；其裂缝防控较为困难，而辐射传播特性不允许混凝土出现裂缝，施工难度较大，因此需要通过改善施工工艺来控制裂缝的产生。

通常施工现场大体积混凝土的裂缝控制措施主要有：采取降温管预埋降温措施和保温养护措施两种；针对这两种措施方法进行研究，避免辐射机房结构出现裂缝，而导致辐射外泄的情况发生。

2.2混凝土表面综合保温技术

机房混凝土结构施工是要控制防辐射大体积混凝土内外温差不大于20℃及养护期相对湿度不小于90%，除控制混凝土的出机温度、入模温度外，机房墙顶板采用一种新型保温保湿方法。具体措施是在墙体内外侧采用一体式双层胶合模板层间加装6mm挤塑聚苯板的保温方式，而机房顶板底部采用四层胶合模板叠铺的方式进行保温，顶板顶部再加盖6层棉毡覆盖保温。经计算得出用此保温方法，内外温差控制较好，保温材料重复利用率高，节约施工成本，可有效防止裂缝的产生。

2.3混凝土内部异形管降温技术

大体积混凝土除了在表面采取保温措施防止内外温差过大外，还需要在混凝土内部设置金属降温管冷却系统，利用金属冷却管通过水流快速将混凝土内部的热量带走，从而达到降温的效果，可减小内外温差，控制温度应力，防止大体积混凝土的开裂。

在应用过程中，首先应根据混凝土的相关设计参数和几何尺寸计算出金属冷却管的直径、布置间距、进出水温度、流速等工艺参数，准备进排水箱、水泵等相关设备，作为降温管施工及运行的主要措施。水源则可以收集基坑降水做为冷却水源，排出的温水通过现场基坑地面排水管网排入沉淀池进行二次利用。

这里的机房大体积混凝土与普通工程降温措施不同的地方是，降温结束后需要灌浆注满降温管，避免在使用期间射线穿过金属管产生辐射泄露。在实际操作过程中，因为人工操作，难免存在操作不规范、使用的原材料不理想等现象，管内可能会存在注浆不满或产生砂浆干缩缝隙，而辐射通常呈直线运动，这些通病会造成防辐射效果降低，甚至发生泄露。因此，在实际操作中，可将降温管采用多折的方式进行布设（折线夹角为135°～145°），充分降低注浆孔洞、缝隙造成的辐射泄露的可能性。

本工程在距混凝土顶面、底面200mm位置开始布设，管边距混凝土墙两侧距离为500mm，每层管间距为600mm。每层的多折式降温管道水平支撑钢筋沿墙体每2m布设一道，降温管支撑钢筋与主体纵向受力钢筋连接固定。降温系统运行结束28天后，降温管道采用水灰比为1:1的水泥浆灌注，将降温管道填充密实。

2.4 技术实施效果

通过采取上述措施，本工程直线加速器机房防辐射混凝土达到设计拆模条件后拆模观察墙体顶板表面无有害裂缝产生，经环评检测合格。项目辐射防护满足要求，加速器运行对周围环境及人员活动影响有限，效果良好。

3 机房、病房装配式防辐射构造施工技术

3.1机房装配式防辐射硫酸钡板施工技术

重晶石硫酸钡砂浆成本低廉、施工方便、使用寿命较长，具有吸收X射线的特性。医院Ⅲ类射线机房（如CT室）通常采用24mm页岩实心砖砌筑+墙面涂抹重晶石硫酸钡砂浆方式屏蔽辐射。但由于硫酸钡砂浆容重较大，在墙顶面涂抹砂浆时容易发生开裂、流坠现象，平整度、裂纹都不易控制。

针对上述质量通病，项目使用了硫酸钡板作为屏蔽辐射材料，由于项目工期紧，施工周期短，质量要求高，经研究决定采取装配式工艺进行施工。采用工厂预制现场组装的模式，大大缩短了施工周期，提高了施工效率，而且质量有保障。

首先利用建模软件对机房防护高度、宽度、硫酸钡板安装及固定龙骨（4×6方钢管）进行排版定位。施工现场根据排版图弹出龙骨中心线并先进行安装。在横纵中心线交点位置利用锚栓固定龙骨连接角码，并用红外线将角码调整至同一水平面。

根据机房屏蔽防护设计要求，有用线束及非有用线束方向铅当量为2.0mmpb，CT机房选用20mm厚+10mm厚2层硫酸钡板进行屏蔽，每层板材错缝板宽幅的1/3铺贴。板材用间距为60mm平头螺丝钉进行固定，墙角交接位置采用角度为90°的硫酸钡板阴角成品，板材拼缝设计为子母槽的形式进行拼接。待墙顶面硫酸钡板施工完毕后，再进行地面硫酸钡砂浆的施工形成地面压墙面的形式。

装配式防辐射硫酸钡板施工技术的应用，有效解决了传统涂抹流酸钡砂浆的技术缺陷，在提高了防辐射能力的同时，降低了施工技术难度，同时机房的防护满足屏蔽要求及规范。

3.2普通病房增加防辐射功能快速改造技术

基于院方需求，本工程的局部房间功能进行了调整，将部分普通房间改造为防辐射用房。由于墙顶部位涂抹硫酸钡砂浆的工艺不易保证质量且施工周期较长，因此采用了一种普通病房改造防辐射构造的施工方法，施工周期短且质量有保障。

首先将房间四周的墙体采用装配式硫酸钡板进行施工，根据辐射防护等级要求，选用不同厚度的硫酸钡板作为屏蔽层（本工程选用15㎜厚2层），每层板材错缝板宽幅的1/3铺贴。安装方法与机房装配式硫酸钡板方法一致，板材用平头螺丝钉进行固定，墙角交接位置采用角度为90°的硫酸钡板阴角成品，板材拼缝设计为子母槽的形式进行拼接。

地面及顶板采用硫酸钡防护砂浆垫层的方式作为屏蔽层，房间地面的防护垫层在本层施工，而顶部的防护则施工在上一层地面下。原混凝土楼面厚度200mm，校核可以达到2.0mmpb等级的防护要求，而CT室的防护等级要满足4.0mmpb，为了保证防护效果，地面和顶面的硫酸钡垫层厚度按3.0mm厚进行施工。

在这里需要特别注意，在最外侧墙面顶部与上一层混凝土地面交接处会因为上一层地面的覆盖面积受到一定影响，因此在顶部应往内侧做翻边处理，可以使用90°角的硫酸钡板成品角。设备机房内的线盒、管道必须在墙面及地面施工辐射硫酸钡板（砂浆）前先预埋及布置，并且管道穿墙洞口必须用实心砖墙封堵完成，并用 2cm 厚以上防护硫酸钡砂浆做处理。预埋暗盒时，其底座及四周必须用 2cm 厚以上防护砂浆处理。通风穿墙管道为金属管道，安装在尽可能高的位置，通风管穿墙处周围用铅板防护处理。为避免硫酸钡砂抹灰墙面中的钡离子挥发，硫酸钡砂垫层施工完毕后，施工人员应使用水泥灰浆及时对地面进行覆盖拉毛处理。

3.3 技术实施效果

普通病房的防辐射改造采用上述方法，有效降低了施工难度，保证了工程质量，经环评辐射防护检测满足机房屏蔽规范要求。

4 电解质净化钢板精确安装技术

4.1复合式电解质钢板优化技术

通常手术室饰面装修方法为先安装12mm背衬石膏板，再焊接1.2mm电解质钢板。本工程通过优化传统安装形式，根据排版深化图工厂化定制一种复合式电解质钢板，在工厂将石膏板与电解质饰面钢板组合固定为一体，此优化技术降低了传统电解质钢板安装的复杂性，增加了整体板块的刚度和平整度。

4.2电解质钢板整体预拼吊装技术

洁净区百级、千级、万级手术室对洁净度控制要求极其严格，手术室常用电解质洁净钢板进行饰面的装修，以达到不易积尘的目的。电解质钢板积尘的主要来源于钢板拼缝错台，如何满足电解质洁净钢板安装≤2mm平整度控制要求，减少电解质钢板拼缝处粉尘、颗粒等污染物的聚集是需要在建设过程中解决的问题。

首先根据深化图在地面弹出墙体、顶板龙骨的控制线，按照控制线在地面进行顶板龙骨的拼装。安装时，通过滑轮将顶棚骨架整体提升至设计标高，利用地面控制线用红外线扫描仪对骨架进行调整位置及平整度控制，每间隔1.2米支设吊杆并固定。

墙体龙骨骨架拼装焊接前，用长度为50mm的50角钢固定在墙板控制边线的外侧，用来临时控制墙身垂直度。墙体龙骨骨架在地面拼装焊接完成后，进行墙体电解质钢板安装。起吊时，在墙体骨架的顶部两端及中部位置设三个起吊点，利用顶板底的吊装吊环通过电动滑轮将墙体骨架吊起，使墙体骨架底部与地面角钢贴合。用红外线进行墙体骨架的位置调整和垂直度的控制。骨架外侧采用上下做每隔2m做斜撑进行固定。

依次吊装完成墙体后，将手术室墙体和顶板的焊接为一体，由下自上进行角部复合式电解质钢板的安装和顶面电解质钢板的安装。

4.3技术实施效果

通过复合式电解钢板优化和整体预拼吊装技术的应用，经实测板面拼缝平整度误差为1mm～1.5mm，有效的解决了拼缝平整度差导致电解质钢板拼缝处粉尘、颗粒等污染物聚集的问题。

5 结语

通过本项目的实践来看，为了能够给医务人员和患者提供一个安全可靠的就医环境，医院工程辐射防护应做到两个同步：一是与建筑结构工程同时实施的防护工程的设计、施工工作需与结构工程同步进行；二是与建筑装饰工程同步实施的防护工程的设计、施工工作需与装饰工程同步进行。使用的原材料一定要质量过关，符合设计及相关规范要求，特别是用于屏蔽的铅板、硫酸钡材料等，需要正规厂家生产的合格产品，施工过程中也要注意，该封闭的一定要封闭，板与板之间的搭接部位的屏蔽、预留预埋孔洞的屏蔽、机电管线的屏蔽一定要做好，一旦疏忽极大可能导致辐射外泄，造成不可估量的损失。

参考文献

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[2]宋英芳，张彤 .对医疗建筑防辐射设计的探讨.《城市建设理论研究（电子版）》，2012-05-05

[3]严威，陈楠 .直线加速器机房大体积混凝土施工技术[J]. 安徽建筑，2022(03)