碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩施工現(xiàn)狀分析

雷蕾

摘 要：結(jié)合實際工程案例,從施工機械設(shè)備、特殊環(huán)境下施工及施工質(zhì)量控制等方面分析了我國碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩施工技術(shù)現(xiàn)狀和不足之處,旨在對同類工程施工時可起到一個借鑒與參考作用,加快此類壩型的推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土心墻現(xiàn)狀質(zhì)量控制

中圖分類號：TB21 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)06(b)-0053-01

瀝青砼心墻作為正在快速發(fā)展起來的一種防滲形式,具有抗?jié)B能力強,其防滲能力可達10～8以上,可視為不漏水；變形能力大,有較好的塑性和柔性,能適應(yīng)壩體的變形和沉陷,對已產(chǎn)生的裂縫有一定的自愈能力；結(jié)構(gòu)簡單,工程量小,施工速度快,安全可靠,不破壞環(huán)境資源等優(yōu)點而優(yōu)于其他形式,是一種安全合理的防滲形式。我國從20世紀70年代以來,已陸續(xù)建成了數(shù)座碾壓式瀝青混凝土心墻壩如東北尼爾基,三峽茅坪渓,重慶黔江洞塘,四川冶勒,新疆鄯善坎爾其等許多座瀝青砼心墻壩,目前都在良好運行中。

1現(xiàn)狀與不足之處

1.1 施工機械設(shè)備

碾壓式瀝青混凝土心墻施工采用機械化施工工藝已趨于成熟,特別是近年來,國內(nèi)外研制生產(chǎn)的自動化瀝青拌合系統(tǒng)和大型瀝青心墻聯(lián)合攤鋪機在我國碾壓式瀝青混凝土心墻施工中的大量應(yīng)用,大大提高了碾壓式瀝青混凝土防滲心墻的施工速度,使其質(zhì)量得到了進一步保證,如三峽茅坪溪瀝青混合料的拌制采用西安筑路機械廠的LB-1000型計算機控制和記錄的自動化攪拌系統(tǒng),設(shè)備生產(chǎn)能力為40t/h。按照配料單,配料進入拌和機總量不得超過廠家定額容量的10%；瀝青、粗、細骨料、礦粉均以重量計,誤控制值可達到瀝青±0.3%、粗骨料±2%、細骨料±2%、礦粉±1%。瀝青混合料的運輸采用汽車和專用裝載機,而心墻攤鋪采用由挪威進口的聯(lián)合攤鋪機,攤鋪機前端設(shè)置的紅外線加熱器可將瀝青砼面層加熱到70℃以上,首先測量放線,固定心墻中心線,然后攤鋪機進行攤鋪,當(dāng)心墻兩側(cè)過渡料補齊(反鏟)后開始初碾,然后對瀝青混合料測溫,溫度達到150℃～160℃開始碾壓,碾壓合格后再碾壓過渡料。

而在建中的新疆伊犁庫什塔依水電站瀝青攤鋪設(shè)備選用了西安理工大自行開發(fā)研制的XT120瀝青混凝土心墻聯(lián)合攤鋪機,是瀝青混凝土心墻施工的大型專用工程機械,攤鋪寬度0.6m～1.2m,目前僅德國、挪威生產(chǎn),屬國內(nèi)首創(chuàng),性能更為優(yōu)越。整機由履帶式臺車、駕駛室、動力倉、瀝青混凝土料倉、振動滑模、過渡料拖車、層面清潔器、層面加熱器、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成,可完成變寬度心墻及兩側(cè)過渡料的攤鋪和初壓工作。

但這也僅限于大型土石壩心墻施工中,國內(nèi)尚沒有適用于中小型瀝青混凝土心墻施工的專用設(shè)備。雖然瀝青混凝土的攪拌及攤鋪設(shè)備可采用國內(nèi)先進的攪拌設(shè)備和國外進口的大型心墻聯(lián)合攤鋪機,但其造價高昂,設(shè)備費用往往高達上百萬美元。如上述的三峽茅坪溪瀝青混合料自動化攪拌系統(tǒng)造價約350萬元,進口聯(lián)合攤鋪機造價約79萬美元,質(zhì)量檢測設(shè)備配置費用約120萬元。這類專用施工機械對于重慶黔江洞塘、新疆鄯善坎爾其這樣的中小型瀝青混凝土心墻工程來說,其成本費用過高而不能接受。

1.2 特殊環(huán)境下(低溫、多雨、夜間)的施工

現(xiàn)行施工規(guī)范要求,當(dāng)日平均氣溫低于5℃時,屬低溫季節(jié),瀝青混凝土心墻不得施工；日降水量>0時,瀝青混凝土心墻也不得施工。大部分已建的瀝青混凝土心墻由于工期等各方面的因素,在雨天、低溫和夜間沒有進行施工技術(shù)探索。但這種情況顯然已經(jīng)滿足不了現(xiàn)實情況的要求,近年來所修建的一些項目由于所處的環(huán)境迫使人們探索在低溫、多雨等這種特殊環(huán)境下的施工技術(shù)。

以新疆庫什塔依水電站瀝青心墻壩工程為例,為了滿足本工程施工要求,承建單位專門成立了科研課題組,首先對冬季極端氣溫條件下瀝青混凝土配合比試驗進行了試驗室模擬試驗及現(xiàn)場攤鋪試驗,冬季極端氣溫條件下瀝青混凝土的施工設(shè)備選擇及采取的保溫措施、現(xiàn)場拌合、運輸攤鋪施工工藝及連續(xù)快速施工等方面進行了深入的研究。并在2011年1月至4月份庫什塔依水電站上游圍堰碾壓式瀝青混凝土心墻工中得以應(yīng)用,經(jīng)檢測混凝土施工質(zhì)量完全滿足設(shè)計要求。

1.3 瀝青混凝土心墻的質(zhì)量控制

在施工中對瀝青混凝土的質(zhì)量控制及檢測方法進行研究,摸索出一套適用于土石壩瀝青混凝土心墻施工控制方法,為土石壩瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量控制及水工瀝青混凝土施工、試驗規(guī)程的修訂積累豐富經(jīng)驗,是這種壩型在我國推廣應(yīng)用不可或缺的一步。目前應(yīng)用較多的則是所謂的全過程控制法,在心墻施工前,對所用原材料進行嚴格檢驗,施工中對瀝青混合料拌合質(zhì)量,攤鋪過程中的溫度、厚度、寬度、碾壓質(zhì)量及外觀進行控制,施工后對心墻成品質(zhì)量進行無損檢驗和芯樣檢驗,這樣實現(xiàn)全過程的一個控制,是比較有效的一種方法。以重慶洞塘水庫瀝青混凝土心墻施工為例,采用的即上述全過程控制法。

1.3.1 事前控制

主要檢測瀝青的加熱溫度和三大指標(biāo),礦料的加熱溫度、級配、含水率等。

1.3.2 事中控制

檢測瀝青混合料的溫度、馬歇爾穩(wěn)定度、流值、孔隙率等；進行場外及場內(nèi)攤鋪試驗,場外攤鋪試驗的目的在于確定瀝青混凝土的施工配合比,檢驗攪拌系統(tǒng)及攤鋪設(shè)備的運行性能,經(jīng)過場外攤鋪試驗,可選定各項施工參數(shù)；場內(nèi)攤鋪試驗場地選在心墻施工現(xiàn)場進行,以驗證場外攤鋪試驗的結(jié)論是否適用于現(xiàn)場施工；瀝青混合料現(xiàn)場攤鋪質(zhì)量控制,攤鋪前,前一層瀝青表面必須清潔、干燥,并用紅外線電加熱器或噴燈將表面加熱到不低于70℃,且無烤焦現(xiàn)象；測量放線控制；瀝青混凝土入倉溫度控制在140℃～170℃較為合適。冬夏季由于溫度影響,溫度可適當(dāng)提高或降低；心墻碾壓施工嚴格按照攤鋪試驗確定的碾壓參數(shù)執(zhí)行,碾壓后的瀝青混凝土應(yīng)表面平整,寬度符合設(shè)計要求,表面泛油,色澤均勻光亮,表面無裂縫。

1.3.3 事后控制

現(xiàn)場無損檢驗、取芯樣檢測及對外委托復(fù)核檢驗。無損檢測主要是應(yīng)用ZC-97型智能型滲氣儀進行滲透檢測,其無損測試必須保證每層鋪筑25m檢測一次,對懷疑存在質(zhì)量問題的瀝青混凝土表面部位適當(dāng)增加測點；對成品瀝青混凝土取芯樣檢測,對其物理、力學(xué)指標(biāo)均進行了全面的質(zhì)量檢測。施工期間,為了證實質(zhì)量控制的可靠性和試驗檢測數(shù)據(jù)的真實性,施工方分別委托了新疆自治區(qū)路橋檢測試驗中心和西安理工大學(xué)防滲研究所對瀝青混凝土試樣進行了復(fù)核檢驗。總體來看,瀝青砼心墻施工是一種熱施工,對瀝青砼的配合比和溫度控制等要求較高,而在高寒地區(qū)更甚,施工過程中的質(zhì)量控制和檢測尤為重要。

2結(jié)語

我國的瀝青混凝土心墻壩的發(fā)展已有30余年,且成績卓效,無論是施工所采用的機械設(shè)備,還是特殊的工藝方法,以及瀝青施工時的溫控措施,都積累了大量豐富的經(jīng)驗；另一方面,相關(guān)規(guī)范的缺乏,一部分的中小型工程限于技術(shù)和成本,在施工中往往難以全面保證優(yōu)良的施工質(zhì)量,亦是目前亟待解決的重要問題,希望本文所提在瀝青混凝土心墻壩施工和質(zhì)量檢測研究方面,具有一定借鑒意義。

參考文獻

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