旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工成套設備

向 尚 君，　熊 忠 翔，　陳 棟 梁

(1.中國人民武裝警察部隊 水電第八支隊，重慶　401320；2.四川大學 水利水電學院，四川 成都　610031)

旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工成套設備

向 尚 君1,2，熊 忠 翔1，陳 棟 梁1

(1.中國人民武裝警察部隊 水電第八支隊，重慶401320；2.四川大學 水利水電學院，四川 成都610031)

摘要：旁多水利樞紐大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻首次在西藏高海拔地區應用，國內還未有適應西藏高海拔地區氣候特點的碾壓式瀝青混凝土心墻施工的設備。通過對其施工強度進行分析計算和高海拔地區氣候特點分析，確定了適應高海拔地區的瀝青脫桶設備、瀝青混凝土拌和樓，首次在國產公路瀝青混凝土攤鋪機基礎上改裝了瀝青混凝土心墻攤鋪機，改裝了瀝青混合料運輸設備及配套小型機具，形成了西藏高海拔地區碾壓式瀝青混凝土心墻施工成套設備。

關鍵詞：瀝青混凝土心墻；攤鋪機；裝載機；比選；施工設備；高海拔地區；旁多水利樞紐

1概述

旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻是該類心墻第一次在西藏高海拔地區應用，樞紐地處西藏自治區拉薩河中游，位于林周縣旁多鄉下游1.5 km，距下游拉薩市直線距離約63 km，是以灌溉、發電為主，兼顧防洪和供水的綜合利用工程。樞紐庫容12.3億m3，最大壩高71 m，壩頂寬12 m，大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩，壩頂長度1 052 m，瀝青混凝土心墻頂高程為4 098.7 m，底高程為4 035.9 m，其底部3 m高的瀝青混凝土心墻厚度由2.2 m漸變到1 m，其余心墻厚度從1 m變到0.7 m，瀝青混凝土共計54 865 m3，心墻兩側設置4 m寬的砂礫石過渡料。

碾壓式瀝青混凝土心墻施工的主要設備包括瀝青混凝土拌和樓、運輸設備、瀝青混凝土心墻攤鋪機、碾壓設備及其他小型機具。旁多水利樞紐地處西藏高海拔地區，空氣較干燥、稀薄，太陽輻射較強，紫外線照射強度大，冬季低溫季節較長，一般為11月至次年的3月，而6至9月為主要的雨季，對瀝青混凝土心墻施工影響較大，造成年有效施工天數較少。高地震烈度、強紫外線輻射、深覆蓋層、高寒等地質和氣候特點是制約高海拔地區碾壓式瀝青混凝土心墻施工的主要問題。同時，施工工期緊、任務重對碾壓式瀝青混凝土心墻施工設備提出了更高要求。

2設備的選型

2.1施工強度計算

大壩碾壓式瀝青混凝土心墻分兩期進行施工，一期導流期間主要施工左岸漫灘和階地處樁號0+000～樁號0+750碾壓式瀝青混凝土防滲心墻及相應壩體施工，二期導流期間主要施工右岸預留的210 m寬心墻及壩體施工，一、二期瀝青混凝土心墻按1：3的坡比進行對接。碾壓式瀝青混凝土按每鋪筑一層25 cm厚度進行計算，主要節點工期如表1所示。根據節點工期要求，大壩碾壓式瀝青混凝土心墻高峰強度為252 m3/d，瀝青混合料拌和為605 t/d，澆筑心墻長度為959 m/d。

2.2主要設備的選型

碾壓式瀝青混凝土心墻攤鋪時間一般為12 h(檢測驗倉時間2～3 h，補過渡料時間5～6 h)，根據施工強度，拌和系統的拌和強度應達到40.28 t/h。按60 t/h計，選用1套JD1500型瀝青混凝土攪拌站，銘牌生產能力為120 t/h。考慮到高原因素，按50%出力考慮，水工瀝青混凝土生產能力為60 t/h，完全能滿足混凝土生產要求；瀝青混合料拌制強度為60 t/h，根據瀝青混凝土參考配合比，瀝青摻量為7%，則需要瀝青量為3.93 t/h。考慮到高原機械設備功率降效，選用瀝青脫桶設備DT8，該設備處理能力為8～10 t/h；現場每小時攤鋪強度為80 m/h；選用RP951型公路瀝青混凝土攤鋪機，最大攤鋪速度為180 m/h；考慮高原因素，能夠滿足現場施工要求。其他運輸、碾壓設備根據現場施工需要靈活進行配置。

表1　碾壓式瀝青混凝土心墻施工主要節點工期統計表

3成套設備及改裝

3.1瀝青混凝土拌和系統

(1)脫桶設備。

由于樞紐地處林周縣旁多鄉，遠離瀝青產地，一般使用桶裝瀝青，從而需要瀝青脫桶設備。所選用的DT8瀝青脫桶系統為封閉式結構，采用柴油為燃料，介質油循環進行加熱。利用導熱油爐排放的廢氣(320 ℃～450 ℃)余熱加熱脫桶(最終排氣溫度約150 ℃)，全封閉式脫桶，較連續式(開式)節能50%；大排量瀝青泵進行內循環、攪動，水蒸氣溢出，被引風機吸走排入大氣，實現負壓脫水；具有內部自動排渣、外部清渣功能。瀝青脫桶設備在運行過程中要加強檢修，尤其是內部管路和積碳的清理，防止局部受熱過高，發生瀝青燃燒，同時要配備完善的消防設施，防止火災事故的發生。

(2)燃燒器的比選。

目前，瀝青混合料骨料的加熱一般采用柴油、重油或煤粉等燃料，燃燒器利用氣壓或高壓風將油料霧化，或將煤粉噴出，由油料、煤粉燃燒產生的熱量干燥和加熱骨料。近年來，隨著油料價格不斷上漲，煤粉加熱的方法被越來越多的采用，表2為油料與煤粉加熱對比分析情況。從表2中可以看出：采用煤加熱方法，每拌制100 t瀝青混合料至少能節約成本約5 000元。燃煤燃燒器在國內小型工程中有過應用，但在高原地區、大中型工程中尚未使用過。同時，煤熱效率太低，煤粉浪費較大；煤粉燃燒不充分，導致回收粉中含有大量的煤粉而無法利用，同時容易污染瀝青混合料，對施工質量有影響；不同品質的煤發熱值不一樣，火焰不穩定，溫度不宜控制；必須增加燃煤堆場，導致占用場地大；增加煤粉機，導致設備故障率提高且西藏煤由內地運輸至現場供應不及時。綜上因素，在高海拔地區建議采用柴油燃燒器進行骨料的加熱，以確保瀝青混合料的拌和質量更加穩定。

(3)瀝青混凝土拌和樓。

表2　柴油加熱和煤加熱成本對比分析表

瀝青混凝土拌和樓采用強制間歇式瀝青混凝土拌和樓，主要由冷料倉、瀝青儲罐及瀝青輸送系統、干燥系統、二次篩分系統、礦粉儲罐、拌和主機、控制系統、瀝青混合料保溫倉等部分組成。冷料倉主要進行骨料的粗配，一般采用皮帶機或裝載機進行上料；若拌和強度不大，建議采用裝載機進行上料。干燥系統主要對骨料進行干燥，系統運行過程中要加強對燃燒器的維護保養，尤其是在低溫季節輸油管路容易堵塞，故應做好管路的保溫工作，同時要配足控制閥等易損配件。瀝青儲罐及瀝青輸送系統主要包括瀝青保溫儲罐及輸送管路，瀝青儲罐要注意瀝青儲存的溫度，防止瀝青老化，輸送管路長期運行后會在管壁產生積碳，要定期采用清洗劑對管路進行清洗，防止管路堵塞。二次篩分系統對干燥后的骨料進行再篩分，瀝青混合料以二次篩分的結果確定各粒徑骨料的用量，作為其質量控制依據，二次篩分后各種骨料粒徑的用量要與冷料倉骨料下料速度相匹配，防止溢料。同時，拌和系統要配備備用電源，防止因突然斷電而致使瀝青混合料滯留在拌和主機中。

3.2瀝青混凝土攤鋪機

近年來，國內所用的水工瀝青混凝攤鋪機多為在進口公路瀝青混凝土攤鋪機基礎上改裝而成。旁多水利樞紐瀝青混凝土攤鋪機就是在徐工集團生產的RP951A型公路瀝青混凝土攤鋪機基礎上改裝而成，是首次對國產公路瀝青混凝土攤鋪機進行的改裝，主要包括主機、紅外加熱系統、控制系統、瀝青混合料保溫料斗、振動熨平板、框模及過渡料分料斗，其中紅外加熱系統、振動熨平板、框模、過渡料分料斗為增加部分；控制系統、瀝青混合料保溫料斗為改造部分。圖1為改造后的瀝青混凝土心墻攤鋪機，其主要運行參數見表3。

圖1　改造后的瀝青混凝土心墻攤鋪機

3.3運輸設備

運輸設備主要包括運料小車、卸料平臺和改裝裝載機，運料小車由5 t自卸車改裝而成，運料小車主要進行的是車斗部位的改裝，車斗底部及四邊加裝保溫石棉，然后采用鋼板進行內襯，鋼板接縫采用焊接，焊接后用打磨機磨光以利于瀝青混合料的卸料；裝載機主要對裝料料斗進行改裝，料斗需設置保溫層，料斗的容量要與攤鋪機料斗相適應，同時，料斗重量不宜過重，應盡量使裝載機平衡；卸料平臺采用工字鋼自制，平臺的高度要與裝載機的高度相適應，平臺的坡度應使運料小車方便上下，平臺的長度及寬度要與運料小車的輪寬及前后輪間距相適應(圖2)。

表3　瀝青混凝土心墻攤鋪機主要技術參數表

圖2　運料小車、卸料平臺及改裝裝載機

3.4其他設備

其他設備主要包括壓實設備、沖擊夯、人工夯及模板等小型機具。壓實設備采用小型振動碾，一般為1.5 t和2.5 t雙鋼輪振動碾。選擇振動碾時要充分考慮到高原的影響，一般要配備渦輪增壓器，以滿足振動碾激振力達到設計要求。沖擊夯為普通電沖擊夯，人工夯采用2 cm厚鋼板加工而成，自重不小于20 kg。模板由3 mm厚鋼板加工而成，每塊長1.5 m，高30 cm，使用時根據需要寬度用鋼管進行加固。

4結語

旁多水利樞紐大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻首次在西藏高海拔地區應用，根據高原氣候特點，碾壓式瀝青混凝土心墻施工設備也有所不同。通

過對施工強度進行分析并考慮適應高原氣候特點因素，選擇確定了旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工的瀝青脫桶設備、瀝青混凝土拌和樓，尤其針對高海拔地區氣候特點，選擇并采用了柴油燃燒器的方式進行骨料加熱；瀝青混凝土心墻攤鋪機首次在國產公路瀝青混凝土攤鋪機基礎上進行改裝；運輸設備在普通裝載機基礎上進行改裝，對運輸小車進行了保溫改裝；壓實設備采用了帶渦輪增壓器的小型振動碾，保證了設計要求的激振力。通過對設備進行選型和設備的改裝，形成了旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工成套設備，確保了大壩碾壓式瀝青混凝土心墻的施工質量和施工進度，為西藏高海拔地區碾壓式瀝青混凝土心墻施工積累了豐富經驗。

參考資料：

[1]趙興安，廖佼，向尚君，等.旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻現場施工模擬試驗[J].水利科技與經濟，2013,19(1):97-100.

[2]付光均，趙興安，向尚君，等. 高寒高海拔地區碾壓式瀝青混凝土防滲心墻施工工法[Z].水利水電工程建設工法，2011.

[3]向尚君，廖佼，石林.高海拔地區碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術-以旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工為例[J].水利水電科技進展，2014,34(2):50-53.

向尚君(1982-)，男，四川蒼溪人，高級工程師，學士，從事水利水電工程施工技術及管理工作；

熊忠翔(1979-)，男，四川鹽源人，工程師，學士，從事水利水電工程施工技術及管理工作；

陳棟梁(1986-)，男，陜西商洛人，助理工程師，從事水利水電工程施工技術工作.

(責任編輯：李燕輝)

·書訊·

《論工程施工合同范本及其更新》征訂啟事

作者徐銥教授從事水利水電工程建設技術工作52年，集前半生之設計經驗，后半生之監理經驗、咨詢經驗、仲裁經驗，對監理合同范本尤其對施工合同范本進行了深入探討，近七、八年來對范本的前因后果進行了梳理、領悟和思考，獲得一系列新認識。認識的根據是《合同法》，而來自二灘水電站工程的、按第四版菲迪克合同條件所進行的十年合同管理經驗提供了諸多幫助；認為當事人條款約定有欠平等、公平、誠信，監理人條款約定偏向發包人，所以提出對施工合同范本的更新。更新的第一個含義是通過對書面合同的整體解釋，推定某些約定應屬無效；更新的第二個含義是修改哪些約定，提出了平等、公平、誠信的主要通用合同條款，對此稱之為展望的管理模式。此外，對區別工程風險與不可抗力、風險事故責任與事故責任，對指向發包人標的的變更的分類，按雙方違約求解同期延誤等類合同問題，對監理人的法律定位以及與當事人的法律關系等進行了求證或論述。

該書的直接對象是監理人、發包人、承包人；可供合同范本、監理規范和監理教材編寫人員，大、中院校相關師生、教學研究人員參考。因為《合同法》與國際接軌，所以對涉外合同管理人員、工程技術人員也有一定的參考價值。

該書為大16開本，2015 年5月由西南交通大學出版社出版，書號為ISBN 978-7-5643-3882-4，字數為555千字，每本書重近1公斤，每冊定價88元，郵購需每冊另加13元。

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收稿日期:2015-07-10

文章編號:1001-2184(2015)04-0009-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7;TV53+81；TV53+6；TV543

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