大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)探析

郭惠明

(江西省水利水電建設(shè)有限公司，南昌 330025)

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大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)探析

郭惠明

(江西省水利水電建設(shè)有限公司，南昌 330025)

大壩建設(shè)是關(guān)系到國計民生的重大問題，世界許多國家都加大了大壩建設(shè)力度。然而，大壩工程具有規(guī)模大、耗時長的特點(diǎn)，工程質(zhì)量影響因素較多，因此必須采用先進(jìn)的施工技術(shù)?，F(xiàn)階段，在提升大壩心墻質(zhì)量的過程中，碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。鑒于此，文章以埃塞俄比亞Wolkite項目為例，對該技術(shù)應(yīng)用中所需的材料要求進(jìn)行了簡要介紹，最后詳細(xì)探討了該技術(shù)的具體應(yīng)用方法，希望對中國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展起到促進(jìn)作用。

大壩；碾壓式；瀝青混凝土心墻；施工技術(shù)

大壩建設(shè)不僅能夠為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田灌溉提供便利，還能夠有效預(yù)防河水泛濫所帶來的危害，各國在大壩建設(shè)中，各項施工技術(shù)的選擇和應(yīng)用，必須充分考慮到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境限制因素。在近年來的實踐中發(fā)現(xiàn)，碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)的適用范圍較廣，對于提升工程質(zhì)量具有重要的促進(jìn)作用。在這種情況下，積極加強(qiáng)大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)研究具有勢在必行。

1 工程概述

該項目坐落于埃塞俄比亞北部重要河流——zerema河下游，是世界范圍內(nèi)最高的瀝青混凝土芯墻重力壩，屬于Wolkite大項目的關(guān)鍵組成部分。芯墻設(shè)計高程為804-939m，瀝青混凝土厚度從1.2m漸變至0.8m，合計方量54900m3，過渡料方量169000m3。

施工中應(yīng)用瀝青混凝土，由于該材料受氣候條件的限制較大，因此施工中應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。通常情況下，不可以在以下氣候條件下施工：施工當(dāng)?shù)丨h(huán)境≤5℃；擁有超過4級的大風(fēng)和濃霧天氣；1d之內(nèi)存在高于5mm的降雨量或地表相對潮濕以及夜間環(huán)境[1]。如果受工程客觀因素限制，需要在以上天氣和環(huán)境狀況下施工，必須采取有效的保護(hù)措施，從而保證瀝青混凝土施工質(zhì)量。

圖1 工程現(xiàn)場概況

2 施工材料

在應(yīng)用大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)的過程中，施工材料的合理應(yīng)用至關(guān)重要，它決定了該技術(shù)的功能是否能夠重復(fù)發(fā)揮出來，同時對工程質(zhì)量也具有直接影響。綜合作業(yè)方式制備應(yīng)應(yīng)用于瀝青混合料當(dāng)中，在烘干、供給以及加熱骨料的過程中，應(yīng)當(dāng)保持連續(xù)性，根據(jù)工程施工周期，可以間斷的配料進(jìn)行拌合、計量以及出料處理，如果骨料屬于初配，那么在實際施工中應(yīng)首先對其進(jìn)行加熱處理，接下來應(yīng)當(dāng)進(jìn)行篩分，最后實施計量[2]。這種方法在應(yīng)用中存在優(yōu)勢，即不僅擁有較高的生產(chǎn)率，同時會產(chǎn)生較少的能耗以及均勻的溫度等。

圖2 綜合作業(yè)式瀝青混合料配置工藝流程

160-190℃是冷骨料加熱過程中的溫度值；0.2%是桶裝瀝青脫水后應(yīng)擁有的含水量；在對瀝青進(jìn)行應(yīng)用的過程中，其溫度應(yīng)當(dāng)始終保持在150℃左右，而這一持續(xù)性溫度≤6h，否則將導(dǎo)致瀝青老化現(xiàn)象的產(chǎn)生。在拌罐當(dāng)中加入沒有經(jīng)過加熱的礦粉料并直接展開拌和工作，直到?jīng)]有結(jié)塊以及成團(tuán)現(xiàn)象為止，并保持良好的干燥性，即應(yīng)呈現(xiàn)出<0.3%的含水率。在配料的過程中，瀝青以及各種礦料的配合方式應(yīng)以重量為主；在對瀝青混合料進(jìn)行拌制的過程中，應(yīng)首先干拌礦粉和骨料，時間約為25s，接下來可以將瀝青噴灑其中，持續(xù)60s的濕拌[3]。經(jīng)過攪拌，瀝青混合料最后應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)出一致的稀稠度和均勻的色澤，如果存在黃煙和花白料現(xiàn)象，則說明拌合不合理。而155-175℃是出機(jī)口的溫度，施工人員應(yīng)將已經(jīng)拌合好的瀝青混合料輸送到成品料倉當(dāng)中，為大壩的建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。

3 大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)實際應(yīng)用

3.1 工藝流程

在心墻施工中，應(yīng)用碾壓式瀝青混凝土，全軸線需要進(jìn)行1次性攤鋪碾壓施工，中間不可以分段。從全線的心墻方面來看，整體程均衡上升的狀態(tài)。在鋪筑瀝青混凝土的過程中，時間和工程量的控制應(yīng)按照“一天一層”原則。當(dāng)施工中遇到特殊狀況，應(yīng)當(dāng)留設(shè)橫縫，1∶3的緩坡是接合的方式。在鋪筑每1層的瀝青混凝土之前，必須保證心墻基礎(chǔ)表面能夠達(dá)到70℃的溫度。連接現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)防滲墻和心墻底部的位置應(yīng)當(dāng)是1個圓弧表面，其半徑應(yīng)當(dāng)有97cm；瀝青混凝土填筑于圓弧內(nèi)部，它的上部呈階梯式，寬度逐漸從1.4m轉(zhuǎn)為0.7m，在這一環(huán)節(jié)施工過程中，必須采用人工的方式，同時，它的上部心墻的厚度也應(yīng)當(dāng)逐漸從0.7m下降到0.5m，而這一環(huán)節(jié)的攤鋪工作可以應(yīng)用機(jī)械來完成[4]。

人工攤鋪工藝流程：建立施工模，并在此基礎(chǔ)上，攤鋪過渡料和瀝青混凝土混合料，接下來完成拆模工作，并碾壓過渡料和瀝青混凝土，最后就是同步碾壓過渡料以及混合料。

機(jī)械攤鋪工藝流程：對施工基礎(chǔ)部位進(jìn)行清理，并展開測量放線和金屬線的固定工作，并在此基礎(chǔ)上適用攤鋪機(jī)展開攤鋪工作，這一過程中應(yīng)適當(dāng)?shù)奶钛a(bǔ)過渡料，在碾壓瀝青混凝土以及過渡料的基礎(chǔ)上，將終碾應(yīng)用于過渡料當(dāng)中。

3.2 鋪筑

3.2.1 人工攤鋪段

根據(jù)設(shè)計要求，有效處理基礎(chǔ)防滲墻混凝土表面，并將冷底子油噴涂于其上，反復(fù)2遍；接下來將砂質(zhì)瀝青馬蹄脂涂抹其上，其厚度最大為2cm，最小為1.5cm。將特殊制作的鋼模板支立起來，并將拉桿支撐應(yīng)用于上下游的模板之間，值得注意的是，此處的拉桿支撐應(yīng)當(dāng)具備可調(diào)節(jié)的功能。應(yīng)用運(yùn)輸車將瀝青混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，在將其放置模板當(dāng)中的過程中，需要對裝載機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，在對其進(jìn)行攤平處理的過程中，需要以人工施工為主，攤鋪后應(yīng)擁有23cm的攤鋪厚度以及20-22cm的壓實厚度。在鋪筑瀝青混合料的過程中，也應(yīng)當(dāng)對過渡料進(jìn)行鋪筑，從而有效預(yù)防模板變位現(xiàn)象的產(chǎn)生。針對過渡料來講，攤鋪工作應(yīng)使用反鏟，在整平的過程中需要通過人工來完成；同時在碾壓瀝青混合料之前，必須拔出鋼模板。

3.2.2 機(jī)械攤鋪

此時需要對攤鋪機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，在攤鋪瀝青混合料之前，應(yīng)徹底清掃基層瀝青心墻表層，并將軸線的位置清晰的標(biāo)示出來，在定位的過程中需要對金屬絲進(jìn)行應(yīng)用。在將攤鋪機(jī)料斗內(nèi)裝滿瀝青混合料的過程中，需要對裝載機(jī)進(jìn)行應(yīng)用。厚度應(yīng)同人工攤鋪厚度一致。攤鋪機(jī)在運(yùn)行的過程中，應(yīng)當(dāng)擁有1-3m/min的速度。攤鋪機(jī)運(yùn)行過程中，必須保證料倉當(dāng)中最低≥1/3的存料，從而有效預(yù)防漏鋪現(xiàn)象的產(chǎn)生。一旦大骨料集中的現(xiàn)象產(chǎn)生于鋪筑層面當(dāng)中，剔除工作應(yīng)以人工為主，并應(yīng)用新料進(jìn)行回填、碾實、返油。值得注意的是，在應(yīng)用攤鋪機(jī)的過程中，其擁有3.5m的最大攤鋪寬度，當(dāng)攤鋪范圍超過3.5m時，需要采取補(bǔ)鋪處理，即應(yīng)用反鏟對過渡料進(jìn)行補(bǔ)鋪，最后的攤平工作需要應(yīng)用推土機(jī)。

圖3 機(jī)械攤鋪現(xiàn)場

3.3 碾壓

1)針對人工攤鋪段來講，在碾壓過程中，應(yīng)首先拔出瀝青混合料模板，接下來應(yīng)首先進(jìn)行一次無振碾壓，所應(yīng)用的設(shè)備為2.7t振動碾。

2)接下來還應(yīng)當(dāng)將瀝青混合料和過渡料一起進(jìn)行3遍的同步振動碾壓。

3)在收光的過程中，應(yīng)對靜壓進(jìn)行應(yīng)用，次數(shù)為2遍。而針對機(jī)械攤鋪段來講，在碾壓過程中，應(yīng)首先進(jìn)行4遍1.5t振動碾碾壓，并在收光的過程中，進(jìn)行2遍靜壓，值得注意的是，在碾壓的過程中，130-150℃是最佳的施工溫度。一旦攤鋪過程中產(chǎn)生了過高的溫度，攤鋪和碾壓施工之間應(yīng)當(dāng)間隔一段時間。25-30m/min是振動碾運(yùn)行過程中應(yīng)當(dāng)保持的速度，碾壓主要方式為錯位碾壓，半碾寬是每次錯位的寬度，碾壓的順序可以是由左至右也可以是由右至左，嚴(yán)禁錯臺以及表面不平整現(xiàn)象的產(chǎn)生。在碾壓過程中，嚴(yán)禁對心墻進(jìn)行橫跨碾壓以及忽然剎車現(xiàn)象的產(chǎn)生；30-50cm的重疊碾壓應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生于橫向接縫位置。

碾壓工作進(jìn)行過程中，應(yīng)當(dāng)將水定期灑向碾壓輪，并對附著在振動碾之上的污物及時進(jìn)行處理。在碾壓過程中，存在很多振動碾無法達(dá)到的部位，如同岸坡相接合的部位等，此時應(yīng)適用人工夯實或小型振動夯來施工，當(dāng)瀝青混凝土的表面出現(xiàn)返油的狀況以后，就可以停止夯實，值得注意的是，這一過程中必須正確適用夯實的方法，從而避免骨料破碎現(xiàn)象的產(chǎn)生。

4 結(jié) 語

綜上所述，大壩建設(shè)同人們的生活息息相關(guān)，在大壩心墻施工中，對瀝青混凝土的應(yīng)用，需要充分考慮到施工當(dāng)?shù)氐臏囟纫约皻夂驐l件；同時，施工中應(yīng)嚴(yán)格遵守施工工藝流程，抓住鋪筑和碾壓這兩個心墻施工技術(shù)中的重點(diǎn)，才能夠科學(xué)應(yīng)用相關(guān)施工技術(shù)，為提升工程質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

[1]齊江鵬.新疆呼圖壁河石門水電站大壩瀝青混凝土心墻施工方案優(yōu)化設(shè)計研究[J].中國水運(yùn)：下半月,2014,14(7):235-236.

[2]金連軍,向尚君.旁多水利樞紐碾壓式瀝青混凝土心墻一、二期接頭施工技術(shù)[J].四川水利,2013,34(4):11-13.

[3]余英.碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(下),2015(3):248-248.

[4]朱家應(yīng).大竹河水庫瀝青混凝土心墻設(shè)計[J].四川水利,2012(5):2-5.

1007-7596(2016)10-0102-03

2016-09-18

郭惠明(1983-)，男，江西信豐人，助理工程師。

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