何鵬飛

（中國水電建設(shè)集團十五工程局有限公司，陜西 西安 712000）

1 工程概況

新疆庫什塔依水電站瀝青心墻壩工程為二等大（2）型工程。工程所處地區(qū)為山區(qū)，冬天寒冷，夏季涼爽。庫克蘇河年平均氣溫7.3℃，極端最高氣溫37.5℃，極端最低氣溫-29.0℃。大壩為2級建筑物，最大壩高91.1 m，為碾壓式瀝青混凝土心墻壩，碾壓瀝青混凝土量約19 677.4 m3。

庫什塔依水電站施工工期比較緊張，為了滿足上游圍堰2011年4月30日具備度汛條件，上游圍堰瀝青混凝土心墻必須在冬季低溫條件下連續(xù)施工。

2 冬季瀝青混凝土配合比設(shè)計及設(shè)備選型

2.1 冬季施工配合比

委托西安理工大學(xué)進行冬季瀝青混凝土配合比試驗。在室內(nèi)模擬-25℃極端氣溫條件，對取樣的馬歇爾試件的密度、孔隙率、穩(wěn)定度、流值及滲透性、結(jié)合面、非結(jié)合面力學(xué)指標進行了檢測，檢測結(jié)果均符合規(guī)范要求；為了進一步驗證選用的瀝青混凝土配合比在大壩運行期的適應(yīng)性，還進行了小梁彎曲、拉伸、抗壓以及水穩(wěn)定等性能試驗。最終結(jié)論為：在低溫-25℃條件下進行碾壓式瀝青混凝土心墻施工是可行的。具體配合比見表1、2。

2.2 施工設(shè)備及其保溫措施

2.2.1 施工設(shè)備

（1）瀝青混凝土拌和系統(tǒng)。根據(jù)施工強度選擇YQLB1000型 （60-75 t/h）瀝青混凝土攪拌設(shè)備。該設(shè)備將強制間歇式設(shè)備的計量精確、性能穩(wěn)定與移動式攪拌設(shè)備的機動靈活相結(jié)合，特別是在瀝青加熱和保溫方面，采用了獨特的高效節(jié)能罐中罐技術(shù)，完全取掉了導(dǎo)熱油爐，大大降低了設(shè)備的運行成本。

表1 冬季碾壓瀝青混凝土材料和配合比

表2 冬季配合比的礦料級配

（2）瀝青混凝土運輸設(shè)備。瀝青混合料運輸設(shè)備是根據(jù)工程攤鋪的生產(chǎn)強度、設(shè)備運輸能力及運輸距離進行合理配置的。庫什塔依項目瀝青混合料運輸使用3臺5 t自卸車卸入5 t裝載機，由裝載機直接倒入倉面或攤鋪機。由于拌和站距施工現(xiàn)場較近，經(jīng)過現(xiàn)場試驗，在-15℃的外界氣溫條件下，運輸歷時15 min，損失溫度10～15℃之間，完全可以滿足冬季施工瀝青混凝土現(xiàn)場施工溫度控制要求。

（3）瀝青混凝土攤鋪設(shè)備。選用西安理工大學(xué)自行開發(fā)研制的XT120瀝青混凝土心墻聯(lián)合攤鋪機，攤鋪寬度0.6～1.2 m，該機采用了經(jīng)過優(yōu)化的專利技術(shù)，以及液壓控制的無級調(diào)寬機構(gòu)、變頻調(diào)速行走傳動機構(gòu)、自控過渡料鋪層平整度等先進技術(shù)，完全滿足工程施工的進度和質(zhì)量要求。

（4）瀝青混凝土碾壓設(shè)備。瀝青心墻施工中配置了2臺BWI20AD-3型 （2.7 t）雙輪振動碾，固定用于心墻兩側(cè)過渡料的碾壓。瀝青混凝土心墻采用1臺BW80AD雙輪振動碾進行碾壓。

2.2.2 保溫措施

為減少瀝青混凝土在拌和、運輸過程中的溫度損失，確保瀝青混凝土攤鋪后滿足初碾和終碾的溫度要求，保證瀝青混凝土的碾壓質(zhì)量，根據(jù)施工設(shè)備的各自性能及特點，通過對瀝青拌和系統(tǒng)的各種管路、閥件、集塵裝置等易結(jié)冰部件采取保溫或加溫措施；在瀝青混合料保溫筒出料口加設(shè)帆布筒，使熱瀝青混合料直接溜入運輸車；對瀝青混合料運輸車底板、側(cè)板加裝保溫隔熱層。

3 冬季瀝青混凝土施工工藝方法

3.1 原材料

（1）瀝青。采用克拉瑪依石油公司生產(chǎn)的 “昆侖牌”90號道路石油瀝青。

（2）礦粉。采用南崗水泥廠生產(chǎn)堿性礦粉。

（3）粗、細骨料。采用庫什塔依水電站P2料場人工破碎料。

3.2 施工工藝

3.2.1 瀝青混凝土料拌和

（1）原材料加熱溫度控制。根據(jù)規(guī)范要求，瀝青加熱溫度為150～170℃，骨料加熱溫度170～190℃，實際低溫施工過程中瀝青加熱溫度控制在160～168℃，骨料加熱溫度稍高，在190～205℃之間。

（2）拌和質(zhì)量控制。拌制混合料投料順序為先投骨料和礦粉干拌15 s，再噴灑瀝青濕拌45 s,拌和標準為拌出的瀝青混合料色澤均勻、稀稠一致，無花白料、黃煙及其他異常現(xiàn)象，卸料時不產(chǎn)生離析。

3.2.2 現(xiàn)場攤鋪、碾壓

機械攤鋪工藝流程：混凝土表面清理→測量放線→過渡料、瀝青混合料分別裝入攤鋪機→攤鋪機攤鋪→瀝青混合料碾壓→過渡料碾壓。

3.2.2.1 基座混凝土面處理

（1）標出基座混凝土與瀝青混凝土結(jié)合范圍，對混凝土面進行鑿毛并用高壓風(fēng)吹干凈，潮濕部位用汽油噴燈烘干，保持混凝土表面干燥。

（2）在刷冷底子油和瀝青砂漿馬蹄脂前，對銅止水進行檢查，有破損的地方應(yīng)進行補焊，銅止水面應(yīng)用鋼絲刷清理潔凈。

（3）在干燥的混凝土毛面上人工涂刷2遍冷底子油，涂刷要均勻，無遺漏。冷底子油用瀝青和汽油摻配而成，配制質(zhì)量比瀝青∶汽油=3∶7。

（4）待冷底子油干涸后，涂抹1～2 cm厚瀝青瑪蹄脂，瀝青瑪蹄脂按瀝青∶礦粉∶人工砂=1∶2∶2的比例在拌和站拌和，將拌和溫度保持在170±5℃。瀝青瑪蹄脂邊攤鋪邊刮平，刮平后要求表面平整、光潔。

3.2.2.2 測量放線及攤鋪

（1）測量放線。為了嚴格控制心墻軸線，在攤鋪前進行中線放樣，每隔10 m設(shè)一個放樣點，然后用墨斗配白色涂料將中線彈在心墻上。

（2）攤鋪。過渡料運輸至心墻上下游后，卸在距心墻軸線2.0 m外的區(qū)域。攤鋪時瀝青混合料與相鄰1.25 m寬的過渡料同時攤鋪，瀝青混合料用裝載機卸入攤鋪機料倉內(nèi)，過渡料由挖掘機上料，攤鋪厚度30 cm，邊攤鋪邊用帆布覆蓋心墻。

3.2.2.3 瀝青混合料及過渡料碾壓

心墻混合料采用1.5 t振動碾碾壓。心墻寬度小于90 cm時，采用騎縫碾壓。振動碾按靜碾2遍+振動碾6遍+靜碾2遍在覆蓋的帆布上進行碾壓，瀝青混凝土初碾溫度范圍為125～155℃。

過渡料碾壓采用2臺2.7 t自行式振動碾同時靜壓心墻兩側(cè)，靜碾2遍+動碾壓8遍+靜碾2遍，碾壓時離心墻20～40 cm。順碾壓方向搭接重疊碾壓。

3.2.2.4 層間處理及第二層熱料攤鋪

在已壓實的心墻上繼續(xù)鋪筑時，結(jié)合面必須清理干凈，灰塵等污染面采用空氣壓縮機清除，對于潮濕部位先將表水清除，再采用紅外線加熱器烘干。第二層施工時，瀝青表面不進行加熱，利用上層新鋪瀝青混合料 （160℃）的熱量，停滯約30 min后，可將下層瀝青混凝土融化50 mm深，結(jié)合面溫度可達到約70℃。施工中為了驗證此工藝的可行性，第二層瀝青混凝土鋪設(shè)前在底層瀝青混凝土表面埋入傳感式溫度計，埋設(shè)深度為表層50 mm以下，第二層熱料攤鋪半小時后進行溫度監(jiān)測，2012年12月16日監(jiān)測結(jié)果見表3。

表3 瀝青混凝土層間熱料加熱溫度記錄

3.3 瀝青混凝土質(zhì)量檢測

上游圍堰瀝青心墻共檢測瀝青混凝土試樣68組，瀝青混凝土芯樣28組，芯樣三軸試驗1組，檢測頻次及檢測結(jié)果均符合規(guī)范及設(shè)計要求，檢測結(jié)果見表 4～6。

4 結(jié)語

庫什塔依水電站上游圍堰瀝青心墻在2011年1月～4月低溫條件下連續(xù)鋪筑，鉆芯取樣結(jié)果表明，孔隙率、滲透系數(shù)、容重檢測及三軸C、φ值的檢測均滿足設(shè)計及規(guī)范要求，上游圍堰瀝青混凝土心墻工程完成單元工程總個數(shù)109個，合格109個，優(yōu)良109個，合格率100%，優(yōu)良率100%。

表4 瀝青混凝土試樣檢測結(jié)果

表5 瀝青混凝土芯樣檢測統(tǒng)計

表6 芯樣修正后E-μ模型靜三軸試驗參數(shù)

庫什塔依水電站上游圍堰瀝青心墻冬季低溫施工工藝的成功應(yīng)用，為庫什塔依項目節(jié)約了成本，保證了工期，為整個大壩工程按期完工奠定了基礎(chǔ)，對類似氣候條件地區(qū)碾壓式瀝青混凝土壩的施工具有參考價值。