姬紅衛(wèi)
(中國水電建設(shè)集團(tuán)第十五工程局有限公司 陜西 西安 710065)
新疆克孜加爾水利樞紐工程屬大(Ⅱ)型工程,水庫總庫容1.76億m3,調(diào)節(jié)庫容0.384億m3,設(shè)計(jì)引水流量18m3/s,加大引水流量20 m3/s,電站裝機(jī)1MW。樞紐工程由放空兼導(dǎo)流洞、攔河大壩、溢洪道、發(fā)電系統(tǒng)、引水隧洞、倒虹吸及引水明渠等建筑物組成。
攔河大壩結(jié)構(gòu)型式為瀝青混凝土心墻壩,壩頂長度355m,最大壩高64m。心墻基座混凝土為C20混凝土,底部寬度7m,瀝青混凝土心墻與基座混凝土基礎(chǔ)部位寬1.5m,在1.5m高度范圍內(nèi)寬度漸變?yōu)?.8m,心墻上半部分26.5m寬度為0.5m,上下游過渡料寬3.0m,結(jié)構(gòu)形式見圖1。
瀝青使用中國石油克拉瑪依石化公司生產(chǎn)的70號(hào)(A級(jí))道路石油瀝青。該瀝青抽樣檢測的技術(shù)性質(zhì)指標(biāo)見表1所列。
由表1所列的檢測結(jié)果可見,該瀝青試樣的各項(xiàng)技術(shù)性能均滿足DL/T5411-2009《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的SG70瀝青的技術(shù)要求。
圖1 攔河大壩結(jié)構(gòu)形式圖
骨料自新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)181團(tuán)水泥廠料場開采、破碎制成的人工骨料。另外還使用了天然河砂。
2.2.1 粗骨料
粗骨料采用(9.5~19.0)mm粒級(jí)、(2.36~9.5)mm粒級(jí)兩種人工碎石,其技術(shù)性質(zhì)見表2、表3所列。
由表2所列的檢測結(jié)果可知粗骨料各項(xiàng)技術(shù)性質(zhì)符合DL/T5411-2009《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的粗骨料的技術(shù)要求。
2.2.2 細(xì)骨料
細(xì)骨料采用石灰?guī)r破碎所得的人工砂、C2料場生產(chǎn)的天然砂兩種,其技術(shù)性質(zhì)見表4、表5。
由表4所列的檢測結(jié)果可知,細(xì)骨料各項(xiàng)技術(shù)性質(zhì)均符合DL/T5411-2009《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的細(xì)骨料的技術(shù)要求。
2.2.3 填料(礦粉)
填料采用布爾津縣水泥廠生產(chǎn)的石灰石粉,其技術(shù)性質(zhì)見表6所列。
由表6所列檢測結(jié)果可知填料各項(xiàng)技術(shù)性質(zhì)均滿足DL/T5411-2009《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的填料的質(zhì)量要求。
考慮到人工砂中所含石粉可以替代部分填料,故對(duì)此石粉進(jìn)行親水系數(shù)的測定,其值為0.93。
以生產(chǎn)用原材料為原料進(jìn)行瀝青混凝土配合比室內(nèi)試驗(yàn)。在進(jìn)行了大量的試驗(yàn)之后,對(duì)所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了科學(xué)分析和論證,對(duì)幾個(gè)擬選配比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)驗(yàn)證、水穩(wěn)定試驗(yàn)驗(yàn)證,在反復(fù)比選后,最終確定了適用于本工程的瀝青混凝土配合比,確定配合比見表7。
瀝青混凝土采用HLB-60型瀝青混凝土拌和站拌制,先將骨料與填料拌和25s,再加入瀝青拌和45s。瀝青混合料出機(jī)口溫度均控制在(140~170)℃。低溫季節(jié)施工時(shí)出機(jī)口控制溫度提高10℃。
瀝青首先通過脫水鍋脫水(脫水鍋內(nèi)以導(dǎo)熱油為介質(zhì)加熱,脫水0.5h~1.0h,不再冒泡),然后采用瀝青泵抽入瀝青加熱保溫罐,繼續(xù)加至160±5℃。加熱上限溫度要嚴(yán)格控制,以防瀝青老化。
骨料加熱在烘干加熱筒內(nèi)進(jìn)行,先加入細(xì)骨料后加入粗骨料,加熱溫度為180±10℃。
在河床段基坑施工時(shí)(高程600.0以下部位),瀝青混合料拌好后采用5t自卸車配2個(gè)吊罐運(yùn)輸,隔離劑采用機(jī)油,運(yùn)輸過程中用帆布覆蓋保溫。運(yùn)輸至現(xiàn)場后,20t吊車吊裝入倉,瀝青混合料入倉溫度控制在140℃~170℃;出基坑后(高程600.0以上),瀝青混合料拌采用裝載機(jī)直接運(yùn)輸。
4.3.1 結(jié)合面處理
由于河床段基座混凝土頂部高程低于原河床,巖石中的裂隙水較為豐富,上下游均有裂隙水沿開挖邊坡滲出,同時(shí)由于毛細(xì)作用,還有部分地下水順銅止水中的瀝青麻繩蔓延。這兩方面的因素均導(dǎo)致基座混凝土凹槽部位一直處于濕潤狀態(tài),致使瀝青混凝土施工無法開展。經(jīng)專家討論后,采取對(duì)伸縮縫進(jìn)行化學(xué)灌漿的方法進(jìn)行封堵。
將基座混凝土與瀝青混凝土結(jié)合面上的浮漿、乳皮、粘著物等清除干凈,再打毛并用高壓風(fēng)吹干凈。潮濕部位用汽油噴燈烘干,保持混凝土表面干燥。
4.3.2 冷底子油和瀝青砂漿馬蹄脂施工
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,配制重量比為瀝青:汽油=3:7。配置前,瀝青現(xiàn)場加熱,加熱溫度不大于120℃,然后加熱好的熱瀝青按比例緩慢加入汽油中,邊加入邊攪拌,配置時(shí)遠(yuǎn)離火源,不能站在火源的下風(fēng)口。
待冷底子油干涸后,方可涂抹1cm~2cm厚瀝青瑪蹄脂。瀝青瑪蹄脂按瀝青:礦粉:人工砂=1:2:2.3比例進(jìn)行拌制,瀝青瑪蹄脂邊攤鋪邊刮平,刮平后要求表面平整、光潔。
4.3.3 瀝青混合料的人工攤鋪及夯實(shí)
模板架設(shè)好后,先攤鋪過渡料,再攤鋪瀝青混合料。模板采用自制加工的鋼模,模板兩側(cè)采用角鋼限位卡固定,架設(shè)前在模板內(nèi)面用透明膠帶粘兩層牛皮紙。定位后的鋼模板距心墻中心線的偏差不大于±5mm。模板安設(shè)完成后用帆布覆蓋好,以防塵土、雜物污染。瀝青混合料攤鋪采用20t吊車將瀝青混合料吊罐吊至倉面,卸料后人工用鐵锨、刮板正平,每層攤鋪厚度30cm,并及時(shí)用帆布覆蓋,覆蓋寬度應(yīng)超出心墻30cm,鋪料厚度允許誤差±1cm。人工夯實(shí):瀝青混凝土心墻第一層采用人工夯實(shí),夯板型號(hào)為HCD80,夯實(shí)時(shí)兩臺(tái)夯板分別在止水上下游同步夯實(shí)。夯板夯實(shí)6遍,夯實(shí)溫度應(yīng)為145±5℃(表面溫度120±5℃),夯板接觸不到的部位用10kg重的擊實(shí)錘擊實(shí),至瀝青混凝土面泛油。夯實(shí)完成后及時(shí)用帆布覆蓋。
在已壓實(shí)的心墻上繼續(xù)鋪筑時(shí),結(jié)合面必須清理干凈,灰塵等污染面采用空氣壓縮機(jī)清除或用紅外線加熱器烘烤粘污面,使其軟化后鏟除。攤鋪前用紅外線加熱器使結(jié)合面加熱到70℃以上。若一天內(nèi)連續(xù)鋪筑兩層時(shí),在下層瀝青混凝土溫度降到90℃以下才能進(jìn)行上一層攤鋪。對(duì)于潮濕部位先將表水清除,再采用紅外線加熱器烘干、加熱。
表1 瀝青技術(shù)性質(zhì)
表2 粗骨料的技術(shù)性質(zhì)
表3 粗骨料的顆粒級(jí)配(通過率%)
表4 細(xì)骨料的性能指標(biāo)
表5 細(xì)骨料(天然砂)的顆粒級(jí)配(通過率%)
表6 填料的技術(shù)性質(zhì)
表7 瀝青混凝土實(shí)驗(yàn)配合比(重量比)
4.4.1 瀝青混合料的攤鋪
攤鋪機(jī)械采用西安理工大學(xué)生產(chǎn)的攤鋪機(jī)。攤鋪時(shí)瀝青混合料與相鄰1.3m寬的過渡料同時(shí)攤鋪,瀝青混合料用裝載機(jī)卸入攤鋪機(jī)料倉內(nèi),過渡料由220挖掘機(jī)上料,攤鋪厚度30cm,邊攤鋪邊用帆布覆蓋心墻。過渡料與攤鋪機(jī)攤好的過渡料一起用挖掘機(jī)配合人工整平。
4.4.2 碾壓
碾壓時(shí),先碾過渡料,后碾心墻,碾壓時(shí)兩臺(tái)3t振動(dòng)碾和一臺(tái)2.0t振動(dòng)碾形成“品”字形進(jìn)行碾壓。心墻初碾溫度應(yīng)為140±5℃(表面115±5℃),終碾溫度應(yīng)不低于110℃(表面100℃)。2t振動(dòng)碾按2遍(靜碾)+6遍(振動(dòng)碾)+2遍(靜碾)在覆蓋的帆布上進(jìn)行碾壓。順碾壓方向搭接重疊碾壓40cm,當(dāng)寬度大于90cm時(shí),垂直碾壓方向重疊碾壓寬度不小于30cm。碾壓完成后及時(shí)揭開帆布,再蓋好壓好。
(1)為及時(shí)掌握拌和站骨料質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化,以便調(diào)整施工配合比。粗細(xì)骨料的級(jí)配、超遜徑每天檢測一次,檢測時(shí)在拌合樓篩分后的熱骨料倉取樣。
(2)拌和樓的計(jì)量系統(tǒng)每月進(jìn)行一次校驗(yàn),由質(zhì)量管理部組織,總調(diào)度與拌和系統(tǒng)負(fù)責(zé)人參與,進(jìn)行自檢。
(3)每4h對(duì)各種原材料的配料稱量進(jìn)行一次檢查并記錄。
(4)骨料加熱控制在170℃~190℃,瀝青加熱溫度控制在150℃~170℃,每4h檢測一次。
(5)瀝青混凝土出機(jī)口溫度控制在140℃~170℃(低溫季節(jié)提高10℃),每車檢測一次。
現(xiàn)場攤鋪碾壓前,每層分5點(diǎn)取樣,每點(diǎn)間隔距離不小于5m,每點(diǎn)取樣數(shù)量不少于20kg。將所取得混合料拌和均勻加熱后制作水穩(wěn)定試件一組、馬歇爾試件4個(gè),檢測馬歇爾穩(wěn)定度、馬歇爾流值、水穩(wěn)定性、理論最大密度及抽提試驗(yàn)。
每單元20m檢測密度、孔隙率1次。
瀝青心墻每升高4m,沿壩軸線100m~150m布置鉆取芯樣2組,檢測密度、孔隙率及滲透系數(shù)。
新疆克孜加爾水利樞紐工程瀝青混凝土心墻施工在各有關(guān)單位的積極配合下,通過精心組織,心墻施工按期完成,經(jīng)過檢測各項(xiàng)質(zhì)量性能指標(biāo)均滿足或優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。陜西水利