姜英俊,柳沂波,郭友文
(1.黑龍江省水利工程建設(shè)局,哈爾濱 150081;2.虎林市邊境河流堤岸管理站,黑龍江 虎林 158400)
現(xiàn)澆瀝青混凝土心墻技術(shù)在水庫除險工程中的應(yīng)用
姜英俊1,柳沂波2,郭友文1
(1.黑龍江省水利工程建設(shè)局,哈爾濱 150081;2.虎林市邊境河流堤岸管理站,黑龍江 虎林 158400)
水庫除險加固工程中,為提高壩體抗?jié)B性能,常增設(shè)心墻。文章結(jié)合哈拉臺河水庫除險加固中現(xiàn)澆瀝青混凝土心墻施工實際,闡述了使用材料的基本要求,冷底子油的配置,瀝青混凝土的制備與拌合等工藝流程要求。介紹了瀝青混凝土心墻的澆筑技巧與施工管理技術(shù),并總結(jié)出6點施工經(jīng)驗與建議。
水庫消險;石壩心墻;現(xiàn)澆技術(shù);瀝青混凝土;施工應(yīng)用
哈拉臺河水庫位于黑河市境內(nèi)的公別拉河中游右側(cè)一級支流哈拉臺河上,在黑河市西南部,距黑河市62km,是一座以供水為主,兼顧防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的小(1)型水庫。
工程等別為IV等,主要建筑物等級為4級,次要建筑物為5級。主要建筑物按50a一遇洪水設(shè)計,100a一遇洪水校核,臨時建筑物按10a一遇洪水設(shè)計。
攔河壩為瀝青混凝土心墻堆石壩,壩長400m,加固后壩頂寬度4m。上游坡比1∶1.6,下游坡比1∶1.6,壩頂設(shè)防浪墻,墻高1.2m,墻頂高程348.9m,瀝青混凝土心墻頂高程345.7m,壩基采用帷幕灌漿處理。
材料的基本要求主要有7個方面:
2.1 瀝青混凝土
2.1.1 瀝青混凝土配合比
粗骨料14%,中骨料34%,細(xì)骨料40%,石粉(礦粉)12%,瀝青12%。
其中:瀝青占礦物混合料的12%,骨料為石灰石,瀝青大慶110#石油瀝青。
2.1.2 瀝青砂漿配合比
瀝青:石粉:細(xì)骨料為1∶1∶3。
2.1.3 冷底子油配合比
瀝青30%、汽油或柴油70%。
2.1.4 礦料級配
粗骨料20~30mm;中骨料10~20mm;細(xì)骨料0.6~10mm;石粉0.075~0.6mm。
2.1.5 瀝青混凝土指標(biāo)要求
容重>2.4kN/m3,孔隙率<3%,滲透系數(shù)≤1×10-7cm/s,滲透破壞比降>300,馬歇爾穩(wěn)定性(600,N)>5000,馬歇爾流值(1/100cm)30~110,水穩(wěn)定系數(shù)≥0.85[1]。
2.2 瀝青的運(yùn)輸與保管
有以下3點內(nèi)容:
1)對桶裝瀝青應(yīng)碼放整齊,裝卸時應(yīng)防止硬摔硬碰,防止瀝青外流。
2)對灌裝瀝青,運(yùn)輸與儲備的設(shè)備應(yīng)有加熱裝置或措施。
3)避免雜質(zhì)的侵入和水分侵入,存放場地迎加強(qiáng)防火措施,并適當(dāng)?shù)目拷鼮r青混凝土拌制場地,減少瀝青的二次運(yùn)輸。
2.3 冷底子油的配制
先將瀝青加熱到110~130℃,然后冷卻至70~90℃,在不斷攪拌下以細(xì)流狀加入溶劑,直至瀝青全部溶解。
稀釋瀝青的閃火點低,在配制與使用時要特別注意防火。
2.4 碎石骨料加工
碎石骨料加工,應(yīng)采用堅硬新鮮的石灰?guī)r,不得混入酸性碎石,不得使用風(fēng)化巖加工。碳酸鹽含量應(yīng)>95%。
2.4.1 粗骨料
要求質(zhì)地堅硬、新鮮,不因和加熱引起性質(zhì)變化,吸水率≤3%;含泥量≤0.5%;耐久性好,用硫酸鈉法干濕循環(huán)5次,重量損失<12%;黏附型號,與瀝青混凝土的黏附力應(yīng)≥4級,且級配良好。
2.4.2 細(xì)骨料
要求質(zhì)地堅硬,不因和加熱引起性質(zhì)變化,不含有機(jī)質(zhì)和其他物質(zhì),天然砂含泥量≤2%;耐久性好,用硫酸鈉法干濕循環(huán)5次,重量損失<15%;水穩(wěn)定等級≥6級,且級配良好[2]。
2.5 骨料的堆存
有以下5點內(nèi)容:
1)骨料的堆存要便于裝卸,并盡量靠近瀝青混凝土拌合場地。
2)堆放場地應(yīng)進(jìn)行平整,對松土地面還應(yīng)壓實,加設(shè)水泥砂漿抹面,做到排水暢通。
3)砂與粗骨料應(yīng)分別堆放,防止混雜。
4)砂的存儲必須要有防御設(shè)施,加熱前含水率≤4%,堆存時應(yīng)采取措施防止分離。
5)存儲量應(yīng)滿足施工要求。
2.6 石粉的技術(shù)要求
石粉及其顆粒組成應(yīng)符合以下規(guī)定:0.075mm篩孔通過率80%以上,0.15mm篩孔通過率90%以上。
2.7 瀝青混凝土各種拌合物的加熱溫度
石粉加熱到100℃,粗、細(xì)骨料加熱180~200℃,瀝青加熱160~180℃,瀝青混凝土出機(jī)溫度為160~180℃,瀝青混凝土澆筑溫度為140~160℃。
瀝青混凝土的制備與拌合包括4個方面:
3.1 拌合場地的設(shè)備
1)瀝青混凝土拌合場地應(yīng)盡量選擇靠近鋪筑現(xiàn)場,以減少瀝青混合料的溫度損失與分離,并便于施工管理。
2)在工地開挖爆破區(qū)之外,遠(yuǎn)離易燃品倉庫,不受洪水威脅,排水條件良好,
3)在壩的下風(fēng)處,保持壩面作業(yè)的良好環(huán)境。
4)遠(yuǎn)離生活區(qū),有利于防火及環(huán)境衛(wèi)生。
5)瀝青混凝土的拌合設(shè)備,其生產(chǎn)能力應(yīng)滿足鋪筑高峰強(qiáng)度的要求并有備用容量。
拌合場地應(yīng)根據(jù)地形合理布置,使各工序能緊密銜接,互相協(xié)調(diào),減少溫度損失,充分發(fā)揮機(jī)械效能,保證施工質(zhì)量。
3.2 對瀝青的要求
1)瀝青的熔化、脫水和加熱必須有防風(fēng)、防雨、防火設(shè)施。
2)瀝青脫水后的溫度應(yīng)根據(jù)瀝青混凝土拌合的出機(jī)溫度而定,一般情況下石油瀝青的加熱溫度≤180℃,在加熱鍋內(nèi)停留≤6h。
3)在用燃油鍋加熱瀝青時,應(yīng)調(diào)好風(fēng)門及油門壓力,使油嘴噴出的油成霧狀并充分燃燒。開機(jī)點火時,應(yīng)先開風(fēng)門后開油門,停機(jī)時應(yīng)先關(guān)油門后關(guān)風(fēng)門,經(jīng)常檢查油路、風(fēng)路,嚴(yán)防因管道泄漏燃油發(fā)生火災(zāi)。
4)應(yīng)適時清理瀝青加熱鍋底,以免沉淀物積聚,引氣鍋底過熱而熔裂或引起鍋內(nèi)瀝青燃燒。
3.3 對骨料的要求
1)骨料的烘干、加熱宜用內(nèi)熱式加熱滾筒進(jìn)行,加熱滾筒傾角的大小應(yīng)根據(jù)礦料加溫?zé)岫韧ㄟ^實驗確定,一般在3~5℃間選擇。
2)骨料的加熱溫度,應(yīng)根據(jù)瀝青混凝土拌合的出機(jī)溫度確定,但骨料溫度不應(yīng)比瀝青溫度高20℃。
3)礦料均按重量配料,各種原材料均已干燥狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)。
3.4 瀝青混凝土的拌制
1)拌制瀝青混凝土的加料次序為:先粗后細(xì)。
2)拌合時間:骨料與填料拌制15~25s后,再加入瀝青拌合,要求拌和均勻,拌合時間一般為2~3min。
3)瀝青混凝土拌合出機(jī)溫度,一般控制在150~170℃,同時應(yīng)滿足不同季節(jié)澆筑要求,但最高不得超190℃。
4)在攪拌機(jī)停機(jī)前,應(yīng)用熱礦料攪拌并清理干凈攪拌機(jī)。
5)當(dāng)因機(jī)械故障或其它原因停機(jī)超30min時,應(yīng)將攪拌機(jī)內(nèi)的瀝青混合料放出,并用熱礦料攪拌清理,防止瀝青混合料凝固在攪拌機(jī)內(nèi)。
有以下5點要求:
1)混凝土預(yù)制塊砌筑前必須用鐵刷除去與瀝青混凝土接觸面的浮灰,并在干燥的條件下刷上冷底子油,待冷底子油中的稀釋劑(汽油或煤油)揮發(fā)后,方可砌筑。
砌筑預(yù)制塊時,應(yīng)用坐漿法錯縫砌筑,每次一至二層,砌筑后應(yīng)平穩(wěn)順直,砌筑縫應(yīng)確保瀝青砂漿飽滿。
2)必須做好瀝青混凝土心墻與剛性建筑物間的的連接,將工作面清理干凈,干燥后涂刷冷底子油,待冷底子油中的稀釋劑(汽油或煤油)揮發(fā)后,方可澆筑瀝青混凝土。
3)澆筑瀝青混凝土?xí)r,應(yīng)將原來瀝青混凝土表面清理干凈,并用高壓風(fēng)吹掉瀝青混凝土表面的塵土、浮渣、雜物等。如果瀝青混凝土運(yùn)輸距離較遠(yuǎn),可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象,澆筑入倉前應(yīng)做輔助攪拌,并嚴(yán)禁集中一處下料,每層澆筑高度控制在20cm以內(nèi),并用振搗鏟等振搗工具振實。
4)瀝青混凝土澆筑溫度≥140℃,嚴(yán)寒季節(jié)施工應(yīng)≥160℃,并應(yīng)減少橫向接縫,橫向接縫的結(jié)合坡比為1∶3,上下層橫向接縫應(yīng)相互錯開。
5)在瀝青混凝土澆筑接近設(shè)計高程時,應(yīng)將銅止水安裝就位并固定好,在銅止水兩側(cè)均勻下料,并同時澆筑到設(shè)計高程,并將瀝青混凝土表面覆蓋好,防止雜物污染已澆筑完畢的瀝青混凝土表面[3]。
有以下4點要求:
1)瀝青混凝土心墻施工,應(yīng)制定質(zhì)量檢驗制度,建立工地試驗室,對原材料、瀝青混合料、和澆筑后的瀝青混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢驗。
施工過程中加強(qiáng)工序、工藝控制,做好施工原始記錄(如施工部位、高程、樁號、施工日期、配合比、實驗人員等),并及時整理分類歸檔。
2)瀝青運(yùn)到工地后,由工地試驗室取樣,對針入度、軟化點、延伸度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢驗,以保證技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計、規(guī)范要求。
每批砂石料應(yīng)按各項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行自檢,檢驗合格后方能使用。施工生產(chǎn)時應(yīng)每天對骨料進(jìn)行檢驗,根據(jù)骨料的各項指標(biāo)不同及時調(diào)整配合比。
3)瀝青混凝土制備過程中,應(yīng)派專人隨時監(jiān)測瀝青、骨料、瀝青混合料的溫度,控制好各工序加熱溫度和出機(jī)時時瀝青混凝土的溫度,注意觀察出機(jī)后瀝青混合料的外觀質(zhì)量,如發(fā)現(xiàn)有花白料,時稀時稠或出黃煙現(xiàn)象,應(yīng)立即查明原因,及時調(diào)整消除,以保證施工質(zhì)量。
4)澆筑瀝青混凝土心墻前,應(yīng)對混凝土砌塊立模的中心線、心壁厚度進(jìn)行校核,使各項技術(shù)指標(biāo)符合實際要求[4]。
總結(jié)出6點經(jīng)驗與建議:
1)瀝青混凝土防滲墻施工系高溫作業(yè),必須注意安全,訂立安全制度,對施工人員進(jìn)行安全教育及技術(shù)交底,經(jīng)常進(jìn)行安全檢查,防止事故發(fā)生。
2)凡對瀝青有過敏反應(yīng)的人,不能參加瀝青混凝土施工。
3)進(jìn)行瀝青混凝土施工人員的勞動保護(hù)品必須發(fā)放到位,施工現(xiàn)場應(yīng)備有柴油、棉紗、防護(hù)手套、防護(hù)眼鏡等用品。
4)在瀝青、骨料及瀝青拌合物加熱過程中,要有防污、防火、防爆措施,并配備足夠的消防器材。
5)在雨季施工時,應(yīng)及時對骨料進(jìn)行覆蓋,防止因雨水淋濕骨料,延長骨料加熱脫水時間,影響施工進(jìn)度。
6)瀝青混凝土澆筑后的成品應(yīng)及時覆蓋,避免陽光照射,因現(xiàn)澆瀝青混凝土軟化點低,陽光長時間照射,瀝青混凝土軟化后會發(fā)生流淌等現(xiàn)象,不利于成品保護(hù)。
[1]張懷生.水工瀝青混凝土[S].北京:中國水利水電出版社,2004.
[2]李亞杰,方坤河.建筑材料:第五版[M].北京:中國水利水電出版社,2007.
[3]王德庫,金正浩.土石壩瀝青混凝土防滲心墻施工技術(shù)[M].北京:中國水利水電出版社,2006.
[4]岳躍真,郝巨濤,等.水工瀝青混凝土防滲技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.
1007-7596(2014)01-0091-03
2013-07-09
姜英俊(1959-),男,黑龍江哈爾濱人,高級工程師;柳沂波(1982-),男,黑龍江虎林人,助理工程師;郭友文(1972-),男,黑龍江哈爾濱人,高級工程師。
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