王道光，王克生

(中國(guó)水利水電第五工程局五分局，成都，610066)

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龍頭石水電站瀝青混凝土心墻施工技術(shù)

王道光，王克生

(中國(guó)水利水電第五工程局五分局，成都，610066)

大渡河龍頭石水電站大壩瀝青混凝土心墻施工，分析和總結(jié)了施工工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)，指出施工過程中需要注意的問題，以期對(duì)中小型瀝青混凝土心墻施工有所借鑒。

瀝青混凝土心墻 施工技術(shù) 龍頭石水電站

1 工程概況

大渡河龍頭石水電站位于大渡河中游石棉縣境內(nèi)，壩址位于安順場(chǎng)上游約10km處，上游與大崗山水電站銜接，下游與老鷹巖水電站銜接，為大渡河干流調(diào)整規(guī)劃推薦的22級(jí)開發(fā)方案的第15級(jí)電站。壩址下游距石棉縣城約23km，上游距瀘定縣城約93km；壩區(qū)左岸現(xiàn)有省道S211線通過，經(jīng)過甘谷地與國(guó)道G318線、經(jīng)石棉與國(guó)道G108線相接，距成昆鐵路烏斯河車站約112km，對(duì)外交通較為方便。龍頭石水電站樞紐工程由瀝青混凝土心墻堆石壩、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)和左岸三條泄洪洞等建筑物組成。

瀝青混凝土心墻堆石壩壩頂高程960.00m，壩頂寬10m，最大壩高58.5m。上游壩坡1∶1.8，下游壩坡1∶1.8，上游在930.00m高程設(shè)置1條馬道，下游在940.00m高程設(shè)置1條馬道，馬道寬度均為3.0m。在下游壩腳處增設(shè)土石壓重體，壓重體頂高程915.00m。

瀝青混凝土心墻為直立式，位于壩體中部壩軸線上游，心墻頂高程959.50m，頂部厚0.5m，往下至底部高程907.000m處逐漸加厚至1.0m，此高程以下為2m高的心墻大放腳，心墻漸變至2.2m，在高程905.00m處與混凝土基座相接，接觸面上鋪設(shè)瀝青瑪蹄脂。心墻上下游兩側(cè)各設(shè)一層過渡層，過渡層外側(cè)為壩體堆石。

心墻基礎(chǔ)覆蓋層設(shè)一道厚1.2m的全封閉混凝土防滲墻，墻底嵌入基巖1m，防滲墻最大深度約為69.5m。河床及右岸瀝青混凝土心墻與防滲墻頂部用混凝土基座連接；在左岸岸坡基巖上設(shè)置凹槽，槽內(nèi)澆筑混凝土基座，瀝青混凝土心墻底部與混凝土基座連接。

2 瀝青混凝土心墻施工

2.1 骨料初配及干燥加熱

2.1.1 骨料初配

采用ZL30裝載機(jī)將存放于骨料倉(cāng)內(nèi)的各級(jí)成品骨料分別轉(zhuǎn)入各級(jí)配冷料倉(cāng)中備用，各級(jí)骨料配冷料倉(cāng)下部設(shè)有稱量裝置，電振配料器將成品料按配料比例經(jīng)稱量后進(jìn)行初配，卸入上料皮帶機(jī)輸送至干燥加熱筒。

2.1.2 骨料干燥加熱

冷骨料均勻連續(xù)地進(jìn)入干燥加熱筒加熱約3min～3.5min。骨料的加熱溫度根據(jù)瀝青混合料要求的出機(jī)口溫度控制，一般控制為160℃～170℃，骨料加熱溫度不超過瀝青溫度20℃。經(jīng)過干燥加熱的混合骨料，用熱料提升機(jī)提升至拌和樓頂進(jìn)行二次篩分。熱料經(jīng)過篩分分級(jí)，按粒徑尺寸儲(chǔ)存在熱料倉(cāng)內(nèi)，供配料使用。

2.2 瀝青加熱與恒溫、輸送

2.2.1 瀝青加熱

瀝青由瀝青脫桶裝置將桶裝瀝青融化，通過泵送入瀝青罐進(jìn)行加熱。為確保加熱均勻，防止瀝青老化，瀝青加熱溫度根據(jù)瀝青混合料出機(jī)口溫度的要求確定，一般控制在160℃±10℃。

2.2.2 瀝青輸送

瀝青采用外部保溫的雙管道從恒溫罐輸送至拌和樓，內(nèi)管與外管間通導(dǎo)熱油，避免瀝青在輸送過程中凝固堵塞管道。

2.3 瀝青混合料的拌制

2.3.1 配料

根據(jù)試驗(yàn)選定的施工配合比，結(jié)合礦料級(jí)配，確定拌和每盤瀝青混合料的各種材料用量。配料嚴(yán)格按照瀝青混凝土配料單進(jìn)行。

各種礦料和瀝青按重量配料，礦料以干燥狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，骨料采用累計(jì)計(jì)量，粉料和瀝青分別單獨(dú)計(jì)量。

稱量設(shè)備和其它輔助設(shè)備按要求進(jìn)行測(cè)試校正，設(shè)備定時(shí)檢驗(yàn)抽查。用于指示、記錄及控制的裝置，按要求及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、維護(hù)和替換。

瀝青混合料配合比的允許偏差不得大于表1中規(guī)定的數(shù)值。

表1 配合比允許偏差

填充料含水率滿足技術(shù)要求，分散均勻，不成團(tuán)，不結(jié)塊。每種料稱好后其重量要有精確記錄，每批瀝青混凝土的礦料均按級(jí)配配制且總量相符。

2.3.2 瀝青混合料拌和

瀝青混合料采用南方路面有限公司生產(chǎn)的NTAP-1000型瀝青混凝土拌和樓拌和。在瀝青混合料正式生產(chǎn)前，操作人員應(yīng)對(duì)混合料拌和系統(tǒng)各種裝置進(jìn)行檢測(cè)，主要檢測(cè)稱量系統(tǒng)的精度、計(jì)時(shí)、測(cè)溫設(shè)備及其它控制裝置的運(yùn)行情況。拌制瀝青混合料時(shí)，先投骨料和礦粉進(jìn)行干拌，再噴灑瀝青進(jìn)行濕拌；干拌時(shí)間15s，濕拌時(shí)間45s。

拌出的瀝青混合料確保色澤均勻、稀稠一致，無花白料、黃煙及其他異常現(xiàn)象，卸料時(shí)不產(chǎn)生離析，溫度控制在135℃～160℃之間，確保其經(jīng)過運(yùn)輸、攤鋪等熱量損失后的溫度能滿足瀝青混凝土碾壓溫度要求。拌和好的瀝青混合料卸入受料斗，經(jīng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升到拌和樓瀝青混合料成品料倉(cāng)(保溫儲(chǔ)罐)儲(chǔ)存。

在拌和樓停機(jī)前，用熱礦料攪拌清理攪拌機(jī)并清理干凈。當(dāng)因機(jī)械故障或其它原因停機(jī)超過30min時(shí)，將攪拌機(jī)內(nèi)的瀝青混合料放出，并用熱料攪拌清理，防止瀝青混合料凝固在攪拌機(jī)內(nèi)。

2.3.3 瀝青混合料的儲(chǔ)存和保溫

瀝青混合料采用保溫儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)存量為80t。瀝青混合料保溫要求24h內(nèi)每4h溫度降低不超過1℃；瀝青混合料儲(chǔ)罐采用導(dǎo)熱油加熱方式加熱，礦棉層保溫。

蠕蟲狀鏈一直是分析DNA等生物大分子常用的模型,也是半剛性和剛性鏈高分子較為通用的模型.本工作對(duì)蠕蟲狀鏈模型作一介紹,并對(duì)均方末端距推導(dǎo)過程中存在的問題加以分析,最后提出解決方法.

2.4 瀝青混合料運(yùn)輸

瀝青混合料使用3臺(tái)5t東風(fēng)自卸汽車水平運(yùn)輸至施工部位后，用改裝帶料斗的ZL50裝載機(jī)將其卸入攤鋪機(jī)瀝青混合料料斗，人工攤鋪則用改裝帶料斗的ZL50裝載機(jī)直接將其卸入模板內(nèi)。

運(yùn)料車為運(yùn)輸瀝青混凝土專用車。運(yùn)輸設(shè)備及運(yùn)輸?shù)缆窇?yīng)保證瀝青混合料在運(yùn)輸過程中不出現(xiàn)骨料分離和外漏，能保證瀝青混合料連續(xù)、均勻、快速及時(shí)地從拌和樓運(yùn)至鋪筑部位。混合料溫度不能滿足碾壓要求時(shí)，作廢料處理。

2.5 瀝青混凝土心墻鋪筑

2.5.1 瀝青混凝土心墻施工工藝

瀝青混凝土心墻施工分為人工攤鋪和機(jī)械攤鋪段。岸坡接觸段、心墻擴(kuò)大段及心墻底部擴(kuò)大段寬度大于0.8m部位，采用人工攤鋪，其余部分心墻采用機(jī)械攤鋪。

2.5.2 瀝青混凝土心墻鋪筑方法

2.5.2.1 施工準(zhǔn)備

對(duì)基礎(chǔ)的水泥混凝土層面進(jìn)行處理。處理方法為：人工用鋼絲刷將水泥表面乳皮刷凈，0.6MPa左右高壓風(fēng)吹干，局部潮濕部位用煤氣噴槍烘干。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理驗(yàn)收后，涂冷底子油(即瀝青∶汽油為3∶7)，12h后再涂刷瀝青砂漿。

2.5.2.2 瀝青混合料攤鋪

瀝青混凝土心墻施工采用水平分層、全軸線不分段一次攤鋪碾壓的方法進(jìn)行。施工嚴(yán)格根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果確定且經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的鋪筑方向、次序、鋪筑層厚、攤鋪溫度、碾壓溫度及碾壓遍數(shù)進(jìn)行分層鋪筑。施工分層厚度為：攤鋪厚度25cm左右，壓實(shí)后厚20±2cm。瀝青混合料的鋪筑以專用攤鋪機(jī)為主，專用攤鋪機(jī)不方便鋪筑的部位，輔以人工鋪筑。

人工輔筑時(shí)采用方便拆裝的瀝青混凝土專用模板，由鋼板自制焊制而成。模板架設(shè)方便牢固，相鄰鋼模接縫嚴(yán)密；鋼模定位經(jīng)檢查合格后，方可填筑兩側(cè)過渡料；再將瀝青混合料填入鋼模鋪平，碾壓前將鋼模拔出，并及時(shí)將表面黏附物清除干凈。

人工攤鋪心墻時(shí)，采用改裝帶料斗的ZL50裝載機(jī)向倉(cāng)內(nèi)卸瀝青混合料，人工攤平；過渡料使用反鏟攤鋪，輔助人工整平。

機(jī)械攤鋪采用WALO公司制造的專用攤鋪機(jī)，該攤鋪機(jī)可同時(shí)進(jìn)行瀝青混合料和過渡料的攤鋪，攤鋪機(jī)行走速度控制為(1～3)m/min。

瀝青混凝土鋪筑按一天1～2層控制。當(dāng)天施工兩層時(shí)，第一層表面1cm～2cm深處的溫度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，降到120℃溫度以下時(shí)，才允許進(jìn)行第二層施工。鋪筑過程中，隨時(shí)觀察鋪筑效果,若發(fā)現(xiàn)不符合要求,立即停止鋪筑，查明原因校正后才能續(xù)鋪；對(duì)已鋪但不符合設(shè)計(jì)要求部位，預(yù)以清除并重新鋪筑。

專用攤鋪機(jī)攤鋪瀝青混合料前，使用激光經(jīng)緯儀標(biāo)出準(zhǔn)確的壩軸線，并用金屬絲定位。通過機(jī)器前面的攝像頭，可使操作者在駕駛室里通過監(jiān)視器駕駛攤鋪機(jī)精確跟隨金屬絲前進(jìn)。

在瀝青混合料攤鋪過程中，隨時(shí)測(cè)量瀝青混合料的溫度，發(fā)現(xiàn)不合格的及時(shí)清除。

2.5.2.3 瀝青混合料碾壓

根據(jù)瀝青混凝土心墻不同的寬度，采用德國(guó)BOMAG公司生產(chǎn)的BW120AD-3雙輪振動(dòng)碾和瑞典戴納派克LP6500振動(dòng)碾碾壓。碾壓溫度、遍數(shù)及碾壓工藝根據(jù)報(bào)監(jiān)理工程師審批的試驗(yàn)成果確定。瀝青混合料碾壓溫度140℃～150℃為宜，若攤鋪溫度過高，攤鋪后可靜止一定時(shí)間后方可進(jìn)行碾壓。振動(dòng)碾行走速度控制在(20～30)m/min。與岸坡結(jié)合部位及振動(dòng)碾碾壓不到的邊角或斜坡部位，采用小型人工夯夯實(shí)。夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)以瀝青混凝土表面“返油”為止，同時(shí)防止因夯實(shí)方法不當(dāng)導(dǎo)致骨料破碎。

碾壓瀝青混凝土?xí)r，采用錯(cuò)位碾壓方式，每次錯(cuò)位半碾寬，從左到右或從右到左的順序依次碾壓。碾壓機(jī)械不得突然剎車，或橫跨心墻碾壓。

瀝青心墻與過渡層壩殼填筑應(yīng)盡量平起平壓均衡施工，心墻全線均衡上升，使全線盡可能保持同一高程，盡量減少橫向接縫。有橫縫時(shí)，其接合坡度一般做成1∶3，上下層橫縫錯(cuò)開2m以上。振動(dòng)碾壓時(shí)，橫向接縫處重疊碾壓30cm～50cm。在心墻兩側(cè)4m范圍內(nèi)原則上禁止使用大型機(jī)械壓實(shí)過渡料，如果使用需經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，確定心墻鋪筑后多長(zhǎng)時(shí)間才能碾壓，碾子激振力大小等，以防心墻局部受震畸變或破壞，各種大型機(jī)械不得直接跨越心墻。振動(dòng)碾上的粘附物應(yīng)及時(shí)清理。

2.6 瀝青混凝土接縫及層面處理

2.6.1 瀝青混凝土與混凝土(底座、岸坡)接縫處理

與瀝青混凝土相接的常態(tài)混凝土表面，采用鋼絲刷將浮漿、乳皮、廢渣及粘著污物等全部清理干凈，用0.6MPa左右高壓風(fēng)吹干，局部潮濕部位用煤氣噴槍烘干，保證混凝土表面干凈和干燥。

瀝青砂漿和瀝青混合料鋪設(shè)時(shí)，注意保護(hù)和校正止水銅片。不得對(duì)止水銅片有任何損害，鋪設(shè)前混凝土及止水銅片表面干燥潔凈，并涂一遍冷底子油確保無空白。冷底子油(稀釋瀝青)的重量配合比為瀝青∶汽油=3∶7，用量約0.2kg/m2，潮濕部位的混凝土在噴涂前應(yīng)將表面烘干。待冷底子油干涸后，至少不小于12h，方可鋪設(shè)瀝青砂漿。

瀝青混凝土與常態(tài)混凝土結(jié)合面設(shè)有層厚1.5cm～2cm薄層砂質(zhì)瀝青砂漿。瀝青砂漿要均勻平整，不流淌，無鼓包，與混凝土貼靠牢固。

2.6.2 瀝青混凝土心墻橫向接縫處理

瀝青混凝土心墻盡量保證全線均衡上升，保證同一高程施工，減少橫縫，當(dāng)必須出現(xiàn)橫縫時(shí)，其結(jié)合坡度做成緩于1∶3的斜坡，且上下層橫縫位置錯(cuò)開2m以上。

2.6.3 瀝青混凝土心墻層面處理

對(duì)于連續(xù)上升、層面干凈且已壓實(shí)的瀝青混凝土，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)在常溫下，層面不需做加熱處理，層面結(jié)合可滿足質(zhì)量要求。

鉆孔取芯后，心墻內(nèi)留下的鉆孔及時(shí)回填。先將鉆孔沖洗凈、擦干，然后用煤氣噴槍將孔壁烘干、加熱至70℃，再用瀝青混合料按5cm一層分層回填，人工夯實(shí)。芯樣孔回填高度應(yīng)略高于心墻1cm。施工中要專人負(fù)責(zé)安裝、埋設(shè)觀測(cè)設(shè)備，注意保護(hù)，防止損壞。

3 瀝青混凝土施工質(zhì)量控制

3.1 瀝青混凝土心墻碾壓溫度控制

瀝青混凝土心墻自2007年10月10日開始施工以來，我部加強(qiáng)了對(duì)混凝土鋪設(shè)溫度和碾壓溫度的檢測(cè)工作。根據(jù)試驗(yàn)成果，瀝青混凝土鋪設(shè)溫度控制在145℃～160℃，碾壓溫度控制在140℃～150℃。實(shí)際檢測(cè)瀝青混凝土鋪設(shè)最高溫度為160℃、最低溫度為150℃，碾壓最高溫度為149℃、最低溫度為140℃。

3.2 瀝青混凝土施工檢測(cè)

瀝青混凝土心墻施工以來，通過取樣檢測(cè)混凝土容重最小值為2.530t/m3，最大值為2.583t/m3，大于設(shè)計(jì)要求的不小于2.4t/m3；檢測(cè)混凝土孔隙率最大值為2.95%，最小值為1.22%，滿足設(shè)計(jì)要求的小于3%的指標(biāo)。

3.3 瀝青混凝土心墻體型控制

施工期間對(duì)瀝青混凝土心墻采用每層測(cè)量控制體型偏差，心墻共檢測(cè)5880個(gè)點(diǎn)，檢測(cè)最大超填12cm，最小超填4cm，體型檢測(cè)發(fā)現(xiàn)不存在欠填現(xiàn)象，瀝青混凝土施工損耗平均達(dá)到13%。

4 施工中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

4.1 瀝青混凝土攤鋪應(yīng)與過渡料同時(shí)施工，瀝青混凝土心墻攤鋪應(yīng)均衡上升，心墻基面盡可能保持同一高程，避免或減少橫縫。

4.2 對(duì)于連續(xù)上升、層面干凈且已壓好的瀝青混凝土，表面溫度在70℃～90℃即可攤鋪上層瀝青混合料。當(dāng)下層瀝青混凝土表面溫度低于70℃時(shí)，要加熱至70℃～100℃，但加熱時(shí)間不宜過長(zhǎng)，防止瀝青混凝土老化。

4.3 對(duì)兩岸坡接頭部位、結(jié)合槽、銅止水周圍等振動(dòng)碾不易到達(dá)的地方，采用1t振動(dòng)夯配合重錘人工夯實(shí)至“返油”。

4.4 鉆孔取芯的部位要隨取隨蓋，盡可能保持孔內(nèi)潔凈并及時(shí)回填?；靥顣r(shí)，先將鉆孔擦干，然后用噴燈將孔壁烘干加熱到70℃后再分層人工回填搗實(shí)。

4.5 振動(dòng)碾在心墻上不得急剎車，心墻兩側(cè)2m范圍內(nèi)，禁止大型機(jī)械進(jìn)入及橫跨心墻。

5 結(jié)論

通過采取上述施工工藝和措施，嚴(yán)格控制碾壓式瀝青混凝土的各施工環(huán)節(jié)，可縮短碾壓式混凝土心墻的有效施工天數(shù)。

施工實(shí)踐證明，目前采用的瀝青混凝土拌合及施工工藝是可行的，可以在中小型水庫(kù)瀝青混凝土心墻施工中推廣應(yīng)用。

〔1〕祁世京.土石壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù).北京：中國(guó)水利水電出版社，2000.

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