摘 要:本文介紹了羅灣大壩在瀝青混凝土防滲補強加固工程中,瀝青的選用、瀝青混凝土的配比,瀝青的脫水溫度控制,以及瀝青混凝土澆筑和注意事項。
關鍵詞:瀝青混凝土;配合比;瀝青混凝土澆筑
中圖分類號:TV431 文獻標識碼:A 文章編號:1004-7344(2018)15-0107-01
1 概 述
羅灣水電站大壩于1983年通過竣工驗收,至今已運行二十多年,由于當時施工條件有限,施工缺陷較多,大壩存在較嚴重的滲漏析鈣現(xiàn)象,上游壩面的施工縫、澆筑冷縫形成大壩集中滲漏通道,對大壩安全構成極大危險。經(jīng)大壩二輪定檢的全面檢查,和目前大壩的運行情況,羅灣水力發(fā)電廠決定對大壩實施全面的補強加固,并于2001年9月委托華東勘測設計研究院開展大壩補強加固的設計工作,于2001年12月~2002年4月和2006年9月~2007年2月分兩期進行了防滲處理。
2 壩面防滲處理
2.1 壩面瀝青混凝土防滲層
壩面整體采用瀝青混凝土防滲層,防滲層厚度參照有關規(guī)范及其它工程的經(jīng)驗為10cm。防滲層外設6cm厚混凝土預制板作為模板,預制板內(nèi)側留有掛環(huán)與壩面錨筋焊接固定。由于壩面局部平整度較差,外掛預制板緊貼壩面布置,使預制板與壩面間距盡量保持10cm,同時嚴格按設計要求,錨筋鉆孔較混凝土掛板安裝不得超前兩排,以免由于孔位誤差累積過大,造成掛板與錨桿無法搭接固定,導致瀝青混凝土澆筑過程中變形。為保證施工進度要求,錨桿采用快速錨固劑錨固。壩面兩岸周邊特殊異型部位,用鋼模板連接過渡,模板不拆除。
瀝青混凝土極限拉伸值較大,抗收縮開裂能力強,因此瀝青混凝土防滲層不設伸縮縫。在338.0m高程一、二期瀝青混凝土接合處,采用瀝青混凝土疊合澆筑方式處理,利用易于加工的鋼板作為模板,將一期“L”型掛板包裹,并保證瀝青混凝土堵頭高度不小于28cm。
2.2 泄水底孔進水口
泄水底孔進水口部位結構復雜,凸出壩面呈柱狀,三面臨空,且面積較小很難澆注瀝青混凝土,因此,選用氯丁砂漿涂抹。氯丁砂漿涂抹厚度為1~2cm。
2.3 導流底孔進水口
導流底孔進水口位于河床左側,形體復雜,采用瀝青混凝土不易處理,因此在導流底孔封堵門外側澆混凝土防滲墻,墻厚80cm,其他可能發(fā)生滲漏部位采用氯丁砂漿涂抹,涂抹厚度為2cm。
2.4 兩岸開挖槽回填
考慮到羅灣大壩近壩庫岸土料豐富,且防滲性能好,為更好對建基面防滲線進行封閉(特別是左岸),減少壩體揚壓力,在開挖槽內(nèi)鋪碾2~3m厚粘土鋪蓋,同時上部采用堆碴進行蓋重保護。
3 瀝青混凝土
大壩一期防滲處理的瀝青混凝土采用了兩種配合比,主要是選用的瀝青品種不一樣。第一批澆注的是100#道路瀝青與10#建筑瀝青按4:6混合的瀝青混凝土,后來由于天氣寒冷,100#道路瀝青供貨緊張,改用70#克拉瑪依重交通瀝青。從一期效果看,70#瀝青混凝土性狀偏軟,軟化點較低,對溫度(如日照)較敏感,同時在水壓力的作用下產(chǎn)生流變,導致固定不牢的掛板變位較大,局部瀝青混凝土從掛板接縫處流失,在二期工程處理前,已對一期掛板進行了全面加固,目前已較為穩(wěn)固。
在二期工程加固處理過程中,充分汲取一期的經(jīng)驗教訓,嚴格按照設計提供的瀝青混凝土配合比進行施工??紤]到一、二期工程由不同的施工單位施工,時間跨度大,采用的原材料有所差異,為慎重起見,重新委托西安理工大學防滲研究所開展瀝青混凝土配合比試驗。
3.1 瀝青混凝配合比試驗
根據(jù)水工瀝青混凝土規(guī)范和瀝青混凝土制備技術要求,瀝青混凝土的孔隙率應小于2%,滲透系數(shù)小于10-7cm/s,熱穩(wěn)定系數(shù)小于3.5,水穩(wěn)定系數(shù)大于0.85。經(jīng)西安理工大學瀝青混凝土配合比試驗,其配合比試驗成果見表1。
在澆筑瀝青混凝土前對壩面進行清理,壩面選用鋼絲刷將表面乳皮刷凈,再人工用鋼釬鑿毛、用風吹凈;對壩面特別臟的部位用風、水沖洗,用鋼絲刷、布擦凈;對壩面混凝土剝落、蜂窩、孔洞部位,清除松散或已損壞的混凝土,然后用預縮砂漿封堵。
瀝青混凝土制備,主要是瀝青脫水保溫、骨料加熱和強制拌和三個環(huán)節(jié)。為確保瀝青脫水溫度基本保持恒溫,防止過高溫度造成瀝青老化。瀝青脫水采用硅油隔層瀝青鍋脫水:將10#塊狀瀝青、100#瀝青分別放入兩個鍋內(nèi),并蓋好鍋蓋,在鍋底加熱。10#瀝青脫水溫度為200℃,100#瀝青脫水溫度為140℃。當小鍋溫度達到200℃,大鍋溫度達到140℃時,保持4h左右,使瀝青里的水份完全蒸發(fā)掉,然后控制火力,使10#瀝青溫度保持在170±10℃左右,100#瀝青溫度保持在140±5℃左右,然后按10#:100#=5:5的摻配比稱量放入第三個小油鍋內(nèi),人工混勻,同時在鍋底加熱,使混合瀝青溫度在170±5℃的環(huán)境中保溫待用。
將稱量好的粗骨料和砂放在間歇式拌和機內(nèi)加熱,砂石混合料加熱溫度約為200℃。
將稱量好的符合溫度要求的砂石料及礦粉一同加入強制式拌和機內(nèi),干拌約20s,使混合料充分進行熱交換。然后將170℃左右的混合熱瀝青倒入強制式拌和機內(nèi),拌和60s,使瀝青混合料拌和均勻,無花白料,所有礦料顆粒被瀝青裹覆,外觀色澤均勻,即可出機。用溫度計量測出機溫度控制在150~170℃之間??紤]到混凝土正值冬季施工,且山區(qū)氣溫偏低,于是將混凝土出機溫度控制在160±5°左右,以保證混凝土入倉溫度不低于130±5°。
攪拌好的混凝土裝入特制的保溫罐中,由小型機動車運至壩頂。再通過壩頂?shù)鯔C吊至澆筑倉面,由溜槽入倉。瀝青混凝土分層澆筑,每層厚度控制在30cm左右。在瀝青混凝土澆筑前,須在壩面和掛板內(nèi)側刷一道冷底子油或陽離子乳化瀝青基液,待干透后可進行瀝青混凝土澆筑。一、二期共澆筑瀝青混凝土276.25m3。
4 瀝青混凝土施工中注意事項
瀝青施工過程中要嚴格控制骨料溫度,不能過高和過低;比并且骨料要嚴格按照配合比進行稱重;澆筑過程中應注意混合料分離問題;骨料澆筑前倉面一定要干燥,不能有水分,要盡量避免雨天施工。
5 結 論
通過大壩瀝青防滲處理工程的實施,防滲效果明顯。廊道內(nèi)0+130、0+135、0+140三根壩體排水管的滲漏水量比歷年同期相似工況時大為減少,2004~2006年3~5月相似工況時的滲漏水量分別為6.13、2.97、75.58l/min,而2007年3~5月除0+140存在少量滲水(0.75l/min)外,0+130、0+135滲水基本消除,廊道壁上蜂窩麻面及裂縫的滲水析鈣現(xiàn)象也基本消失,揚壓力觀測值有所減小。羅灣大壩通過一、二期防滲補強加固處理后,大壩現(xiàn)象有極大改觀,大壩溢流面滲漏基本消除,廊道內(nèi)的滲水析鈣顯著減少,防滲效果明顯。
收稿日期:2018-4-24