碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩施工現(xiàn)狀分析

雷蕾

摘 要：結(jié)合實(shí)際工程案例,從施工機(jī)械設(shè)備、特殊環(huán)境下施工及施工質(zhì)量控制等方面分析了我國碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩施工技術(shù)現(xiàn)狀和不足之處,旨在對同類工程施工時(shí)可起到一個(gè)借鑒與參考作用,加快此類壩型的推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土心墻現(xiàn)狀質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2012)06(b)-0053-01

瀝青砼心墻作為正在快速發(fā)展起來的一種防滲形式,具有抗?jié)B能力強(qiáng),其防滲能力可達(dá)10～8以上,可視為不漏水；變形能力大,有較好的塑性和柔性,能適應(yīng)壩體的變形和沉陷,對已產(chǎn)生的裂縫有一定的自愈能力；結(jié)構(gòu)簡單,工程量小,施工速度快,安全可靠,不破壞環(huán)境資源等優(yōu)點(diǎn)而優(yōu)于其他形式,是一種安全合理的防滲形式。我國從20世紀(jì)70年代以來,已陸續(xù)建成了數(shù)座碾壓式瀝青混凝土心墻壩如東北尼爾基,三峽茅坪渓,重慶黔江洞塘,四川冶勒,新疆鄯善坎爾其等許多座瀝青砼心墻壩,目前都在良好運(yùn)行中。

1現(xiàn)狀與不足之處

1.1 施工機(jī)械設(shè)備

碾壓式瀝青混凝土心墻施工采用機(jī)械化施工工藝已趨于成熟,特別是近年來,國內(nèi)外研制生產(chǎn)的自動(dòng)化瀝青拌合系統(tǒng)和大型瀝青心墻聯(lián)合攤鋪機(jī)在我國碾壓式瀝青混凝土心墻施工中的大量應(yīng)用,大大提高了碾壓式瀝青混凝土防滲心墻的施工速度,使其質(zhì)量得到了進(jìn)一步保證,如三峽茅坪溪瀝青混合料的拌制采用西安筑路機(jī)械廠的LB-1000型計(jì)算機(jī)控制和記錄的自動(dòng)化攪拌系統(tǒng),設(shè)備生產(chǎn)能力為40t/h。按照配料單,配料進(jìn)入拌和機(jī)總量不得超過廠家定額容量的10%；瀝青、粗、細(xì)骨料、礦粉均以重量計(jì),誤控制值可達(dá)到瀝青±0.3%、粗骨料±2%、細(xì)骨料±2%、礦粉±1%。瀝青混合料的運(yùn)輸采用汽車和專用裝載機(jī),而心墻攤鋪采用由挪威進(jìn)口的聯(lián)合攤鋪機(jī),攤鋪機(jī)前端設(shè)置的紅外線加熱器可將瀝青砼面層加熱到70℃以上,首先測量放線,固定心墻中心線,然后攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪,當(dāng)心墻兩側(cè)過渡料補(bǔ)齊(反鏟)后開始初碾,然后對瀝青混合料測溫,溫度達(dá)到150℃～160℃開始碾壓,碾壓合格后再碾壓過渡料。

而在建中的新疆伊犁庫什塔依水電站瀝青攤鋪設(shè)備選用了西安理工大自行開發(fā)研制的XT120瀝青混凝土心墻聯(lián)合攤鋪機(jī),是瀝青混凝土心墻施工的大型專用工程機(jī)械,攤鋪寬度0.6m～1.2m,目前僅德國、挪威生產(chǎn),屬國內(nèi)首創(chuàng),性能更為優(yōu)越。整機(jī)由履帶式臺(tái)車、駕駛室、動(dòng)力倉、瀝青混凝土料倉、振動(dòng)滑模、過渡料拖車、層面清潔器、層面加熱器、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成,可完成變寬度心墻及兩側(cè)過渡料的攤鋪和初壓工作。

但這也僅限于大型土石壩心墻施工中,國內(nèi)尚沒有適用于中小型瀝青混凝土心墻施工的專用設(shè)備。雖然瀝青混凝土的攪拌及攤鋪設(shè)備可采用國內(nèi)先進(jìn)的攪拌設(shè)備和國外進(jìn)口的大型心墻聯(lián)合攤鋪機(jī),但其造價(jià)高昂,設(shè)備費(fèi)用往往高達(dá)上百萬美元。如上述的三峽茅坪溪瀝青混合料自動(dòng)化攪拌系統(tǒng)造價(jià)約350萬元,進(jìn)口聯(lián)合攤鋪機(jī)造價(jià)約79萬美元,質(zhì)量檢測設(shè)備配置費(fèi)用約120萬元。這類專用施工機(jī)械對于重慶黔江洞塘、新疆鄯善坎爾其這樣的中小型瀝青混凝土心墻工程來說,其成本費(fèi)用過高而不能接受。

1.2 特殊環(huán)境下(低溫、多雨、夜間)的施工

現(xiàn)行施工規(guī)范要求,當(dāng)日平均氣溫低于5℃時(shí),屬低溫季節(jié),瀝青混凝土心墻不得施工；日降水量>0時(shí),瀝青混凝土心墻也不得施工。大部分已建的瀝青混凝土心墻由于工期等各方面的因素,在雨天、低溫和夜間沒有進(jìn)行施工技術(shù)探索。但這種情況顯然已經(jīng)滿足不了現(xiàn)實(shí)情況的要求,近年來所修建的一些項(xiàng)目由于所處的環(huán)境迫使人們探索在低溫、多雨等這種特殊環(huán)境下的施工技術(shù)。

以新疆庫什塔依水電站瀝青心墻壩工程為例,為了滿足本工程施工要求,承建單位專門成立了科研課題組,首先對冬季極端氣溫條件下瀝青混凝土配合比試驗(yàn)進(jìn)行了試驗(yàn)室模擬試驗(yàn)及現(xiàn)場攤鋪試驗(yàn),冬季極端氣溫條件下瀝青混凝土的施工設(shè)備選擇及采取的保溫措施、現(xiàn)場拌合、運(yùn)輸攤鋪施工工藝及連續(xù)快速施工等方面進(jìn)行了深入的研究。并在2011年1月至4月份庫什塔依水電站上游圍堰碾壓式瀝青混凝土心墻工中得以應(yīng)用,經(jīng)檢測混凝土施工質(zhì)量完全滿足設(shè)計(jì)要求。

1.3 瀝青混凝土心墻的質(zhì)量控制

在施工中對瀝青混凝土的質(zhì)量控制及檢測方法進(jìn)行研究,摸索出一套適用于土石壩瀝青混凝土心墻施工控制方法,為土石壩瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量控制及水工瀝青混凝土施工、試驗(yàn)規(guī)程的修訂積累豐富經(jīng)驗(yàn),是這種壩型在我國推廣應(yīng)用不可或缺的一步。目前應(yīng)用較多的則是所謂的全過程控制法,在心墻施工前,對所用原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn),施工中對瀝青混合料拌合質(zhì)量,攤鋪過程中的溫度、厚度、寬度、碾壓質(zhì)量及外觀進(jìn)行控制,施工后對心墻成品質(zhì)量進(jìn)行無損檢驗(yàn)和芯樣檢驗(yàn),這樣實(shí)現(xiàn)全過程的一個(gè)控制,是比較有效的一種方法。以重慶洞塘水庫瀝青混凝土心墻施工為例,采用的即上述全過程控制法。

1.3.1 事前控制

主要檢測瀝青的加熱溫度和三大指標(biāo),礦料的加熱溫度、級(jí)配、含水率等。

1.3.2 事中控制

檢測瀝青混合料的溫度、馬歇爾穩(wěn)定度、流值、孔隙率等；進(jìn)行場外及場內(nèi)攤鋪試驗(yàn),場外攤鋪試驗(yàn)的目的在于確定瀝青混凝土的施工配合比,檢驗(yàn)攪拌系統(tǒng)及攤鋪設(shè)備的運(yùn)行性能,經(jīng)過場外攤鋪試驗(yàn),可選定各項(xiàng)施工參數(shù)；場內(nèi)攤鋪試驗(yàn)場地選在心墻施工現(xiàn)場進(jìn)行,以驗(yàn)證場外攤鋪試驗(yàn)的結(jié)論是否適用于現(xiàn)場施工；瀝青混合料現(xiàn)場攤鋪質(zhì)量控制,攤鋪前,前一層瀝青表面必須清潔、干燥,并用紅外線電加熱器或噴燈將表面加熱到不低于70℃,且無烤焦現(xiàn)象；測量放線控制；瀝青混凝土入倉溫度控制在140℃～170℃較為合適。冬夏季由于溫度影響,溫度可適當(dāng)提高或降低；心墻碾壓施工嚴(yán)格按照攤鋪試驗(yàn)確定的碾壓參數(shù)執(zhí)行,碾壓后的瀝青混凝土應(yīng)表面平整,寬度符合設(shè)計(jì)要求,表面泛油,色澤均勻光亮,表面無裂縫。

1.3.3 事后控制

現(xiàn)場無損檢驗(yàn)、取芯樣檢測及對外委托復(fù)核檢驗(yàn)。無損檢測主要是應(yīng)用ZC-97型智能型滲氣儀進(jìn)行滲透檢測,其無損測試必須保證每層鋪筑25m檢測一次,對懷疑存在質(zhì)量問題的瀝青混凝土表面部位適當(dāng)增加測點(diǎn)；對成品瀝青混凝土取芯樣檢測,對其物理、力學(xué)指標(biāo)均進(jìn)行了全面的質(zhì)量檢測。施工期間,為了證實(shí)質(zhì)量控制的可靠性和試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)性,施工方分別委托了新疆自治區(qū)路橋檢測試驗(yàn)中心和西安理工大學(xué)防滲研究所對瀝青混凝土試樣進(jìn)行了復(fù)核檢驗(yàn)。總體來看,瀝青砼心墻施工是一種熱施工,對瀝青砼的配合比和溫度控制等要求較高,而在高寒地區(qū)更甚,施工過程中的質(zhì)量控制和檢測尤為重要。

2結(jié)語

我國的瀝青混凝土心墻壩的發(fā)展已有30余年,且成績卓效,無論是施工所采用的機(jī)械設(shè)備,還是特殊的工藝方法,以及瀝青施工時(shí)的溫控措施,都積累了大量豐富的經(jīng)驗(yàn)；另一方面,相關(guān)規(guī)范的缺乏,一部分的中小型工程限于技術(shù)和成本,在施工中往往難以全面保證優(yōu)良的施工質(zhì)量,亦是目前亟待解決的重要問題,希望本文所提在瀝青混凝土心墻壩施工和質(zhì)量檢測研究方面,具有一定借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 何玉,張春學(xué).碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)剖析[J].黑龍江水利科技,2008(2).

[2] 郭懷俊.重慶黔江洞塘水庫瀝青混凝土心墻施工[J].陜西水力發(fā)電,2000(4).