西藏波堆水電站大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工

馬 超 峰，馬 林

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 工程概況

波堆水電站屬波得藏布流域規(guī)劃四級梯級水電站開發(fā)中的第三級水電站，位于西藏林芝地區(qū)波密縣傾多鎮(zhèn)境內(nèi)，主要開發(fā)任務(wù)為發(fā)電。

電站大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩，長×寬×高為147.7 m×7 m×44.65 m。瀝青混凝土心墻高40.7 m，底 高 程2 751.5 m，頂 高 程

2 792.2 m，其中高程2 751.5～2 753.5 m間心墻厚度由2.2 m過渡至0.7 m，高程2 753.5 m以上心墻厚度統(tǒng)一為0.7 m。瀝青混凝土心墻與基座連接處采用弧形槽連接(圖1)。在心墻上下游各設(shè)置3 m寬心墻過渡層(最大粒徑80 mm)。

圖1 心墻與基座連接圖

2 原材料、施工配合比及現(xiàn)場攤鋪要求

2.1 原材料

波堆水電站瀝青混凝土所用材料為2#水工瀝青、當(dāng)?shù)匕自茙r粗細(xì)骨料及填料。

(1)瀝青選用中石油新疆克拉瑪依石化公司生產(chǎn)的2#水工瀝青。

(2)礦料由波得藏布左岸岸坡開采的白云巖破碎后篩分形成。

2.2 瀝青混凝土施工配合比

波堆水電站瀝青混凝土配合比由發(fā)包人提供，再經(jīng)項(xiàng)目部進(jìn)行室內(nèi)復(fù)核和現(xiàn)場攤鋪試驗(yàn)后、結(jié)合工程實(shí)際情況優(yōu)選出最終的施工配合比。

2.3 現(xiàn)場攤鋪質(zhì)量要求

瀝青混凝土現(xiàn)場攤鋪質(zhì)量要求見表1。

3 瀝青混凝土拌和站的布置

瀝青混凝土拌和站布置在大壩右岸下游，距離大壩鋪筑現(xiàn)場平均不足2 km，路況好，運(yùn)輸便利，可以減少瀝青混凝土運(yùn)輸過程中的熱量損失。瀝青拌和站由一個瀝青脫桶及儲存加熱設(shè)備、全自動瀝青混合料攪拌設(shè)備及礦料計量、瀝青計量系統(tǒng)組成。

4 瀝青混凝土心墻施工

4.1 施工作業(yè)程序

施工作業(yè)程序見圖2。

圖2 施工作業(yè)程序圖

4.2 瀝青混凝土原材料的加熱

(1)瀝青加熱：桶裝瀝青經(jīng)脫桶后通過導(dǎo)熱油加熱至150 ℃～170 ℃。

(2)骨料加熱：骨料由稱量系統(tǒng)自動配置并經(jīng)皮帶機(jī)輸送至提升料斗后送入加熱桶加熱，該系統(tǒng)采用柴油加熱，加熱溫度為170 ℃～190 ℃。

4.3 瀝青混合料的制備和運(yùn)輸

瀝青混凝土采用全自動強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制，整個拌制過程通過電腦自動控制。將熱骨料與礦粉(礦粉不需加熱)干拌15 s，再加入熱瀝青濕拌50 s。瀝青混凝土混合料出機(jī)口溫度控制在150 ℃～170 ℃。瀝青混凝土混合料通過5 t自卸車接料后由拌和站運(yùn)至攤鋪現(xiàn)場，運(yùn)距1.7 km。

4.4 瀝青混凝土心墻的鋪筑施工

心墻瀝青混凝土采用人工立模攤鋪。

4.4.1 施工程序

測量放線→→支立鋼模→→帆布鋪蓋模板→→過渡料鋪筑與初步壓實(shí)→→基面處理(表面清理、干燥、加熱)→→人工攤鋪瀝青混合料→→抽掉鋼模→→鋪蓋帆布→→過渡料碾壓和瀝青混合料碾壓→→施工質(zhì)量檢查。

4.4.2 混凝土基礎(chǔ)面的處理

瀝青混凝土心墻同周邊結(jié)構(gòu)的連接是防滲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，其處理的好壞將直接影響到大壩的安全，必須予以高度重視。

(1)鑿毛混凝土基礎(chǔ)面、待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的70%后即可進(jìn)行鑿毛。采用小錘和鏨子鑿掉混凝土表面的乳皮并用高壓風(fēng)吹凈，保證混凝土面平整、干燥。

(2)涂刷冷底子油：稀釋劑采用汽油，其摻配比例應(yīng)視氣溫、風(fēng)力等氣候條件確定，一般采用30∶70(瀝青∶汽油)。

(3)涂刷瀝青馬蹄脂：厚度一般為1～2 cm。在施工現(xiàn)場采用人工拌和，對人工砂和礦粉分別加熱，溫度控制在150 ℃～170 ℃，然后再加入到熱瀝青(140 ℃～160 ℃)中一起攪拌均勻。

4.4.3 鋼模安裝

(1)鋼模采用300 mm×8 mm×1 250 mm的鋼板制作，模板兩側(cè)及模板間的連接采用限位卡連接。

(2)模板安裝前在其表面涂刷廢機(jī)油作為脫模劑，拼裝好的模板應(yīng)平整嚴(yán)密，尺寸準(zhǔn)確。定位后將模板距心墻中心線偏差控制在±10 mm內(nèi)。

4.4.4 過渡料的鋪筑

模板立好后，用帆布遮蓋心墻表面，防止砂石等雜物落入倉面內(nèi)。采用1 m3反鏟將摻配好的過渡料粗平，人工配合整平，松鋪厚度為30 cm。心墻兩側(cè)過渡料應(yīng)同時鋪筑，靠近模板部位施工時要特別小心，防止模板走樣、變位。

4.4.5 結(jié)合面的清理與加熱

結(jié)合面要清理干凈，攤鋪前用煤氣噴燈將結(jié)合面加熱到70 ℃以上。當(dāng)面層為瀝青馬蹄脂時不需要加熱。

4.4.6 瀝青混凝土混合料的運(yùn)輸及入倉

由于瀝青拌和站距離心墻鋪筑現(xiàn)場較近，瀝青混凝土混合料拌和后采用5 t自卸汽車運(yùn)至現(xiàn)場后卸入ZL50裝載機(jī)再運(yùn)至倉面入倉，人工整平，松鋪厚度為28 cm，將誤差控制在±2 cm內(nèi)，入倉溫度控制在140 ℃～170 ℃。瀝青混合料在活動鋼模內(nèi)攤平后將鋼模拔出，采用先拆模后碾壓的方法可使瀝青混凝土與過渡帶形成犬牙交錯的斷面，利于兩者的結(jié)合，如此實(shí)施對防止瀝青心墻的塑性變形具有重要意義。鋼模拆除后，立即將粘附在模板內(nèi)壁的瀝青混凝土清理干凈，以備下次使用。

4.4.7 混合料及過渡料碾壓

(1)碾壓順序及方法：采用1臺1.5 t自行式振動碾碾壓心墻兩側(cè)的過渡料，先靜壓兩遍，再動碾6遍，最后碾壓瀝青混凝土混合料6遍。振動碾行進(jìn)速度按20～30 m/min控制。瀝青混凝土混合料攤鋪完成后，用帆布將瀝青混合料覆蓋，其寬度為蓋住上下游過渡料各20 cm；然后用振動碾在帆布上碾壓，不僅解決了瀝青混合料表面污染問題，而且保持了瀝青混合料表面的溫度，不產(chǎn)生硬殼。實(shí)踐證明：經(jīng)過這種方法碾壓后的瀝青混合料表面“返油”良好，未產(chǎn)生縱向裂縫。由于采用帆布遮蓋，解決了瀝青混凝土表面的“冷卻”問題，所以，在使用振動碾碾壓時，還可以采用邊下料、邊攤平、邊遮蓋、集中碾壓的方法施工。當(dāng)攤鋪長度達(dá)到8～10 m時，用振動碾集中碾壓，其壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)以瀝青表面返油為準(zhǔn)。對振動碾碾壓不到的邊角部位(如銅止水附近和齒槽邊角)，采用重錘人工夯實(shí)，直至表面返油為止。

(2)碾壓溫度：碾壓時的最高溫度不超過150 ℃，最低溫度不低于110 ℃。

4.5 瀝青混凝土施工過程中應(yīng)注意的幾個問題

(1)瀝青混凝土的鋪筑應(yīng)與過渡料平行施工，瀝青混凝土心墻的鋪筑應(yīng)均衡上升，心墻基面應(yīng)盡可能保持在同一高程，避免或減少橫縫；因客觀原因出現(xiàn)橫縫時，其結(jié)合面坡度應(yīng)等于或緩于1∶3，同時，上、下層橫縫應(yīng)錯開2 m以上，橫縫處應(yīng)重疊碾壓30～50 cm，用振動夯夯至表面返油為止。

(2)對于連續(xù)上升、層面干凈且已壓實(shí)好的瀝青混凝土，其表面溫度大于70 ℃即可鋪筑上層瀝青混合料，當(dāng)下層瀝青混凝土表面溫度低于70 ℃時需進(jìn)行加熱，但加熱時間不宜過長，以防止瀝青混凝土老化。若已壓實(shí)的瀝青混凝土表面有污物則需采用人工清鏟，對于無法鏟掉的需加熱軟化后鏟除。對于不合格、因故間歇時間太長或溫度損失過大的瀝青混合料應(yīng)及時清除。清除廢料時，嚴(yán)禁損害其下層已鋪好的瀝青混凝土。

(3)對兩岸坡接頭部位、結(jié)合槽、銅止水周圍等振動碾不易到達(dá)的地方，采用人工振動夯配合重錘人工夯實(shí)至返油。

(4)對于鉆孔取芯部位要隨取隨蓋，盡可能保持孔內(nèi)潔凈并及時回填，回填時，先將鉆孔擦干，然后用噴燈將孔壁烘干至70 ℃后再分層由人工回填搗實(shí)。

(5)振動碾在心墻上不能急剎車，心墻兩側(cè)2 m范圍內(nèi)禁止大型機(jī)械進(jìn)入及橫跨心墻。

5 瀝青混凝土心墻施工機(jī)械設(shè)備的配置

瀝青混凝土心墻施工機(jī)械設(shè)備配置情況見表6。

表6 瀝青混凝土心墻施工機(jī)械設(shè)備配置表

6 質(zhì)量控制

瀝青混凝土心墻施工是一種熱施工，對瀝青混凝土的配合比和溫度控制等要求較高，施工過程中的質(zhì)量控制和檢測尤為重要。控制的重點(diǎn)主要為拌和質(zhì)量控制及攤鋪質(zhì)量控制。

拌和站質(zhì)量控制重點(diǎn)：①原材料質(zhì)量控制；②混合料制備過程中的溫度控制及外觀檢查；③瀝青、礦料的計量控制。

攤鋪現(xiàn)場質(zhì)量控制重點(diǎn)：①工序質(zhì)量控制；②攤鋪寬度、厚度控制；③混合料入倉溫度、碾壓溫度控制；④碾壓質(zhì)量控制(密度、孔隙率、滲透系數(shù))；⑤外觀檢查。

瀝青混凝土心墻施工期間分別在出機(jī)口和攤鋪現(xiàn)場對瀝青混合料溫度進(jìn)行檢測，每層為一個單元進(jìn)行抽提試驗(yàn)并進(jìn)行無損檢測瀝青混凝土指標(biāo)，如密度、孔隙率、滲透系數(shù)等。瀝青混凝土心墻共計完成單元工程163個且全部合格，優(yōu)良率為92.3%。

7 瀝青混凝土心墻埋設(shè)儀器觀測資料分析

根據(jù)設(shè)計要求，瀝青混凝土心墻僅埋設(shè)觀測儀器4套，全部為位錯計，經(jīng)觀測，各種測量數(shù)據(jù)平穩(wěn)變化，無突變，觀測結(jié)果表明：瀝青混凝土心墻位移在正常范圍之內(nèi)。

8 結(jié) 語

波堆水電站碾壓式瀝青混凝土心墻至今已運(yùn)行2 a，觀測結(jié)果表明瀝青混凝土心墻運(yùn)行良好，各種指標(biāo)滿足設(shè)計和技術(shù)規(guī)范要求。實(shí)踐證明：瀝青混凝土拌和站的設(shè)備配置、拌和工藝、機(jī)械運(yùn)輸、碾壓設(shè)備的選擇及各工序人員的安排、施工工藝和方法可行，可供相關(guān)工程借鑒。