淺析開普太希水利樞紐碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)

(新疆水利廳喀什噶爾河流域管理處，新疆 喀什 844000)

淺析開普太希水利樞紐碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)

王宗強(qiáng)

(新疆水利廳喀什噶爾河流域管理處，新疆 喀什 844000)

本文從開普太希水利樞紐工程瀝青混凝土心墻配合比的設(shè)計，原材料制備，瀝青混凝土的拌和、鋪筑、碾壓及施工質(zhì)量檢測等角度，對開普太希水利樞紐工程碾壓式瀝青混凝土心墻的施工技術(shù)進(jìn)行全面闡述。該施工方法既保證了施工質(zhì)量，又降低了施工成本，對于今后在高原、多震地區(qū)建設(shè)類似小型樞紐工程具有一定的參考意義。

碾壓式；瀝青混凝土；施工技術(shù)

1 工程概況

開普太希水利樞紐工程位于新疆烏恰縣庫孜洪河出山口上游2.5km的中低山區(qū)，南距烏恰縣城11km，地理位置東經(jīng)75°15′、北緯39°48′。工程建設(shè)主要內(nèi)容有瀝青混凝土心墻砂礫石壩、導(dǎo)流泄洪沖沙引水隧洞和開敞式溢洪道，工程規(guī)模為小(1)型。瀝青混凝土心墻砂礫石壩最大壩高48.4m，壩頂高程2406m，壩頂長度195m，大壩設(shè)防烈度為9度。瀝青混凝土心墻為垂直式，心墻厚度為0.5m，高程2361.50m以下至壩基混凝土由0.5m漸變至1.0m，底部以弧形基礎(chǔ)與壩基混凝土連接，瀝青混凝土工程量4000m3。

2 瀝青混凝土配合比設(shè)計

該工程瀝青混凝土配合比委托某大學(xué)水工瀝青防滲研究所設(shè)計。首先選定了級配指數(shù)，然后通過不同填料含量、油石比以及天然砂含量組合成不同編號的配合比。從中選擇出最優(yōu)的兩種瀝青混凝土配合比進(jìn)行進(jìn)一步試驗，通過劈裂試驗確定6號和26號配合比作為推薦配合比。詳見表1、表2。

表1 推薦瀝青混凝土配合比的材料和級配參數(shù)

表2 推薦瀝青混凝土配合比的礦料級配

通過施工現(xiàn)場檢測，天然砂的含泥量超標(biāo)，且摻加天然砂并無明顯的經(jīng)濟(jì)效益，同時在堿骨料加工過程中，生產(chǎn)的人工砂滿足施工用量要求。根據(jù)實際情況確定施工時采用6號配合比，見表3。

表3 瀝青混凝土施工配合比

3 瀝青混凝土原材料制備

該工程堿性骨料場距施工現(xiàn)場2.5km，經(jīng)過爆破后選擇新鮮堅硬的堿性巖石運(yùn)至施工現(xiàn)場進(jìn)行加工、篩分，從而獲得理想級配料。采用AH-90道路石油瀝青，填充料在水泥廠采購。不同級配的骨料在拌和現(xiàn)場分倉堆放，并用防雨布進(jìn)行覆蓋，防止雨淋及塵土污染。

4 瀝青混凝土混合料拌和

4.1 瀝青混凝土混合料的配料

在瀝青混凝土拌和前，工地實驗室按照施工配合比的技術(shù)要求，結(jié)合制備系統(tǒng)熱料倉中各級配骨料的超遜徑檢測情況、最近一次瀝青混凝土混合料的抽提試驗結(jié)果，計算確定瀝青混凝土的原材料用量，并簽發(fā)瀝青混凝土配料單。根據(jù)簽發(fā)的配料單按重量配合比進(jìn)行配料，因為工程量較小，拌和現(xiàn)場采用人工配料，每盤進(jìn)行稱量，并有專人進(jìn)行記錄。瀝青用量每盤固定，在計量桶標(biāo)準(zhǔn)位置設(shè)置瀝青溢流孔，操作簡便易行，并保證了計量的準(zhǔn)確性。

4.2 瀝青混凝土原材料的溫度控制

拌和前對熱儲存罐中的瀝青、干燥筒進(jìn)口處的骨料、熱料倉中的骨料及拌和出口處的瀝青混凝土混合料進(jìn)行溫度測量。瀝青加熱溫度控制在160～170℃(低溫季節(jié)瀝青加熱控制在170～180℃)，堿骨料溫度控制在170～190℃。干燥的礦粉在常溫下加入攪拌機(jī)內(nèi)，先與熱骨料拌和，然后再噴灑瀝青。

4.3 瀝青混凝土混合料的拌和

瀝青混凝土混合料中的骨料裹覆率必須達(dá)到90%以上，混合料應(yīng)確保色澤均勻，稀稠一致，無花白料、黃煙及其他異?，F(xiàn)象，卸料時不產(chǎn)生離析。

4.3.1 瀝青混凝土混合料的溫度控制

瀝青的黏度為(85±10)s、運(yùn)動黏度為(180±20)×10-6m2/s是瀝青混凝土混合料最合適的拌和溫度。每盤混合料在出機(jī)口都要測量溫度，溫度控制在155～170℃。夏季取下限，冬季取上限，但最高不宜超過180℃。

4.3.2 瀝青混凝土混合料的拌和時間

瀝青混凝土混合料拌和時先加入堿骨料、礦粉，干拌約15s，然后再噴灑熱瀝青拌和30～45s，每次純拌和時間為45～60s，每一循環(huán)周期為55～75s。

5 瀝青混凝土鋪筑

5.1 瀝青混凝土心墻施工氣象條件

為了確保瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量，該工程依據(jù) 《土石壩碾壓式瀝青混凝土防滲墻施工規(guī)范(試行)》(SD 220—87)的規(guī)定，現(xiàn)場施工氣象條件滿足風(fēng)力不大于4級，日降雨量小于0.1mm，氣溫不小于0℃。夜間施工時施工場所具備足夠的照明條件。

5.2 混合料的運(yùn)輸

為節(jié)約瀝青混凝土運(yùn)輸設(shè)備投入，該工程采用2輛50型裝載機(jī)改裝成保溫箱運(yùn)輸混合料，保溫箱容量1.6 m3，人工配合攤鋪入倉。心墻兩側(cè)的過渡料用自卸汽車運(yùn)輸，50型裝載機(jī)推平，人工配合細(xì)平，2t自行式振動碾碾壓。瀝青混凝土心墻與過渡料、壩殼料填筑盡量保持均衡施工，以保證施工質(zhì)量。

5.3 瀝青混凝土混合料鋪筑

5.3.1 瀝青混凝土與基礎(chǔ)混凝土鋪蓋施工縫處理

在瀝青混凝土防滲心墻施工前，需要對混凝土鋪蓋進(jìn)行鑿毛處理，將表面乳皮清理干凈，局部潮濕部位用噴燈烘干。處理后涂刷冷底子油(冷底子油配合比為瀝青∶汽油=3∶7)，待冷底子油中汽油揮發(fā)后加熱到70℃左右，再均勻涂抹130～150℃的瀝青砂漿，厚度2cm，必要時待溫度降至120～130℃時再抹一次，使之與混凝土鋪蓋黏結(jié)牢固。

5.3.2 瀝青混凝土混合料的人工攤鋪

因為工程量較小，用4mm的鋼板制作瀝青混凝土心墻定型模板。剛模板架立后用固定卡子定位，剛模板定位誤差小于±1cm。經(jīng)檢查合格后，再填筑心墻兩側(cè)的過渡料，過渡料的攤鋪厚度略高于模板2～3cm。過渡料壓實后，再將瀝青混凝土混合料填入模板內(nèi)鋪平，入倉時，不能用鐵鍬拋填混合料，必須用鍬端著倒入倉面，以免混合料分離。攤鋪完畢后及時將鋼模板拔出，混合料在倉內(nèi)靜置15～30min 充分“排氣”，避免碾壓后瀝青混凝土表面變暗，產(chǎn)生麻面。

5.3.3 層面處理

對于連續(xù)上升、層面干凈且已壓實的瀝青混凝土，表面溫度大于70℃小于90℃時，瀝青混凝土表面不作處理，連續(xù)上升。當(dāng)下層瀝青混凝土表面溫度低于70℃時，采用噴燈加熱，控制加熱時間以防止瀝青混凝土老化。對于比較臟的瀝青混凝土層面，先用高壓風(fēng)水處理干凈后，再將層面烘干加熱，使表面溫度達(dá)到70℃以上，然后進(jìn)行混合料攤鋪。必要時，在層面上均勻噴涂一層冷底子油，待冷底子油汽油揮發(fā)后再鋪筑瀝青混凝土混合料。

鉆孔取芯后，心墻內(nèi)留下的鉆孔要及時回填?；靥顣r，先將鉆孔沖凈、擦干，用噴燈將孔壁烘干加熱到70℃以上，再用熱瀝青砂漿回填，每層厚5cm，人工用10kg 重的搗錘夯實25 次以上，芯樣孔回填高度略高出心墻2cm。

6 瀝青混凝土碾壓

瀝青混凝土心墻的質(zhì)量好壞，主要取決于碾壓溫度的控制及心墻斷面尺寸的保證。該工程通過現(xiàn)場瀝青混凝土碾壓試驗，確定碾壓參數(shù)為：攤鋪厚度25cm，碾壓溫度控制在140～150℃，壓實機(jī)械選取2t自行式振動碾，靜碾2遍，振動碾壓8遍，收光碾壓2遍。

碾壓時嚴(yán)格控制瀝青混凝土碾壓溫度，現(xiàn)場用溫度計在不同部位進(jìn)行溫度測量，滿足碾壓溫度控制標(biāo)準(zhǔn)后開始碾壓，確保瀝青混凝土的碾壓質(zhì)量。瀝青混凝土與過渡料的碾壓，采用貼縫碾壓方式，既不污染倉面、不浪費(fèi)瀝青混合料，又能保證瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量。

碾壓時采用錯位碾壓的方式，每次錯位半碾寬，振動碾要勻速行使，避免突然剎車，不允許橫跨心墻碾壓。碾壓過程中，振動碾表面嚴(yán)禁涂刷柴油，并防止柴油或油水混合物灑在表面上。碾壓完成后要求瀝青混凝土表面平整、光滑，無錯臺現(xiàn)象。該工程瀝青混凝土與過渡料碾壓設(shè)備分開使用。心墻碾壓成型后，在心墻兩側(cè)2m 范圍內(nèi)，禁止使用大型機(jī)械壓實壩殼料，以防心墻受震變形或破壞。

瀝青混凝土心墻在施工過程中如遇下雨應(yīng)及時停止施工，并用事先準(zhǔn)備好的防雨布立即覆蓋，采用鋪防雨布碾壓瀝青混凝土的辦法，避免雨水落入瀝青混凝土表面形成汽化氣泡，造成混合料表面溫度快速損失，致使瀝青混凝土難以碾壓密實，影響施工質(zhì)量。

7 瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量檢測

該工程施工過程中瀝青抽檢20組，礦粉抽檢77組，不同級配的堿骨料抽檢10組，人工砂抽檢10組，原材料檢測結(jié)果全部合格；檢測瀝青混凝土混合料103組，主要檢測指標(biāo)包括瀝青用量、密度、孔隙率、馬歇爾穩(wěn)定值、馬歇爾流值等，檢測結(jié)果全部合格；在不同部位鉆取瀝青混凝土芯樣30組(見圖1、圖2)，主要檢測毛體積相對密度、孔隙率及變水滲透系數(shù)等，檢測結(jié)果全部合格。瀝青混凝土心墻共劃分單元工程185個，質(zhì)量評定全部合格，其中優(yōu)良179個，優(yōu)良率96.8%。施工過程中從未發(fā)生返工情況。瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量控制較好。

圖1 瀝青混凝土芯樣

圖2 瀝青混凝土芯樣

8 結(jié) 語

開普太希水利樞紐工程瀝青混凝土心墻的施工期為2010年6～11月。該工程自2012年12月下閘蓄水至今，經(jīng)歷了數(shù)次3級以上地震的考驗，沒有出現(xiàn)任何質(zhì)量問題，壩后無滲水，壩體防滲效果非常理想，得到了工程驗收組專家的一致認(rèn)可。該工程瀝青混凝土心墻的施工方法既保證了心墻施工質(zhì)量又降低了施工成本。對于今后在高原、多震地區(qū)建設(shè)類似小型樞紐工程具有一定的參考意義。

OnRolledAsphaltConcreteCoreWallConstructionTechnologyofKaiputaixiWaterControlProject

WANG Zong-qiang

(XinjiangWaterResourcesDepartmentKashgarRiverBasinAdministrationOffice,Kashi844000,China)

Construction technology of rolled asphalt concrete core wall in Kaiputaixi Water Control Project is comprehensively described in the paper from the perspectives of asphalt concrete core wall mix proportion design, raw material preparation, asphalt concrete mixing, paving, compaction, construction quality detection, etc. The construction method not only ensures construction quality, but also lowers construction cost. It has certain reference significance on constructing similar water control projects in plateau and multi-shock regions.

rolled compacted type; asphalt concrete; construction technology

TV642.2

B

1673-8241(2014)08-0018-04