旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工成套設(shè)備

向 尚 君，　熊 忠 翔，　陳 棟 梁

(1.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第八支隊(duì)，重慶　401320；2.四川大學(xué) 水利水電學(xué)院，四川 成都　610031)

旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工成套設(shè)備

向 尚 君1,2，熊 忠 翔1，陳 棟 梁1

(1.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第八支隊(duì)，重慶401320；2.四川大學(xué) 水利水電學(xué)院，四川 成都610031)

摘要：旁多水利樞紐大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻首次在西藏高海拔地區(qū)應(yīng)用，國(guó)內(nèi)還未有適應(yīng)西藏高海拔地區(qū)氣候特點(diǎn)的碾壓式瀝青混凝土心墻施工的設(shè)備。通過(guò)對(duì)其施工強(qiáng)度進(jìn)行分析計(jì)算和高海拔地區(qū)氣候特點(diǎn)分析，確定了適應(yīng)高海拔地區(qū)的瀝青脫桶設(shè)備、瀝青混凝土拌和樓，首次在國(guó)產(chǎn)公路瀝青混凝土攤鋪機(jī)基礎(chǔ)上改裝了瀝青混凝土心墻攤鋪機(jī)，改裝了瀝青混合料運(yùn)輸設(shè)備及配套小型機(jī)具，形成了西藏高海拔地區(qū)碾壓式瀝青混凝土心墻施工成套設(shè)備。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土心墻；攤鋪機(jī)；裝載機(jī)；比選；施工設(shè)備；高海拔地區(qū)；旁多水利樞紐

1概述

旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻是該類心墻第一次在西藏高海拔地區(qū)應(yīng)用，樞紐地處西藏自治區(qū)拉薩河中游，位于林周縣旁多鄉(xiāng)下游1.5 km，距下游拉薩市直線距離約63 km，是以灌溉、發(fā)電為主，兼顧防洪和供水的綜合利用工程。樞紐庫(kù)容12.3億m3，最大壩高71 m，壩頂寬12 m，大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩，壩頂長(zhǎng)度1 052 m，瀝青混凝土心墻頂高程為4 098.7 m，底高程為4 035.9 m，其底部3 m高的瀝青混凝土心墻厚度由2.2 m漸變到1 m，其余心墻厚度從1 m變到0.7 m，瀝青混凝土共計(jì)54 865 m3，心墻兩側(cè)設(shè)置4 m寬的砂礫石過(guò)渡料。

碾壓式瀝青混凝土心墻施工的主要設(shè)備包括瀝青混凝土拌和樓、運(yùn)輸設(shè)備、瀝青混凝土心墻攤鋪機(jī)、碾壓設(shè)備及其他小型機(jī)具。旁多水利樞紐地處西藏高海拔地區(qū)，空氣較干燥、稀薄，太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，紫外線照射強(qiáng)度大，冬季低溫季節(jié)較長(zhǎng)，一般為11月至次年的3月，而6至9月為主要的雨季，對(duì)瀝青混凝土心墻施工影響較大，造成年有效施工天數(shù)較少。高地震烈度、強(qiáng)紫外線輻射、深覆蓋層、高寒等地質(zhì)和氣候特點(diǎn)是制約高海拔地區(qū)碾壓式瀝青混凝土心墻施工的主要問(wèn)題。同時(shí)，施工工期緊、任務(wù)重對(duì)碾壓式瀝青混凝土心墻施工設(shè)備提出了更高要求。

2設(shè)備的選型

2.1施工強(qiáng)度計(jì)算

大壩碾壓式瀝青混凝土心墻分兩期進(jìn)行施工，一期導(dǎo)流期間主要施工左岸漫灘和階地處樁號(hào)0+000～樁號(hào)0+750碾壓式瀝青混凝土防滲心墻及相應(yīng)壩體施工，二期導(dǎo)流期間主要施工右岸預(yù)留的210 m寬心墻及壩體施工，一、二期瀝青混凝土心墻按1：3的坡比進(jìn)行對(duì)接。碾壓式瀝青混凝土按每鋪筑一層25 cm厚度進(jìn)行計(jì)算，主要節(jié)點(diǎn)工期如表1所示。根據(jù)節(jié)點(diǎn)工期要求，大壩碾壓式瀝青混凝土心墻高峰強(qiáng)度為252 m3/d，瀝青混合料拌和為605 t/d，澆筑心墻長(zhǎng)度為959 m/d。

2.2主要設(shè)備的選型

碾壓式瀝青混凝土心墻攤鋪時(shí)間一般為12 h(檢測(cè)驗(yàn)倉(cāng)時(shí)間2～3 h，補(bǔ)過(guò)渡料時(shí)間5～6 h)，根據(jù)施工強(qiáng)度，拌和系統(tǒng)的拌和強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到40.28 t/h。按60 t/h計(jì)，選用1套JD1500型瀝青混凝土攪拌站，銘牌生產(chǎn)能力為120 t/h?？紤]到高原因素，按50%出力考慮，水工瀝青混凝土生產(chǎn)能力為60 t/h，完全能滿足混凝土生產(chǎn)要求；瀝青混合料拌制強(qiáng)度為60 t/h，根據(jù)瀝青混凝土參考配合比，瀝青摻量為7%，則需要瀝青量為3.93 t/h?？紤]到高原機(jī)械設(shè)備功率降效，選用瀝青脫桶設(shè)備DT8，該設(shè)備處理能力為8～10 t/h；現(xiàn)場(chǎng)每小時(shí)攤鋪強(qiáng)度為80 m/h；選用RP951型公路瀝青混凝土攤鋪機(jī)，最大攤鋪速度為180 m/h；考慮高原因素，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。其他運(yùn)輸、碾壓設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工需要靈活進(jìn)行配置。

表1　碾壓式瀝青混凝土心墻施工主要節(jié)點(diǎn)工期統(tǒng)計(jì)表

3成套設(shè)備及改裝

3.1瀝青混凝土拌和系統(tǒng)

(1)脫桶設(shè)備。

由于樞紐地處林周縣旁多鄉(xiāng)，遠(yuǎn)離瀝青產(chǎn)地，一般使用桶裝瀝青，從而需要瀝青脫桶設(shè)備。所選用的DT8瀝青脫桶系統(tǒng)為封閉式結(jié)構(gòu)，采用柴油為燃料，介質(zhì)油循環(huán)進(jìn)行加熱。利用導(dǎo)熱油爐排放的廢氣(320 ℃～450 ℃)余熱加熱脫桶(最終排氣溫度約150 ℃)，全封閉式脫桶，較連續(xù)式(開式)節(jié)能50%；大排量瀝青泵進(jìn)行內(nèi)循環(huán)、攪動(dòng)，水蒸氣溢出，被引風(fēng)機(jī)吸走排入大氣，實(shí)現(xiàn)負(fù)壓脫水；具有內(nèi)部自動(dòng)排渣、外部清渣功能。瀝青脫桶設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中要加強(qiáng)檢修，尤其是內(nèi)部管路和積碳的清理，防止局部受熱過(guò)高，發(fā)生瀝青燃燒，同時(shí)要配備完善的消防設(shè)施，防止火災(zāi)事故的發(fā)生。

(2)燃燒器的比選。

目前，瀝青混合料骨料的加熱一般采用柴油、重油或煤粉等燃料，燃燒器利用氣壓或高壓風(fēng)將油料霧化，或?qū)⒚悍蹏姵?，由油料、煤粉燃燒產(chǎn)生的熱量干燥和加熱骨料。近年來(lái)，隨著油料價(jià)格不斷上漲，煤粉加熱的方法被越來(lái)越多的采用，表2為油料與煤粉加熱對(duì)比分析情況。從表2中可以看出：采用煤加熱方法，每拌制100 t瀝青混合料至少能節(jié)約成本約5 000元。燃煤燃燒器在國(guó)內(nèi)小型工程中有過(guò)應(yīng)用，但在高原地區(qū)、大中型工程中尚未使用過(guò)。同時(shí)，煤熱效率太低，煤粉浪費(fèi)較大；煤粉燃燒不充分，導(dǎo)致回收粉中含有大量的煤粉而無(wú)法利用，同時(shí)容易污染瀝青混合料，對(duì)施工質(zhì)量有影響；不同品質(zhì)的煤發(fā)熱值不一樣，火焰不穩(wěn)定，溫度不宜控制；必須增加燃煤堆場(chǎng)，導(dǎo)致占用場(chǎng)地大；增加煤粉機(jī)，導(dǎo)致設(shè)備故障率提高且西藏煤由內(nèi)地運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)供應(yīng)不及時(shí)。綜上因素，在高海拔地區(qū)建議采用柴油燃燒器進(jìn)行骨料的加熱，以確保瀝青混合料的拌和質(zhì)量更加穩(wěn)定。

(3)瀝青混凝土拌和樓。

表2　柴油加熱和煤加熱成本對(duì)比分析表

瀝青混凝土拌和樓采用強(qiáng)制間歇式瀝青混凝土拌和樓，主要由冷料倉(cāng)、瀝青儲(chǔ)罐及瀝青輸送系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、二次篩分系統(tǒng)、礦粉儲(chǔ)罐、拌和主機(jī)、控制系統(tǒng)、瀝青混合料保溫倉(cāng)等部分組成。冷料倉(cāng)主要進(jìn)行骨料的粗配，一般采用皮帶機(jī)或裝載機(jī)進(jìn)行上料；若拌和強(qiáng)度不大，建議采用裝載機(jī)進(jìn)行上料。干燥系統(tǒng)主要對(duì)骨料進(jìn)行干燥，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)燃燒器的維護(hù)保養(yǎng)，尤其是在低溫季節(jié)輸油管路容易堵塞，故應(yīng)做好管路的保溫工作，同時(shí)要配足控制閥等易損配件。瀝青儲(chǔ)罐及瀝青輸送系統(tǒng)主要包括瀝青保溫儲(chǔ)罐及輸送管路，瀝青儲(chǔ)罐要注意瀝青儲(chǔ)存的溫度，防止瀝青老化，輸送管路長(zhǎng)期運(yùn)行后會(huì)在管壁產(chǎn)生積碳，要定期采用清洗劑對(duì)管路進(jìn)行清洗，防止管路堵塞。二次篩分系統(tǒng)對(duì)干燥后的骨料進(jìn)行再篩分，瀝青混合料以二次篩分的結(jié)果確定各粒徑骨料的用量，作為其質(zhì)量控制依據(jù)，二次篩分后各種骨料粒徑的用量要與冷料倉(cāng)骨料下料速度相匹配，防止溢料。同時(shí)，拌和系統(tǒng)要配備備用電源，防止因突然斷電而致使瀝青混合料滯留在拌和主機(jī)中。

3.2瀝青混凝土攤鋪機(jī)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)所用的水工瀝青混凝攤鋪機(jī)多為在進(jìn)口公路瀝青混凝土攤鋪機(jī)基礎(chǔ)上改裝而成。旁多水利樞紐瀝青混凝土攤鋪機(jī)就是在徐工集團(tuán)生產(chǎn)的RP951A型公路瀝青混凝土攤鋪機(jī)基礎(chǔ)上改裝而成，是首次對(duì)國(guó)產(chǎn)公路瀝青混凝土攤鋪機(jī)進(jìn)行的改裝，主要包括主機(jī)、紅外加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、瀝青混合料保溫料斗、振動(dòng)熨平板、框模及過(guò)渡料分料斗，其中紅外加熱系統(tǒng)、振動(dòng)熨平板、框模、過(guò)渡料分料斗為增加部分；控制系統(tǒng)、瀝青混合料保溫料斗為改造部分。圖1為改造后的瀝青混凝土心墻攤鋪機(jī)，其主要運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表3。

圖1　改造后的瀝青混凝土心墻攤鋪機(jī)

3.3運(yùn)輸設(shè)備

運(yùn)輸設(shè)備主要包括運(yùn)料小車、卸料平臺(tái)和改裝裝載機(jī)，運(yùn)料小車由5 t自卸車改裝而成，運(yùn)料小車主要進(jìn)行的是車斗部位的改裝，車斗底部及四邊加裝保溫石棉，然后采用鋼板進(jìn)行內(nèi)襯，鋼板接縫采用焊接，焊接后用打磨機(jī)磨光以利于瀝青混合料的卸料；裝載機(jī)主要對(duì)裝料料斗進(jìn)行改裝，料斗需設(shè)置保溫層，料斗的容量要與攤鋪機(jī)料斗相適應(yīng)，同時(shí)，料斗重量不宜過(guò)重，應(yīng)盡量使裝載機(jī)平衡；卸料平臺(tái)采用工字鋼自制，平臺(tái)的高度要與裝載機(jī)的高度相適應(yīng)，平臺(tái)的坡度應(yīng)使運(yùn)料小車方便上下，平臺(tái)的長(zhǎng)度及寬度要與運(yùn)料小車的輪寬及前后輪間距相適應(yīng)(圖2)。

表3　瀝青混凝土心墻攤鋪機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

圖2　運(yùn)料小車、卸料平臺(tái)及改裝裝載機(jī)

3.4其他設(shè)備

其他設(shè)備主要包括壓實(shí)設(shè)備、沖擊夯、人工夯及模板等小型機(jī)具。壓實(shí)設(shè)備采用小型振動(dòng)碾，一般為1.5 t和2.5 t雙鋼輪振動(dòng)碾。選擇振動(dòng)碾時(shí)要充分考慮到高原的影響，一般要配備渦輪增壓器，以滿足振動(dòng)碾激振力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。沖擊夯為普通電沖擊夯，人工夯采用2 cm厚鋼板加工而成，自重不小于20 kg。模板由3 mm厚鋼板加工而成，每塊長(zhǎng)1.5 m，高30 cm，使用時(shí)根據(jù)需要寬度用鋼管進(jìn)行加固。

4結(jié)語(yǔ)

旁多水利樞紐大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻首次在西藏高海拔地區(qū)應(yīng)用，根據(jù)高原氣候特點(diǎn)，碾壓式瀝青混凝土心墻施工設(shè)備也有所不同。通

過(guò)對(duì)施工強(qiáng)度進(jìn)行分析并考慮適應(yīng)高原氣候特點(diǎn)因素，選擇確定了旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工的瀝青脫桶設(shè)備、瀝青混凝土拌和樓，尤其針對(duì)高海拔地區(qū)氣候特點(diǎn)，選擇并采用了柴油燃燒器的方式進(jìn)行骨料加熱；瀝青混凝土心墻攤鋪機(jī)首次在國(guó)產(chǎn)公路瀝青混凝土攤鋪機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝；運(yùn)輸設(shè)備在普通裝載機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，對(duì)運(yùn)輸小車進(jìn)行了保溫改裝；壓實(shí)設(shè)備采用了帶渦輪增壓器的小型振動(dòng)碾，保證了設(shè)計(jì)要求的激振力。通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行選型和設(shè)備的改裝，形成了旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工成套設(shè)備，確保了大壩碾壓式瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，為西藏高海拔地區(qū)碾壓式瀝青混凝土心墻施工積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

參考資料：

[1]趙興安，廖佼，向尚君，等.旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻現(xiàn)場(chǎng)施工模擬試驗(yàn)[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013,19(1):97-100.

[2]付光均，趙興安，向尚君，等. 高寒高海拔地區(qū)碾壓式瀝青混凝土防滲心墻施工工法[Z].水利水電工程建設(shè)工法，2011.

[3]向尚君，廖佼，石林.高海拔地區(qū)碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)-以旁多水利樞紐大壩碾壓式瀝青混凝土心墻施工為例[J].水利水電科技進(jìn)展，2014,34(2):50-53.

向尚君(1982-)，男，四川蒼溪人，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)及管理工作；

熊忠翔(1979-)，男，四川鹽源人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)及管理工作；

陳棟梁(1986-)，男，陜西商洛人，助理工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

·書訊·

《論工程施工合同范本及其更新》征訂啟事

作者徐銥教授從事水利水電工程建設(shè)技術(shù)工作52年，集前半生之設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，后半生之監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)、咨詢經(jīng)驗(yàn)、仲裁經(jīng)驗(yàn)，對(duì)監(jiān)理合同范本尤其對(duì)施工合同范本進(jìn)行了深入探討，近七、八年來(lái)對(duì)范本的前因后果進(jìn)行了梳理、領(lǐng)悟和思考，獲得一系列新認(rèn)識(shí)。認(rèn)識(shí)的根據(jù)是《合同法》，而來(lái)自二灘水電站工程的、按第四版菲迪克合同條件所進(jìn)行的十年合同管理經(jīng)驗(yàn)提供了諸多幫助；認(rèn)為當(dāng)事人條款約定有欠平等、公平、誠(chéng)信，監(jiān)理人條款約定偏向發(fā)包人，所以提出對(duì)施工合同范本的更新。更新的第一個(gè)含義是通過(guò)對(duì)書面合同的整體解釋，推定某些約定應(yīng)屬無(wú)效；更新的第二個(gè)含義是修改哪些約定，提出了平等、公平、誠(chéng)信的主要通用合同條款，對(duì)此稱之為展望的管理模式。此外，對(duì)區(qū)別工程風(fēng)險(xiǎn)與不可抗力、風(fēng)險(xiǎn)事故責(zé)任與事故責(zé)任，對(duì)指向發(fā)包人標(biāo)的的變更的分類，按雙方違約求解同期延誤等類合同問(wèn)題，對(duì)監(jiān)理人的法律定位以及與當(dāng)事人的法律關(guān)系等進(jìn)行了求證或論述。

該書的直接對(duì)象是監(jiān)理人、發(fā)包人、承包人；可供合同范本、監(jiān)理規(guī)范和監(jiān)理教材編寫人員，大、中院校相關(guān)師生、教學(xué)研究人員參考。因?yàn)椤逗贤ā放c國(guó)際接軌，所以對(duì)涉外合同管理人員、工程技術(shù)人員也有一定的參考價(jià)值。

該書為大16開本，2015 年5月由西南交通大學(xué)出版社出版，書號(hào)為ISBN 978-7-5643-3882-4，字?jǐn)?shù)為555千字，每本書重近1公斤，每?jī)?cè)定價(jià)88元，郵購(gòu)需每?jī)?cè)另加13元。

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收稿日期:2015-07-10

文章編號(hào):1001-2184(2015)04-0009-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV7;TV53+81；TV53+6；TV543

作者簡(jiǎn)介: