□魯浦吐拉?木提里浦(新疆水利水電勘探設(shè)計院)
水庫碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)
□魯浦吐拉?木提里浦(新疆水利水電勘探設(shè)計院)
近年來,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國水利工程建設(shè)項目日益增多,施工技術(shù)水平不斷提高,碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)在水庫建設(shè)當中得到較為廣泛的應(yīng)用。但是,目前我國在水庫工程施工中采用的碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩施工技術(shù)還存在一些不足,主要體現(xiàn)在施工機械設(shè)備、施工環(huán)境下施工質(zhì)量的管控等方面,文章結(jié)合實際案例,對工程施工中此項施工技術(shù)存在的問題以及解決措施展開論述,期望文章研究對同類工程施工可以發(fā)揮一定的參考價值。
心墻土石壩施工;瀝青混凝土;施工現(xiàn)狀
瀝青混凝土心墻的施工是當前較為新型的施工技術(shù),具有抗?jié)B能力強、可塑性強的特點,而且結(jié)構(gòu)簡單,施工速度快。在當前大壩等工程中廣泛使用,且運行良好。
四道白楊溝水庫為碾壓式瀝青混凝土心墻,最大壩高70.20 m;壩長215 m。壩頂高程1 963.18 m,防浪墻頂高程高出壩頂1.20 m。大壩上游壩坡和下游壩坡分別取1:2.25和1:1.80。工程初期擬在左壩肩布置岸邊側(cè)槽溢洪洞,側(cè)堰采用開敞式,溢洪洞采用城門洞型式,溢洪洞由側(cè)槽段、調(diào)整段、泄洪洞段、消能段、尾水渠組成。溢流堰采用實用堰形式。溢洪洞全長380 m,其中洞身段全長265 m,溢洪洞底坡i=1/4.50。出口消能段采用挑流消能方式。
大壩壩型為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩,大壩全長215 m,壩頂高程1 963.18 m,最大壩高70.20 m,壩頂寬8 m,路沿石寬度20 cm,路沿石上設(shè)置1.00 m高不銹鋼欄桿。防浪墻頂高程1 964.38 m,防浪墻高出壩頂1.20 m。
壩坡:碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩的上游壩坡為1:2.25,上游壩坡采用25 cm厚的C25F200W8混凝土板護坡,下游壩坡為1:1.80,在下游壩坡上設(shè)有“之”字型上壩道路,路寬6.00 m,縱坡為0.08,下游設(shè)8 cm厚混凝土護坡。導(dǎo)流圍堰位于大壩上游壩腳,圍堰頂高程1 913.50 m,圍堰項寬8 m,圍堰上壩坡為1:2.25,下游壩坡均為1:1.80,迎水面結(jié)構(gòu)分別為0.25 cm厚C25F300W8混凝土防浪護坡。圍堰也采用砂礫石填筑,采用與大壩同等的填筑標準,圍堰最終將作為壩體的一部分,全部包含在壩體內(nèi)。
由于施工中使用到的機械已經(jīng)接近成熟,多用在自動化瀝青攪拌系統(tǒng)以及瀝青混凝土攤鋪的施工方面,因此我國在實行碾壓式瀝青混凝土心墻施工中大量使用到該技術(shù)。如本工程中上、下游IV區(qū)料(砂礫料)采用進占法進行卸料,對尚未碾壓的填筑面進行推平整理,這樣可以提高碾壓的質(zhì)量,同時,這種方法也可以使細顆粒與大顆粒石料間的嵌填作用充分發(fā)揮出來,有利于提高密度,確保填筑質(zhì)量。上、下游V區(qū)(過渡料)采用后退法卸料,這種卸料方式可減少填筑料的分離,對防滲、減少滲流量有利。根據(jù)招標文件技術(shù)要求,結(jié)合以往施工經(jīng)驗,每層鋪料厚度比壓實厚度多填2~10 cm,經(jīng)碾壓后達到技術(shù)要求層厚。當前使用到的中小型瀝青混凝土心墻施工中的專用技術(shù)一般采用的設(shè)備是專用的瀝青混凝土攪拌和攤鋪設(shè)備,這種設(shè)備的造價較為昂貴,一次有一些中小型的瀝青混凝土心墻工程,是接受不了這樣高昂費用的。
在特殊的環(huán)境下進行施工,瀝青混凝土的心墻施工是受到一定限制的,因此可能會延誤一定的工期。例如:在雨天,地溫和夜間進行施工,會導(dǎo)致現(xiàn)場的環(huán)境造成的施工質(zhì)量出現(xiàn)問題。例如:為適應(yīng)季節(jié)性的溫度給瀝青混凝土配比帶來的困擾,采用了試驗?zāi)M的方法進行了現(xiàn)場的攤鋪實驗。這種方法模擬極端條件下施工設(shè)備的運行,現(xiàn)場的運輸、攤鋪等施工工藝,最終得到的結(jié)果是進行混凝土施工的重要參考依據(jù)。
施工中由于對混凝土的質(zhì)量控制和檢測方法缺少統(tǒng)一的標準進行研究,因此,需要采用適當?shù)姆椒ǎ瑢ν潦瘔蔚臑r青混凝土心墻進行施工控制。雖然我國在這方面的經(jīng)驗已經(jīng)十分豐富,但是依然需要對原材料進行嚴格檢驗,例如:施工中瀝青混合料的拌合質(zhì)量,攤鋪過程中的溫度等技術(shù)要點等,這是一個全程監(jiān)控的技術(shù)問題。
做好施工前的準備工作至關(guān)重要,不僅可以保證施工順利進行,還可以提高施工的質(zhì)量,因此需要提高對此階段的重視程度。針對壩基面軟弱夾層這樣的缺陷,需要按照設(shè)計要求進行針對性的處理,提高地基的牢固程度;對于大壩填筑范圍內(nèi)的勘探洞及地質(zhì)鉆探孔也需要按照實際要求進行夯實和平整。將上述問題全部妥善解決并檢查合格之后,還需要請設(shè)計單位和監(jiān)理單位進行質(zhì)量驗收,只有在驗收合格的情況下才能開始填筑。主要設(shè)備包括運輸設(shè)備、挖裝設(shè)備、平整設(shè)備、碾壓設(shè)備。碾壓進度是控制施工進度的重要因素之一,而壓實效果的好壞,直接影響施工質(zhì)量。因此,選擇合適的碾壓設(shè)備至關(guān)重要,根據(jù)以往施工經(jīng)驗,一般選擇大噸位、大激振力振動碾。
3.2.1 水平碾壓
碾壓方法:振動碾行走方向要與壩軸線平行,振動碾行走速度為一檔,速度大約控制在1.50~2.00 km/h之間。主要采用錯距法(碾輪寬/碾壓遍數(shù))進行碾壓,即從一側(cè)到另一側(cè)一次碾壓完成。碾壓遍數(shù)和錯距寬度通過碾壓試驗最終確定。特殊區(qū)域的碾壓采用小型振動平碾碾壓,靠近趾板周邊縫1 m范圍,為保護趾板混凝土,采用振動夯板夯實。
3.2.2 大壩過渡料區(qū)(V區(qū))的填筑
V區(qū)過渡料位于心墻與砂石料之間,對墊層料起反濾作用。過渡料主要從四道溝溝口混凝土骨料場開采。V區(qū)過渡料的挖、裝、運、卸料及平料方法與墊層料施工基本相同。過渡料水平寬度3.00 m,鋪料層厚30 cm,采用2.50~3.50 t雙輪振動碾碾壓,碾壓參數(shù)經(jīng)試驗確定并報監(jiān)理人批準實施。
壩體填筑順水流向高差,不允許超過40 m;順壩軸線方向一般不允許存在臨時高差(發(fā)包人和監(jiān)理批準側(cè)外)。擬在分期填筑時,高差控制在35 m左右,并按1∶2.00邊坡施工,且先填塊按每上升一層預(yù)留臺階,臺階寬度≥0.40倍層厚,填筑時段內(nèi)壩后臨時公路布設(shè)平臺面寬度12 m。
大壩的填筑質(zhì)量很大程度上取決于料源的質(zhì)量,并且大壩的施工進度也受料源質(zhì)量的影響,因此一定要加強對料源質(zhì)量的控制,保證其質(zhì)量符合施工的要求。對料源進行質(zhì)量控制的目標就是保證合格的物料進入施工場地,而不合格的物料不能離開料場。壩料開采前,首先對開挖區(qū)的植被、覆蓋層等無用料層先行剝離處理。壩料開采,對于1號溝口壩殼料場部分開采時選出超徑料,對于爆破料,采用大中孔徑的鉆機鉆孔,全耦合裝藥結(jié)構(gòu),深孔梯段微差擠壓爆破技術(shù)施工。隨機選擇,進行顆粒分析,優(yōu)化爆破參數(shù),使爆破料滿足設(shè)計級配要求,其控制技術(shù)措施詳見土石方開挖有關(guān)章節(jié)說明。另外,為了進一步保證物料的質(zhì)量,還需要在料場設(shè)置質(zhì)量控制點,并派遣專業(yè)的質(zhì)檢人員對運出場地的物料進行檢查,只有在保證合格的情況下才能放行,以免不合格的物料進入施工當中。為了防止出現(xiàn)錯誤,還需要在料場上設(shè)填筑料種類的標記牌,并在運輸車輛做好標。
對于不合格物料的運輸車輛,堅決禁止上壩,合格物料的運輸車也需要在車頭外面懸掛物料類別的標記牌或旗幟,以免弄混。進入填筑區(qū)之后,需要使用清水對運輸車輛的輪胎進行清洗,以防止輪胎夾帶泥塊。不同的物料需要采用不同的方法進行卸載,對于砂礫石料而言,需要采用端進法卸料,禁止運輸人員直接將石料放置在已經(jīng)碾壓的平臺之上。對于過渡料而言,需要采用后退法卸料方法,這種方法可以減少物料分離的發(fā)生。需要根據(jù)鋪料層的厚度來確定料堆之間的距離,這樣可以保證料堆放置合理,避免增加不必要的工作量,運輸車輛在卸料倒車的過程中一定要有專人指揮,這樣可以保證物料放置的位置合理。
各料區(qū)的層厚需要根據(jù)設(shè)計方案的要求以及現(xiàn)場碾壓試驗結(jié)果來確定,鋪料填筑要保證表面的平整,防止由于物料分離嚴重而形成比較大的空隙。另外,為了防止鋪料厚薄不一,需要根據(jù)各料區(qū)的層厚設(shè)置移動式標桿,標桿放置的位置是距填筑面前沿4~6 m距離處,并且還需要在推土機上裝激光控制裝置,以控制填料層厚度與平整度。
為了保證填筑料灑水數(shù)量,擬采用上壩路定點加水和壩面補充灑水及料場開挖堆石噴水的綜合灑水方式。
為了保證施工質(zhì)量,采用試驗檢驗數(shù)據(jù)、取樣監(jiān)測等方法,對質(zhì)量進行全面的檢測。經(jīng)過對土樣的負荷,得到的結(jié)論是施工中瀝青混合比、質(zhì)量控制水平較高,能夠交付使用。
混凝土心墻壩的施工,運用的施工工藝相對較為特殊,施工技術(shù)的要求也較高,因此施工中要保證優(yōu)良的施工質(zhì)量,需要解決的難點和重點很多,文章提及案例工程中積累的寶貴經(jīng)驗,為日后同類工程施工提供了經(jīng)驗和資料,具有一定的借鑒意義。
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編輯:劉青
TV641.41
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:1673-8853(2017)08-0037-02
2017-6-4