大石門水庫(kù)心墻瀝青混凝土及過渡料試驗(yàn)分析

陳潔宇

（水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,新疆 昌吉 831100）

1 工程概況

新疆車爾臣河大石門水利樞紐工程位于巴州且末縣境內(nèi)的車爾臣河干流上，距烏魯木齊約1200 km，交通便利。水庫(kù)總庫(kù)容1.27 億m3，正常蓄水位2300.0 m，電站裝機(jī)容量60 MW。工程主要由大壩、泄水建筑物、發(fā)電引水系統(tǒng)和地面廠房等主要建筑物組成。工程任務(wù)為防洪、發(fā)電和灌溉等綜合利用，工程施工總工期為48個(gè)月。

擋水大壩采用瀝青混凝土心墻壩，壩頂高程2304.5 m，最大壩高128.8 m，壩頂寬度12 m，壩長(zhǎng)205 m。壩體填筑材料依次分為：上下游砂礫料填筑區(qū)、心墻上下游過渡料填筑區(qū)、瀝青混凝土心墻、利用料填筑區(qū)、貼坡排水、下游混凝土網(wǎng)格梁干砌石護(hù)坡。其中大壩填筑料主要工程量為：砂礫料填筑量約312.8 萬(wàn)m3，過渡料約16.1 萬(wàn)m3，瀝青混凝土約1.4 萬(wàn)m3，可利用料約18.5 萬(wàn)m3，堆石排水料1.3 萬(wàn)m3。

為了有效指導(dǎo)施工，保證大壩心墻瀝青混凝土及過渡料施工質(zhì)量，對(duì)大壩心墻瀝青混凝土及過渡料質(zhì)量指標(biāo)、技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)原材料及配合比進(jìn)行檢測(cè)分析研究[1～2]，將得到的實(shí)驗(yàn)成果用于指導(dǎo)大壩施工，保證大壩按質(zhì)按量的設(shè)計(jì)施工。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)及原材料檢測(cè)結(jié)果

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)

大壩施工中瀝青混凝土心墻料及過渡料是關(guān)系大壩結(jié)構(gòu)安全和滲流穩(wěn)定最重要的控制指標(biāo)[3～4]，其原材料必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，大壩過渡料和瀝青混凝土質(zhì)量指標(biāo)及技術(shù)參數(shù)見表1、表2。

表1 過渡料質(zhì)量指標(biāo)及技術(shù)參數(shù)

表2 瀝青混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)要求

表3 瀝青混凝土用粗骨料檢測(cè)結(jié)果

2.2 原材料檢測(cè)

瀝青混凝土原材料檢測(cè)試驗(yàn)主要針對(duì)粗、細(xì)骨料的檢測(cè)、瀝青混凝土用填料的檢測(cè)以及瀝青特性的檢測(cè)，粗細(xì)骨料的檢測(cè)試驗(yàn)有集料篩分試驗(yàn)，包括干篩法、水洗法、篩洗法和網(wǎng)籃法等粗細(xì)骨料檢測(cè)試驗(yàn)，其技術(shù)及檢測(cè)方法按照《土工試驗(yàn)規(guī)程》（SL 237-1999）和《瀝青混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T 5362-2006）進(jìn)行，瀝青混凝土用填料、瀝青試驗(yàn)主要有瀝青密度與相對(duì)密度試驗(yàn)、瀝青針入度試驗(yàn)、瀝青延度試驗(yàn)、瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)和瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)，其主要實(shí)驗(yàn)步驟、方法及過程按照《公路瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE 20-2011）實(shí)施。

（1）瀝青混凝土用粗骨料檢測(cè)結(jié)果見表3。

（2）瀝青混凝土用細(xì)骨料檢測(cè)結(jié)果見表4。

表4 瀝青混凝土用細(xì)骨料檢測(cè)結(jié)果

表5 瀝青混凝土用填料檢測(cè)結(jié)果

表6 瀝青混凝土用90號(hào)瀝青檢測(cè)結(jié)果

（3）瀝青混凝土用填料檢測(cè)結(jié)果見表5。

（4）瀝青混凝土用90號(hào)瀝青檢測(cè)結(jié)果見表6。

（5）大壩填筑過渡料檢測(cè)結(jié)果見表7。

表7 過渡料檢測(cè)結(jié)果

綜上，瀝青混凝土原材料和過渡料檢測(cè)試件密度、孔隙率、穩(wěn)定度、流值、水穩(wěn)定系數(shù)、滲透系數(shù)、油石比、礦料級(jí)配均符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求。

3 配合比試驗(yàn)

3.1 瀝青混凝土配合比試驗(yàn)

選取《大石門水庫(kù)瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)及靜動(dòng)力試驗(yàn)研究報(bào)告》[5]推薦的4 #瀝青混凝土配合比和《新疆車爾臣河大石門水利樞紐工程大壩瀝青混凝土配合比試驗(yàn)報(bào)告》[6]推薦的8 #瀝青混凝土配合比，4 #瀝青混凝土配合比級(jí)配曲線見圖1。

圖1 大石門水庫(kù)瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)及靜動(dòng)力試驗(yàn)4#瀝青混凝土配合比級(jí)配曲線

試驗(yàn)室依據(jù)規(guī)范檢測(cè)頻次，從拌和樓出機(jī)口取熱料樣，檢查瀝青混合料的瀝青含量和礦料級(jí)配，并進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)級(jí)配偏差較大時(shí)，還要對(duì)拌和樓熱料倉(cāng)中的骨料級(jí)配進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)配料單進(jìn)行必要的調(diào)整，施工過程中控制標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)礦料級(jí)配曲線在誤差范圍內(nèi)。

拌和站加熱骨料室內(nèi)擬合礦料曲線，確定瀝青混凝土生產(chǎn)配合比，并簽發(fā)瀝青混凝土配料單。

3.2 過渡料室內(nèi)最小、最大干密度試驗(yàn)。

過渡料最小、最大干密度試驗(yàn)采用室內(nèi)振動(dòng)臺(tái)法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)密度桶為直徑51.5 cm、高50.0 cm、壁厚0.5 cm的鋼桶。首先將砂礫料經(jīng)人工分級(jí)篩分后，按照設(shè)計(jì)包線級(jí)配進(jìn)行摻配。其次人工松填裝入試驗(yàn)桶內(nèi)，分別測(cè)得各設(shè)計(jì)包線級(jí)配料最小干密度。最后在試驗(yàn)桶上放加重蓋板和加重物，其總壓力為14 kPa，振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)大于8 min后，計(jì)算壓實(shí)后試樣體積，測(cè)得各設(shè)計(jì)級(jí)配包線最大干密度。過渡料礫石含量、施工填筑干密度所對(duì)應(yīng)的相對(duì)密度控制標(biāo)準(zhǔn)見表8。

表8 過渡料礫石含量、施工填筑干密度所對(duì)應(yīng)的相對(duì)密度控制標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)結(jié)果表明，礫石含量在67.5%是施工填筑的干密度最大，當(dāng)其含量小于65%或者大于70%，其干密度都會(huì)變小，應(yīng)此施工中控制好礫石含量，從而保證施工質(zhì)量。

4 結(jié)論及建議

本文根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，通過對(duì)大壩心墻瀝青混凝土料原材料和過渡料的檢測(cè)試驗(yàn)分析，得到合格的原材料后，再進(jìn)行瀝青混凝土原材料配合比試驗(yàn)進(jìn)行級(jí)配曲線分析，確定瀝青混凝土生產(chǎn)配合比，從而用于大壩心墻施工，過渡料應(yīng)進(jìn)行最小、最大干密度試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行大壩回填施工。新疆車爾臣河大石門水利樞紐工程為大型水庫(kù)工程，對(duì)瀝青混凝土心墻、過渡料的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，在進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)后，還應(yīng)該進(jìn)一步做現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)分析，并進(jìn)行施工質(zhì)量控制，試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行大壩施工，大石門水庫(kù)還未施工，具體試驗(yàn)分析應(yīng)結(jié)合實(shí)際施工具體分析。