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                碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術探討

                發布時間:2021-01-09 12:13人氣:
                摘    要:
                馱英水庫采用瀝青混凝土作為大壩防滲心墻堆石壩,瀝青混凝土心墻作為土壩和堆石壩的防滲系統在壩工上得到廣泛運用,具有良好的適應變形能力、抗沖蝕能力強、抗震性能好、耐老化。因此,瀝青混凝土心墻壩的安全性很高,是一種優越的壩型。本文介紹了碾壓式瀝青混凝土防滲心墻的施工準備,施工工藝及施工質量控制措施。
                 
                關鍵詞:
                碾壓式瀝青混凝土心墻; 施工; 質量控制; 馱英水庫;
                 
                 
                1 概述
                馱英水庫攔河壩為碾壓式瀝青混凝土心墻堆石壩,壩高72.2 m,瀝青混凝土心墻是大壩防滲結構,心墻中心線位于壩軸線上游3.0 m,心墻墻頂厚0.5 m,向下逐漸加厚,心墻上、下游坡度為1∶0.0 037,放大腳以上最大厚度為1 m心墻底部為2 m高的放大腳,放大腳上、下游坡度按1∶0.5放腳至基座頂面,底部寬度為3 m。同時,心墻上游設3~2.5 m、下游設4~3.5 m厚的過渡層,作為瀝青混凝土心墻的持力層和保護層。
                 
                2 施工準備
                2.1 瀝青混合料拌和站
                根據瀝青混凝土鋪筑高峰強度的要求選擇拌和站,確保拌和能力充分滿足要求。馱英水庫瀝青混合料拌和站提前6個多月建設完成,結合配合比從軟件、硬件充分進行了優化、完善,為后續混合料順利拌制創造了條件。
                 
                2.2 瀝青混凝土施工配合比確定
                根據設計文件指標進行室內配合比試驗,確定最佳施工配合比。室內復合配合比并優選確定施工配合比在熱料倉抽取具有代表性的熱料進行級配篩分試驗,然后根據設計推薦的標準級配和各級熱料的實際級配進行生產級配曲線擬合,控制關鍵篩孔通過率滿足設計要求;根據類似工程經驗分別選取3個油石比6.4%、6.7%、7.0%進行室內密度及馬歇爾試驗,經過對試驗曲線的分析最終確定最優油石比為6.6%(見表1)。
                 
                表1 瀝青混凝土生產配合比     下載原表
                 
                表1 瀝青混凝土生產配合比
                2.3 場外攤鋪試驗
                場外攤鋪試驗是對瀝青混凝土心墻施工全過程試運行,并確定:(1)混凝土基座面處理標準;(2)稀釋瀝青和瀝青砂漿配比及其施工工藝;(3)瀝青混凝土施工配合比;(4)施工參數(攤鋪厚度、碾壓方法及碾壓遍數、各階段的控制溫度等)。
                 
                2.4 原材料
                馱英水庫瀝青混凝土所用骨料需從80 km以外料場購買,加之道路崎嶇,狹窄,為滿足施工強度要求,在瀝青混凝土施工前,經監理、業主審批同意補償二次倒運費用,將所需的原材料的2/3堆存到施工現場,保證了瀝青混凝土施工順利實施。
                 
                2.5 運輸設備、碾壓設備
                馱英水庫氣象條件為多雨、潮濕,故在運輸設備上安裝了帆布篷,同時聯網安裝了溫度測量儀,在手機端相關人員可以實時掌握瀝青混合料溫度。碾壓設備重點保證瀝青混合料碾壓設備,馱英水庫購置了2.7 t寶馬振動碾,振幅、頻率很穩定,保證碾壓質量。
                 
                2.6 人員準備
                現場施工人員素質及質量意識是瀝青混凝土心墻質量的關鍵。在施工前,我們先后組織召開了7次專題會,從瀝青混凝土施工的每一個環節進行培訓,讓相關人員全面掌握施工技術要求。
                 
                3 施工質量控制措施與檢測
                3.1 鋪筑前準備及相關質量控制
                (1)瀝青混合料拌和站。拌和機完成調試及試運行;在確保設備正常的情況下,要求在生產前2~3d點火,啟用瀝青罐;接料車車廂用拖把提前刷油。
                 
                (2)瀝青混凝土心墻現場準備。(1)基座混凝土鑿毛驗收(鑿毛面必須干凈,絕對干燥,銅止水驗收合格),提前準備好冷底子油所用汽油45 kg,瀝青15 kg,瀝青砂漿所用瀝青720 kg,礦粉1440 kg,砂子1440 kg;噴冷底子油12 h后涂刷瀝青砂漿;(2)設備準備:測量設備、噴霧器、稱量儀器、夯實設備、鐵锨、加熱瀝青鍋等(夯實設備、鐵锨、加熱瀝青鍋保持絕對干凈)。
                 
                3.2 瀝青混合料生產及質量控制
                每班每2 h檢測一次,瀝青的溫度控制在150~160℃,骨料加熱溫度160~180℃、出機口溫度150~175℃、每班檢測礦料級配試驗(抽提法)至少1次是否滿足施工配合比要求、每班檢測理論最大密度,用于計算孔隙率。
                 
                3.3 瀝青混凝土心墻攤鋪及質量控制
                驗收通過及施工準備就緒后,現場配制冷底子油(瀝青∶汽油=3∶7),瀝青加熱至液態,溫度不宜超過150℃,稱量好后,將瀝青加入汽油中攪拌均勻,然后用噴霧器按用量0.15~0.2 kg/㎡均勻噴灑在鑿毛面上,待干涸后(不粘手,約12個小時),攤鋪1~2 cm厚瀝青砂漿(瀝青∶填料∶砂子=1∶2∶2);填料和砂子稱量好后,倒入已準備的鐵鍋內,鐵鍋提前加熱,同時加熱瀝青,瀝青和填料砂子均加熱到140℃左右后混合攪拌均勻,使瀝青砂漿溫度保持在130~150℃,最后均勻涂刷到冷底子油面上,涂刷1~2 cm。待瀝青砂漿溫度降至70~90℃時,人工鋪筑第一層瀝青混合料,第一層瀝青混合料用人工攤鋪,不使用模板,不鋪筑過渡料,只填充鑿毛面30cm高的凹槽內,第一層人工攤鋪全部使用振動夯夯實(每平方米均勻振動40 s,振碾溫度為140~160℃)。拌和站拌和時先將熱骨料和礦粉干拌15s,再加入熱瀝青拌和45 s,如果氣溫變化出現花白料須加長拌和時間,出機口溫度150~175℃。
                 
                第二層心墻繼續使用人工攤鋪,首先立模板并鋪填1區過渡料(鋪料30 cm),再進行瀝青混合料的人工鋪筑(鋪料30 cm),然后鋪筑2區過渡料,瀝青混合料及過渡料分別用2.7、3.0 t專用振動碾碾壓至設計要求標準。瀝青混合料初碾溫度控制在140~160℃,終碾不低于120℃。直至放大腳人工鋪筑并夯實結束。
                 
                3.4 瀝青混凝土心墻碾壓及質量控制
                機械攤鋪,按照碾壓試驗工藝進行鋪筑,攤鋪機行進速度為1~3 km/h,瀝青混合料使用裝載機上料,過渡料用挖掘機上料(瀝青混合料和過渡料上料機械不能混用),鋪筑2區過渡料,采用挖機鋪筑,人工配合整平。瀝青混合料初碾溫度控制在140~160℃,終碾溫度不低于120℃。
                 
                3.5 質量要求
                (1)原材料及中間產品符合設計及規范要求。
                 
                (2)基座結合面處理:結合面干凈、干燥、平整、粗糙、無浮皮、浮渣、無積水。
                 
                (3)面層清理:面層干凈、平整,無雜物,無水珠,返油均勻,層面下1 cm處溫度不低于70℃,且個點溫差不大于20℃(每10 m2量測1個點,每層不少于10個點)。
                 
                (4)碾壓參數符合碾壓試驗確定的參數值。
                 
                3.6 瀝青混凝土心墻質量控制及檢驗
                檢測碾壓溫度(瀝青混凝土心墻初碾壓溫度控制在140~160℃之間,終碾溫度不低于120℃);碾壓完成后瀝青混凝土密度(無損檢測,每150~250㎡檢測一個點,接縫部位每30~50 m檢測一個點,對局部可疑部位可增加測點,設計要求密度不小于2.4 g/m3,孔隙率不大于3%);下一層攤鋪前檢測上一層層面溫度。
                 
                心墻每升高2~4 m,鉆取芯樣一組(3個芯樣),進行密度、孔隙率、瀝青含量和礦料級配驗證性試驗并檢查層間結合情況;心墻每升高10~12 m,鉆取芯樣一組(6個芯樣),依據設計要求進行密度、孔隙率、瀝青含量和礦料級配驗證性試驗、檢查層間結合情況、水穩定及小梁彎曲性能檢測,芯樣長度宜為30~40 cm。
                 
                馱英水庫樞紐瀝青混凝土心墻檢測結果見表2。
                 
                表2 瀝青混凝土性能檢測結果     下載原表
                 
                表2 瀝青混凝土性能檢測結果
                4 結語
                通過充分的施工準備,尤其是瀝青混凝土配合比設計及場外攤鋪試驗、拌和站建設、瀝青混凝土粗細骨料提前備存、施工人員培訓及質量意識等的充分準備,在受到多雨的氣候條件限制、同時受心墻每升高4 m必須進行鉆取芯樣的限制以及年初新冠疫情影響等因素,基本達到每月升程12 m的施工進度。馱英水庫樞紐瀝青混凝土心墻壩壩高72.2m,時跨春節,6個月完成施工任務,瀝青混凝土各項指標檢測合格,滿足設計要求。

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