论某水利工程碾压式沥青混凝土防渗心墙施工研究.docx

论某水利工程碾压式沥青混凝土防渗心墙施工研究 摘要:本文介绍了某水利枢纽工程主坝沥青混凝土心墙的现场施工方法,对于中小型工程沥青混凝土防渗墙施工具有一定的参考价值。 关健词： 水利工程、施工工艺、质量控制 1工程概况 某水利枢纽工程拦河主坝为沥青混凝土心墙堆石坝，在坝体中部偏上游侧设置沥青混凝土心墙一道，沥青混凝土心墙顶高程为EL729.40，底部高程为EL682.25，心墙最大高度为47.15m。心墙EL685.0EL704.0宽度0.80m，EL704.0以上通过陡变减宽至0.50m。 心墙顶部与钢筋混凝土防浪墙相接，心墙EL685.0往下由宽度0.8m渐变拓宽至1.5m形成基座，与基础混凝土地梁弧面相连。心墙两侧各铺设2.5m宽的砂石过渡层。本工程沥青混凝土总量为18340m3。 2沥青混凝土防渗心墙施工 该水利枢纽主坝心墙是一种密实级配的沥青混凝土防渗墙，采用碾压法施工。 2.1沥青混合料生产 2.1.1拌和设备选型 目前对于水工沥青混凝土一般是根据工程的规模借鉴公路沥青混凝土生产设备。本工程采用LJQ40型移动强制式拌和设备，煤油两用型，配套总功率151.7kw，铭牌生产能力为40t/h。此拌和设备的生产能力是以生产道路沥青混凝土计算得出，用以生产水工沥青混凝土时，其实际生产能力降低，设备实际生产水工沥青混合料的能力在30t/h左右。在采用该种设备时，我们对其称量系统进行了改造，使其满足水工沥青混凝土更严格的配比要求。 2.1.2沥青的储存与加热 本工程采用水工B90沥青，工地布置有一个500t的沥青储罐，沥青以油罐车运至工地抽排至储罐中备用。 2.1.3矿料的储存 本工程采用的骨料为白云岩轧制而成，按四级配生产，即2010mm、105mm、52.5mm、2.5mm以下四种粒径料。填料(0.074mm以下矿料)原料取自石灰岩，经球磨机加工。 1、拌和系统旁设置有四个独立单元的储仓以储存粗细骨料，储存量按正常生产条件下7天用量确定。储仓采用水泥地面以防泥土混入，仓顶加盖防雨棚，以免雨水侵入。 2、填料为袋装，于拌和系统旁设置1000t仓库一个，地面采用木地板隔空20cm以防矿粉受潮。 2.2沥青混凝土心墙铺筑施工 本工程沥青混凝土铺筑分为机械及人工摊铺两种施工方法。机械摊铺主要适应于沥青混凝土心墙垂直方向水平宽度小于0.8m(685.0以上)的部位。人工摊铺法主要用在沥青混凝土心墙垂直及水平方向放宽度大于0.8m的放大脚位置、横向接头处，以及摊铺机停修期。 2.2.1沥青混凝土铺筑工艺 1、沥青混凝土机械化铺筑 本工程机械化摊铺设备采用的是西安理工大学研制的XL30型牵引式摊铺机，可对混合料进行预压，其摊铺厚度经预压后在20cm上下。其主要摊铺程序为： （1）施工前按要求对结合层面进行认真处理，保持层面清洁无污物、无积水； （2）测量放样，定出心墙中心线，并用通长金属丝标志； （3）摊铺沥青混合料及过渡料。 （4）按试验参数碾压过渡料及沥青混合料。 （5）质量检测。 沥青混凝土心墙机械化摊铺工艺流程见图1。 2、沥青混凝土人工铺筑 沥青混凝土人工铺筑施工工艺流程，与机械化铺筑基本相同，只是机械化铺筑采用的是机器自带的滑动模板，而人工铺筑需要增加模板支撑、校验及拆除等工序，其施工工艺流程如图2。 2.2.2沥青混凝土铺筑施工方法 1、结合面处理 结合面处理包括沥青混凝土与水泥混凝土的接触面以及沥青混凝土分层碾压上升中的层间处理。 （1）沥青混凝土与水泥混凝土接触面处理 沥青心墙底座落在水泥混凝土底梁上、两侧与岸坡基座及连接坝混凝土连接，为保证与沥青混凝土心墙间的连接质量，需对水泥混凝土接触面进行处理。处理方法为： 浇筑水泥混凝土时，其表面采用糙面抹子收浆并拉毛，在水泥混凝土终凝后采用钢丝刷刷洗其表面，将表面的浮浆、乳皮、废渣及粘着物全部清除。沥青混凝土铺筑前，进行再一次清理，并用清水洗净、晾干表面，高压风吹净残渣，最终苫布履盖。 对于岸坡基座接触表面及底梁刷毛遗漏区段，则采用人工钢钎或斧子凿毛，凿毛时应注意，只要将混凝土表面的浮浆、乳皮、废渣及粘着物清除，而不是将混凝土表面全部打掉一层，如果将混凝土表面打出很多小深坑或将河卵石全部露出，反而会影响沥青混凝土与水泥混凝土的粘结强度。 在水泥混凝土基础面清理工序完成并满足要求后，在沥青混凝土正常摊铺前，需按下述方法对水泥混凝土表面做沥青玛蹄脂过渡层，以保证沥青混凝土与水泥混凝土间的良好结合： 在干燥的混凝土表层涂刷一层冷底子油。冷底子油按沥青:汽油=4:6配制，涂刷均匀，一般按0.20.33kg/m2控制。冷底子油配制要严格注意防火，配制前先把桶装沥青热熔后，待沥青温度降到70C以下，才能称量并与汽油调配稀释。 冷子油涂刷过后一般12h就干涸，在层面干燥的工况下，人工用刮板在冷底油面层涂刮12cm厚沥青玛蹄脂。沥青玛蹄脂按沥青:矿粉:细骨料=1:2:3配比，沥青加热到150170C，细骨料加热到160180C，细骨料中大于2.5mm的粗骨料不得超标。沥青玛蹄脂出料温度控制在160C，拌制好的沥青玛蹄脂通过人工快速运到施工现场，进行人工摊铺。 沥青混凝土与水泥混凝土接触面处理施工程序见图3。 （2）沥青混凝土上下层间结合面处理 施工过程要派专人随时检查已清理但尚没摊铺的仓面，发现异物及时清理。对污染过的仓面清理，一般采用高压风就可以吹净仓面上的水珠、杂物。但对于停工一段时间的仓面，无论是否覆盖苫布，仓面都会很脏，必须配以高压水冲洗，个别部位还要辅以人工钢丝刷刷洗，对于附着紧密的污物还要用喷灯烤软后铲除，特别要注意仓面试验检测后的污渍清理。 雨季施工中还应注意阵雨过后仓面的清理，要备足棉纱、喷灯，清理净仓面的水珠。机械摊铺时摊铺机需退后检查机器下面是否有积水，未碾压的沥青混合料如果淋雨必须铲除。 2、层面加热 沥青混合料摊铺前需要将下层沥青混凝土覆盖面加热，软化面层，使新铺筑层在碾压时能与下层层面咬合，以保证沥青混凝土层间结合良好。 （1）对于连续上升、层面干净，且已压实的沥青混凝土，表面温度大于70，沥青混凝土层面不作处理，连续上升。 （2）当下层沥青混凝土表面温度低于70，就需对其表面加热。对于人工摊铺区域，层面采用喷灯烘烤。人工加热时，手执喷灯来回烘烤，各部位均匀加热，喷灯切不可在一个部位点长时烘烤，以免沥青混凝土烤焦老化。同时层面加热要同沥青混合料的入仓时间相衔接，如果加热太早，加热过的沥青混凝土心墙表面温度会很快降下来，从而达不到技术要求。 （3）专用摊铺机摊铺时，控制其在正常的摊铺速度内（12m/min），开动红外线加热器，便能使覆盖层面均匀加热至满足技术要求。 3、模板工程 本工程人工摊铺段使用的模板，采用方便拆装的卡口式活动钢模板，每片模板宽25cm、长150cm。架设前于场外涂抹脱模剂，然后按照测量放样的基准线安装。定位后的钢模板距心墙中心线的偏差不大于5mm。 当模板内外侧分别摊铺完沥青混合料和过渡料之后，碾压前拆除模板支撑，轻轻拔出模板。 4、沥青混合料摊铺 （1）人工摊铺时，采用装载机从农用车上转料入仓，然后人工用铁铲摊平。卸料要均匀，以减少工人的劳动强度。摊平仓面时，不要用铁锹将沥青混合料抛撒，必须用锹端着倒入仓面，最好用铁耙子将沥青混合料摊平。人工摊铺段的过渡料摊铺则是在模板支立完成后，沥青混合料摊铺前进行，采用挖掘机摊铺，人工辅助整平。 （2）机械摊铺时,用装载机将沥青混合料卸入摊铺机混合料受料斗，预先堆存于心墙两侧的过渡料由人工装入过渡料受料斗。操作员驾驶摊铺机沿中心金属丝前进，边前进边摊铺沥青混合料和过渡料，摊铺速度为12m/min。对摊铺机两侧剩余宽度的过渡料由挖掘机跟随其后补铺。摊铺必须连续、均匀地进行，并随时注意摊铺机料斗中沥青混合料数量，以防“漏铺”和“薄铺”现象发生。 （3）沥青混合料摊铺过程中要随时检测沥青混合料的温度、感观质量，发现不合格的料必须及时清除。关于沥青混合料的入仓温度应在保证混合料碾压温度的同时，应尽量缩短沥青混合料入仓后的静置时间，但静置的最少时间也不应少于1530min，以利混合料的“排气”。一般情况下在130C至160C之间，盛夏宜低、冷天宜高，具体由现场试验定。 （4）无论是机械还是人工摊铺，摊铺层厚均控制为20cm （压实厚），其中人工摊铺的松铺厚度在23cm上下。为更好满足沥青混合料的压实度，人工摊铺时沥青混合料的松铺厚度可略高出两侧过渡料23cm。 5、沥青混合料碾压 （1）混合料碾压前，于摊铺平整的混合料表面满铺苫布一层，以防止污染，减少温度损失，同时使碾压时不粘碾，并便于与过渡料的骑缝碾压。 （2）混合料的碾压采用1.5t的振动碾，振动碾行走速度控制为2530m/min。碾压分为初步碾压、振动碾压和收光碾压三个步骤进行，初步碾压采用静碾的方式进行，收光碾压同样采用静碾的方式进行，碾压工序为： 机械摊铺时，静碾2遍+有振碾4遍+收光返油静碾1遍。人工摊铺时，静碾2遍+有振碾6遍+收光返油静碾1遍碾压温度初次碾压控制在140土10，二次碾压控制100130，收光碾不低于100。在机械设备碾压不到的边角和斜坡处，辅以手扶立式振动夯及平面振动器夯实，夯实的标准是至沥青表面“返油”为止。 （3）沥青混合料碾压时，振动碾不能只在一条“碾压带”上来回碾压数次，应采用错位碾压方式，即每次错位50%从左至右或从右至依次碾压。碾压时，振动碾不得突然刹车或横跨心墙行驶。 （4）为减少“陷碾”,首先要掌握好适宜的初碾温度，温度越高就越易“陷碾”。其次就是要注意混合料与过渡料的碾压顺序，即先碾压过渡料后碾压混合料。如果发生“陷碾”现象，应将“陷碾”部位的混合料全部清除，并回填新的混合料。 6、过渡料碾压 过渡料是沥青混凝土心墙的保护体，其施工质量的好坏直接影响到心墙的碾压质量和运行工况。过渡料是随心墙一道平起施工的，分层厚度同心墙。过渡料的碾压设备为2T振动碾，在沥青混合料摊铺好没碾压前进行。过渡料碾压时先留出靠心墙内侧1520cm的宽度不碾压，只碾压外侧过渡，待沥青混合料碾压成型为沥青混凝土心墙后再碾压或随心墙一道骑缝碾压。过渡料的碾压参数为：先静碾2遍、然后动碾5遍。 3沥青混凝土施工质量控制 我国SD220-87土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规范对沥青混凝土防渗墙质量检测项目及要求作了严格规定，对于某一具体工程，由于生产工艺不同，生产过程控制的关键点也不一致。本工程施工过程中加强了以下关键点的控制。 1、原材料质量控制 按规范要求对进场质量及施工过程中的原材料质量进行严格控制，一旦发现不合格材料必须坚决处理。 2、拌和质量控制 （1）拌和沥青混合料前，由试验室开出当天配料单，拌和厂工作人员严格按此配料单配料。 （2）开机前对拌和系统的配料精度、计时、测温仪器及其它装置进行校验，检查其运行工况。 （3）拌和机控制室内制定了严格的操作规程。工作人员严格按投料顺序和加热温度进行操作，一旦产生不合格料立即处理。 3、温度控制 温度控制贯穿于沥青混凝土施工过程的始终，从拌和、运输、摊铺碾压都随时检测混合料的温度。 （1）原材料加热温度控制：沥青为16010，骨料为18010，要严格控制两者的上限值。 （2）出机口温度控制：沥青混合料出机口温度为16010。温度太低，混合料运至摊铺现场后有可能低于初碾温度，不利压实；温度太高，沥青就容易老化，影响其理化性能。 （3）沥青混凝土碾压温度控制：经过现场摊铺试验得出的沥青混凝土初次碾压控制在140土10，二次碾压控制100130，收光碾不低于100，施工过程中不得随意变更。 4、运输质量控制 （1）运输设备均配备保温设施，防止运输过程中温度损失递度过大。 （2）沥青混合料应连续、均匀、快速及时地从拌和站送到铺筑地点，不得中途转运；在运输中不得出现骨料分离、分层等骨料分离现象。 （3）沥青混合料垂直入仓高度不得大于2m，下料速度应均匀，每卸一部分混合料后，应挪动一下装载机位置。 5、沥青混凝土碾压质量控制 沥青混凝土的摊铺碾压，除了温度方面控制入仓及碾压温度外，还需要控制沥青混合料的摊铺及碾压厚度、沥青混凝土的碾压程序及碾压遍数、过渡料的碾压及与混合料的碾压方式协调，轻易不得改变。 4结语 （1）该水利主坝沥青混凝土心墙从全部完成的单元质