李輝發(fā) 烏蘇市水利局
瀝青混凝土心墻,是利用瀝青混凝土材料制成土石壩防滲體,除了心墻外,還包括支承體、過渡帶、排水、護(hù)坡等結(jié)構(gòu)。瀝青混凝土心墻具有良好的適應(yīng)變形能力,目前建成的工程中,高度最大達(dá)到105m。以下結(jié)合吉爾格勒德水利樞紐工程,探討了瀝青混凝土心墻施工技術(shù)的應(yīng)用。
吉爾格勒德水利樞紐工程,位于烏蘇市境內(nèi),工程處于四棵樹河上游的中山區(qū)河段。該水庫的主要功能是灌溉、防洪,次要功能是發(fā)電、工業(yè)供水,有利于當(dāng)?shù)厮Y源合理利用和配置。水庫庫容量為6106萬m3,正常蓄水位為1503m,設(shè)計灌溉流量為30m3/s。其中,大壩最高處為101m,按2級建筑物設(shè)計,抗震設(shè)防烈度為8度。壩體最初設(shè)計時,分為瀝青混凝土心墻、混凝土面板堆石壩、粘土心墻壩三種,從地質(zhì)條件、建筑材料、施工技術(shù)、工程量、投資成本等方面進(jìn)行綜合比選,最終采用瀝青混凝土心墻施工方案。
水利樞紐中,瀝青標(biāo)號一般在60#-100#之間。在瀝青混凝土中,瀝青是膠凝材料,因此要嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān),入場時檢測針入度、軟化點、延度指標(biāo),確保滿足規(guī)范和設(shè)計要求。
在瀝青混凝土中,骨料占比80%以上,一般選用堿性骨料,能和瀝青表面物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),發(fā)揮出粘合作用,提高抗?jié)B能力,例如白云巖、石灰?guī)r等。骨料由巖石加工而成,要求堅硬、質(zhì)地穩(wěn)定,不含有害雜質(zhì)。本工程從博樂購買了堿性骨料,拉運至烏蘇市。
填料能提高瀝青混凝土的和易性,增強(qiáng)密實度指標(biāo),常用水泥、粉煤灰、石灰?guī)r粉等。骨料填充空隙,能粘合為一個整體,和瀝青混凝土形成膠結(jié)材料。
在瀝青混凝土中加入適量改性劑,可以改善技術(shù)性能,例如粘度增大、抗裂性能提高,常見如樹脂、橡膠。
本工程中,瀝青混凝土心墻壩的頂部高程為1507.4m,頂部寬度為10m,壩高最大為101m,長度為345m。在壩頂,采用瀝青路面,厚度為20cm;路面向下游方向傾斜,坡度為2%。在壩頂上游一側(cè),設(shè)置鋼筋混凝土防浪墻,頂部高程為1508.6m,高度為3.1m,墻頂比壩面高出1.2m。防滲體采用垂直式的瀝青混凝土心墻,距離壩軸線3m;過渡層在心墻兩側(cè),寬度均為4m,采用砂礫石制備。心墻的施工技術(shù)要點如下:
鑿毛混凝土,使用高壓風(fēng)機(jī)清理干凈,混凝土表面保持干燥。然后涂刷一層瀝青,12小時后再涂刷一層瀝青瑪蹄脂。瀝青瑪蹄脂用量少時,可以人工拌制;用量大時,則利用攪拌機(jī)拌制;拌制完成后及時涂刷,防止發(fā)生離析?;炷帘砻嬗兄顾~皮,要先清理干凈,再涂刷熱瀝青。以上工序完成,使用防雨布遮蓋。
心墻表面處理后,放出中心線和立模邊線,測量頂部高程,要求中心線的誤差在5mm以內(nèi),作為支設(shè)模板的控制依據(jù)。
模板材質(zhì)為鋼模,由厚度為5mm的鋼板加工而成。在每個模板上,設(shè)置2個提升環(huán),方便吊裝作業(yè)。模板支設(shè)時,要求緊密拼接在一起,進(jìn)行牢靠固定,確保尺寸和設(shè)計要求一致。支設(shè)完成后,復(fù)核模板高程和平面尺寸,其中和心墻中心線的距離,偏差要控制在1cm以內(nèi)。填筑過渡料時,為了避免材料會進(jìn)入心墻內(nèi),使用防雨布保護(hù)瀝青混凝土。
鋪筑過渡料時,每一層厚度控制在30cm,經(jīng)碾壓試驗確定。碾壓時使用2臺振動碾壓機(jī),距離鋼模20 cm的部分先不碾壓;當(dāng)鋼模拆除后,心墻和20cm的過渡料騎縫碾壓,以便形成一個整體。攤鋪瀝青混合料前,要清理心墻表面的泥土、積水,將表面溫度加熱到70℃。
瀝青混合料在拌合站內(nèi)制成,經(jīng)檢測性能達(dá)標(biāo)即可進(jìn)行攤鋪。心墻、過渡料、壩殼料一起施工,其中心墻和過渡段、相鄰壩殼料之間,填筑高差控制在80cm以內(nèi)?;旌狭线\輸至現(xiàn)場及時入模,由人工進(jìn)行整平,攤鋪厚度為30cm,誤差為1cm以內(nèi)。攤鋪完成后,及時拆除鋼模進(jìn)行碾壓,并且安放好防雨布,要求遮蓋寬度超過模板30cm。
瀝青混凝土進(jìn)入鋼模后,等待30分鐘即可進(jìn)行碾壓,先靜力碾壓,再振動碾壓,最后靜力碾壓;將運行速度控制在20-25m/min,不能突然剎車或隨意調(diào)頭。碾壓不到的部位,使用小型夯機(jī)或人工進(jìn)行壓實。碾壓心墻時,首先靜壓2遍,然后振動碾壓,直至滿足壓實度指標(biāo)。
心墻位于水泥混凝土基座的上方,為了促使兩者牢固結(jié)合,避免出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,鋪筑心墻之前,應(yīng)該清理基座表面的浮漿,進(jìn)行鑿毛處理,確保表面清潔干燥,并進(jìn)行烘干處理。然后在表面涂抹稀釋瀝青,一般配比是瀝青:汽油=3:7,用量控制在0.15-0.2kg/m2之間。
對瀝青混凝土進(jìn)行碾壓時,注意要點有:①振動碾壓時,如果要停止前進(jìn),首先要關(guān)閉振動裝置。②施工接縫處、碾壓帶,碾壓時重疊寬度至少30cm。③如果沒有使用防雨布,要求碾筒干凈、濕潤,不會粘連瀝青混合料。④處理橫向接縫時,上層和下層的橫縫之間,要錯開2m以上;去除松散的瀝青混凝土,制作坡面;對坡面加熱,涂刷熱瀝青,然后鋪筑瀝青混合料。⑤對于碾壓不到的地方,應(yīng)進(jìn)行人工夯實,或使用小型的夯實工具。⑥在鉆芯取樣部位,鉆孔回填時應(yīng)該對鉆孔內(nèi)進(jìn)行加熱,并且填筑厚度為5cm的瀝青混凝土,進(jìn)行夯實。
第一,低溫施工。當(dāng)外界溫度低于5℃,就要采取以下措施:①瀝青混凝土拌制后、心墻攤鋪后,及時使用帆布覆蓋保溫,必要時搭設(shè)暖棚。②適當(dāng)提高瀝青混凝土的出機(jī)溫度,一般控制為160-180℃。③現(xiàn)場鋪筑作業(yè)時,要配置加熱設(shè)備,例如紅外電加熱器,對心墻表面進(jìn)行預(yù)熱升溫,要求溫度達(dá)到74-80℃之間。④瀝青混凝土的拌合、運輸、攤鋪、碾壓等工序,要求緊密結(jié)合,縮短施工周期,減少低溫帶來的不利影響。
第二,雨季施工。①當(dāng)降雨量超過10mm,應(yīng)停止瀝青混合料的制備、填筑作業(yè),待降雨停止后,停工1天再恢復(fù)施工。②降雨量為0.1-10mm,下雨時要停工,雨停后恢復(fù)施工。③降雨量不足0.1mm,可正常施工。降雨時施工,應(yīng)使用防雨布進(jìn)行覆蓋,避免鋪筑后的心墻有雨水滲漏,從而提高心墻質(zhì)量。
綜上所述,在水利樞紐工程中,瀝青混凝土心墻施工方案比較常見,具有諸多技術(shù)優(yōu)勢。文中結(jié)合實際案例,從基礎(chǔ)處理、測量放樣、支設(shè)模板、鋪筑、攤鋪整平、壓實等方面,介紹了施工技術(shù)要點和控制措施。希望為類似工程提供借鑒,保證現(xiàn)場施工順利進(jìn)行。