摘要:沥青混凝土以优越的防渗性能、较好应变性能越来越被广泛利用于堆石坝心墙防渗结构材料、堆石坝面层防渗结构材料,但由于沥青混凝土对温度、雨水等因素敏感度严,所以沥青混凝土施工质量控制精细化度严,尤其时对于降雨及低温持续时间较长区域,沥青混凝土的油石比配比调整、温度控制工艺、防层面散热措施、防突然降雨措施等对碾压式沥青混凝土心墙在严寒、多雨地区施工工期的延长,且施工质量有保障。
关键词:严寒、碾压式、沥青混凝土
1、研究背景
某抽水蓄能电站上水库沥青混凝土心墙堆石坝坝高54m,坝轴线长948m。下水库沥青混凝土心墙堆石坝坝高70m,坝轴线长410m。工区每年平均有雨日为93天,上水库4月份为-0.6℃,11月份为-1.5℃;下水库3月份平均温度为-6.4℃,11月份为2.0℃;正常沥青混凝土心墙施工期仅有5~10月份,6个月时间(期间降雨频繁);工区特点是冬季严寒,春、夏、秋3季多雨,恶劣的气候条件给沥青混凝土坝施工带来了较大的挑战。
2、技术特点
(1)冬季严寒且时间长,春、夏、秋3季多雨,导致沥青混凝土心墙施工条件恶劣,有效施工期短,直接关系到整个大坝填筑施工进度。
(2)沥青混凝土心墙施工工艺复杂、技术要求严,冬季、雨季施工工程质量控制难度较大,是工程质量控制的重点。
(3)沥青混凝土心墙的施工直接关系到整个大坝填筑施工进度。
3、技术要点
(1)原材料
大坝心墙沥青混凝土所用材料为某公司生产水工B-90(SG90)号沥青;粗骨料采用甲供玄武岩加工制成,粒径19mm~2.36mm;细骨料(粒径2.36mm~0.075mm)为人工砂,采用甲供玄武岩加工而成;矿粉为某有限公司生产的石灰岩粉。
(2)沥青混凝土心墙施工配合比
沥青混凝土配合比委托某大学防渗研究所进行试验研究经分析优选出两种施工配合比推荐使用,油石比分别为6.5%、6.8%。
(3)常态混凝土基面处理
混凝土基础面凿毛:为保证沥青心墙毛面均匀,与沥青混凝土相接位置不出现结构破坏,本工法采用ZM-3C手持凿毛机将关键技术问题全部解决,施工投入小、效率高。
涂刷稀释沥青前应将铜止水表面应清理干净,保持干燥。涂刷稀释沥青:稀释剂采用汽油,其掺配比例应视气温、风力等气候条件确定。涂刷后的混凝土表面应为棕色。为将稀释沥青喷涂均匀采用一种摇摆式农药喷洒器进行,利用容器体积及单位面积耗量确定喷涂面积,保证每次喷涂质量设计要求。
涂刷沥青玛蹄脂:沥青玛蹄脂铺设厚度为2cm。砂和矿粉分别加热,温度控制在150~170℃,然后再加入到热沥青(140~160℃)中一起搅拌均匀,加热温度与沥青混凝土拌制一样根据环境温度进行调整,沥青砂浆配合比为沥青:矿粉:砂子=1:2:2 。利用自制刮板进行均匀铺设,保证沥青砂浆铺设質量。
(4)沥青混凝土生产及运输
沥青加热:散装沥青在加热罐内采用燃煤加热至155~175℃;
骨料加热:骨料由称量系统自动配制流入提升料斗后送入加热桶加热,该系统采用烧煤加热,加热温度为175~195℃;
沥青混凝土采用全自动双轴强制式搅拌机拌制,整个拌制过程由微机自动控制。将热骨料与矿粉(矿粉不需加热)干拌15s,再加入热沥青湿拌45s。
运输车辆在夏季设置防雨棚,秋、冬季设置保温棚,防雨棚采用圆钢在后箱焊接龙骨筋,防雨布厂家定制匹配后厢尺寸(四周大于50~70cm)绑扎环直接按照30cm间距设置,利用滑轮及钢丝绳穿环牵引,根据卸、放料随时进行开关,与做到防雨效果。运输车辆保温采用钢板在后厢外侧进行包裹焊接,间隙预留填出阻燃泡沫,车厢顶部采用阻燃彩钢板彩钢板做双开门,是运输、摊铺设备穿“羽绒服”达到保温效果。
(5)沥青混凝土人工摊铺
1)钢模安装
①钢模采用钢板制作,模板两侧采用活动卡具固定。
②钢模安装前表面涂刷防粘剂作为脱模剂,拼装好的模板平整严密,尺寸准确。定位后模板距心墙中心线偏差一般控制在±5mm内。
2)混合料碾压
①碾压顺序及方法:采用2台3.0t自行式振动碾同时静压心墙两侧过渡料2遍后再动压8遍,采用1台2.0t自行式振动碾沥青混凝土混合料碾压参数:静2+动8+静2。振动碾行进速度按20m~30m/min控制。
②碾压温度:初碾温度140℃±5,终碾温度不低于130℃。
③振动碾在心墙上不得急刹车,心墙两侧2m范围内,禁止大型机械进入及横跨心墙。
3)对两岸坡接头部位、结合槽、铜止水周围等摊铺机以及振动碾不易到达的地方,也采用人工摊铺,并采用电动夯配合重锤人工夯实至“返油”。
(6)沥青混凝土机械摊铺
1)两岸混凝土基础面处理及心墙结合层面清理方法与人工摊铺相同。
2)测放中线:心墙中线在机械摊铺时尤为重要。采用全站仪每隔5~10m测放并用铁钉标记中点用墨斗在心墙上弹出白线控制中线。
3)摊铺机就位
采用日立360反铲将摊铺机吊装就位,就位时应注意摊铺机出料口与心墙轴线吻合。
4)混合料摊铺
摊铺机行进速度按1~3m/min控制。摊铺厚度30cm,其允许误差±2cm,摊铺温度为140~170℃。混合料温度不能满足铺料要求时,作废料处理。
5)表面温度大于70℃即可铺筑上层沥青混合料,当下层沥青混凝土表面温度低于70℃时,要进行加热,但加热时间不宜过长,以防止沥青混凝土老化。若已压实沥青混凝土表面有污物,采用人工清铲, 无法铲掉的,加热软化后铲除。