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摘要:水库沥青混凝土心墙坝存在着诸多施工难点,特别是新疆吐鲁番市山区大风天气较多,进一步增大了施工难度。为了提升水库的防渗效果,需要保证对施工技术的合理应用,进而充分发挥沥青混凝土心墙的作用。基于此,本文以具体工程为例,从大风对沥青混凝土心墙的施工影响入手,讨论大风环境沥青混凝土心墙施工关键技术,希望对沥青混凝土心墙施工研究带来帮助。
关键词:大风天气;沥青混凝土;心墙施工
阿拉沟枢纽工程沥青混凝土心墙大坝最高处达到105米,具有工程量大和施工难度大的特征,并且沥青混凝土心墙在冬季施工受风力影响明显,要求施工期间做好材料选择配比拌和碾压、材料试验等多个环节的质量控制。
一、大风对沥青混凝土心墙的施工影响
其一,在大风环境下沙尘流动严重,对沥青混合料的质量产生不利影响,比如矿料含量在强风沙尘影响下出现了矿粉合理率波动较大的情况。
其二,在大风的影响下对施工人员视野造成不利影响,比如吹移金属定位线,导致心墙的摊铺施工效果不佳。
其三,由于风的表面降温作用明显,导致了沥青混合料表层温度损失,进而出现硬壳层,使得碾压效果下降,并且碾压效果下降会对下层的结合产生不利影响[1]。
其四,大风对沥青混合料的内外温度均匀性产生不利影响,在入仓之后由于内外温差大产生初始温度应力大的情况,这是导致温度裂缝出现的重要因素,甚至会横向贯穿心墙,大坝蓄水之后开始渗水,威胁建筑的安全。结合层面易形成薄弱环节,影响心墙分层间结合区的力学性能。
二、大风环境沥青混凝土心墙施工关键技术
(一)坝体与心墙填筑高差的施工防风技术
施工人员将上、下游坝壳料的铺筑超过过渡料和心墙,让施工断面出现凹槽。随着心墙和坝体出现高度差,形成了防风结构,对背风的侧槽内部风力情况改善,防风结构的迎风侧以及背风侧房产发生了巨大的变化,其中在背风侧出现了扰流,通过调整防风结构高差以及距离降低了施工区域的地表风速,满足施工规定的防风规定。
(二)加强拌和系统计量设施维护
对系统内的计量设备预计拌和系统定期检测,对出现问题的设备精度调整。同时,二次筛分后的骨料检测频次也增加,让施工人员及时掌握矿粉的含量变化,降低大风对原材料计量的影响,通过微调配合比让矿粉的含量差处于允许范围内。
(三)加强各施工环节的温度控制
沥青混凝土心墙采用热施工法,为了减少沥青混合料的温度损失,施工人员对拌和、入仓与碾压温度严格控制,其中拌合系统骨料加热温度设置为190℃、出机口温度185℃、沥青混合料摊铺温度150℃-175℃,初碾温度超过140℃、终碾温度至少120℃。此外,在施工期间对温度变化情况加强分析,摊铺、碾压温度检测频率达到5分钟一次。如果低于140℃未能及时碾压或者终碾后低于120℃作为廢料处理[2]。
(四)对沥青混合料储运和摊铺设备加设保温措施
由于在大风环境下施工,需要对拌制好的沥青混合料保存,采用带电加热板的保温罐避免温度降低,并且利用底板带保温板的自卸式运输车将沥青混合料运输到保温斗中,之后利用摊铺机摊铺,并且对料斗设置保温篷布,铺设下层混合料时,需要对心墙的表层进行热处理,让温度达到规范要求,避免风力将热量带走。
(五)控制摊铺机和振动碾行驶速度
施工期间对摊铺机和振动碾作业的行驶速度严格控制,将碾压的上限与下限速度严格控制,一般摊铺速度为1-3米/分钟,碾压速度为20-30米/分钟。此外,考虑到降低散热速度,在摊铺之后使用碾压机进行两次静压,进而封闭表层。
(六)控制施工段长度
在大风环境下,沥青混合料的热量损失会随着施工区段延长而增加,所以在施工的过程中要缩短施工段的长度,一般施工段的长度为20-30米。
(七)摊铺后覆盖防风帆布和保温棉被
在大风环境下心墙的表面降温较快,碾压的过程中会出现孔隙率超标情况导致表面出现硬壳层,对碾压的质量产生不利影响,所以在摊铺之后需要覆盖帆布、保温被,进而延长混合料的排气时间,并且可以避免扬尘造成对心墙的污染,进而保证施工质量[3]。
(八)加强施工组织管理
为了起到保温效果,需要在施工期间加强施工管理,促进各个工序的衔接,促进拌合楼与施工现场的联合,比如拌和、运输、摊铺、耐压等作业的环节缩短时间。
三、沥青混凝土心墙技术要求
阿拉沟水库枢纽工程地处吐鲁番地区,该工程主要由沥青混凝土心墙堆石坝、溢洪道、灌溉引水洞组成,该地区春季气温回升快,大风频发,受风沙影响明显,施工期间风力大于4级。
(一)技术要求
其一,拆封袋装沥青后。选用沥青熔化脱水和加热装置。利用导热油熔化操作过程中保证均匀加热,以避免沥青老化。通过打泡与脱水让水分气化溢出,将脱水温度设置在110-130℃,完成脱水后含水量不得超过2%。
其二,干燥预热过程中,沙石棱骨料要连续。在干燥加热桶中处理,加热时间为3-5分钟,骨料温度达到170-190℃,将矿粉加热温度设置为70-90℃。
其三,对运输车辆检查,确保其具有良好的防漏和保温效果,要求沥青混合料运输和卸料过程中不会出现分层离析现象,并且减少转运次数,控制运输时间。
其四,沥青混凝土心墙和坝壳料填筑以及过度料同时上升,将填筑高度差控制在80厘米之内,沥青混合料入仓温度设置为140-170℃。摊铺厚度28-30厘米,摊铺速度为每分钟1-3米,并进行现场摊铺试验。经过分析,沥青混凝土连续铺筑至少两层,下层表面温度低于90℃后可进行上层摊铺。
其五,选用1.5吨专用振动碾碾压沥青混合料。初碾温度至少达到130℃,终碾温度至少为110℃。震动碾压需要逐渐增大振动频率,其中碾压速度为30米/分钟,不得出现横跨心墙,行走或者刹车情况。经过试验确定碾压遍数,并且前后两部位交接处的重叠碾压,达到30-50厘米[4]。
(二)其它施工要点
本工程在冬季施工,所以选用冬季沥青混凝土配合比方法,选用沥青混凝土摊铺无间层加热施工技术,经过30分钟处理下层沥青混凝土融化厚度达到5厘米,结合面温度接近70℃,沥青混合料出机口温度要求结合工艺规定控制上限,温度范围在160-180℃,利用3m?装载机运往施工现场。然后人工摊铺以及摊铺机施工,保持平整。装卸机运输期间使用棉被覆盖,起到保温效果,进而降低运输期间沥青混合料温度损失。施工现场与沥青拌合站距离为600m,由于施工温度为零下17℃运往施工现场时沥青混合料温度损失2-3℃。摊铺之后对沥青混合料表面覆盖帆布,并且适当缩短碾压长度,将碾压温度设置为140-150℃可有效避免表面温度过低对碾压质量产生的影响。
结束语:
综上所述,在新疆地区开展脱贫攻坚工作的过程中,水库的建设为农业发展提供了有力保障。沥青心墙是坝体防渗系统的关键组成,具有隐蔽性,并且对施工的质量要求较高,施工质量将直接影响水库的安全运行。所以需要施工单位对技术应用重视起来,在大风的环境下更加需要做好保护措施,实现全过程的质量管理,进而延长工程的使用年限。
参考文献
[1]胡育,华钢.阿拉沟大坝碾压式沥青混凝土防渗心墙冬季施工技术[J].长江工程职业技术学院学报,2020,38(1):20-24.
[2]刘玉杰.新疆某高原水库大坝沥青混凝土心墙施工技术[J].云南水力发电,2020,37(3):91-93.
[3]胡鸿煌,龚佳健.扎渃玛五一大坝碾压式沥青混凝土心墙施工技术[J].江西水利科技,2020,47(3):219-223.
[4]陈刚.努尔加水库大坝沥青混凝土心墙设计及施工分析[J].水科学与工程技术,2020,21(2):37-39.
关键词:大风天气;沥青混凝土;心墙施工
阿拉沟枢纽工程沥青混凝土心墙大坝最高处达到105米,具有工程量大和施工难度大的特征,并且沥青混凝土心墙在冬季施工受风力影响明显,要求施工期间做好材料选择配比拌和碾压、材料试验等多个环节的质量控制。
一、大风对沥青混凝土心墙的施工影响
其一,在大风环境下沙尘流动严重,对沥青混合料的质量产生不利影响,比如矿料含量在强风沙尘影响下出现了矿粉合理率波动较大的情况。
其二,在大风的影响下对施工人员视野造成不利影响,比如吹移金属定位线,导致心墙的摊铺施工效果不佳。
其三,由于风的表面降温作用明显,导致了沥青混合料表层温度损失,进而出现硬壳层,使得碾压效果下降,并且碾压效果下降会对下层的结合产生不利影响[1]。
其四,大风对沥青混合料的内外温度均匀性产生不利影响,在入仓之后由于内外温差大产生初始温度应力大的情况,这是导致温度裂缝出现的重要因素,甚至会横向贯穿心墙,大坝蓄水之后开始渗水,威胁建筑的安全。结合层面易形成薄弱环节,影响心墙分层间结合区的力学性能。
二、大风环境沥青混凝土心墙施工关键技术
(一)坝体与心墙填筑高差的施工防风技术
施工人员将上、下游坝壳料的铺筑超过过渡料和心墙,让施工断面出现凹槽。随着心墙和坝体出现高度差,形成了防风结构,对背风的侧槽内部风力情况改善,防风结构的迎风侧以及背风侧房产发生了巨大的变化,其中在背风侧出现了扰流,通过调整防风结构高差以及距离降低了施工区域的地表风速,满足施工规定的防风规定。
(二)加强拌和系统计量设施维护
对系统内的计量设备预计拌和系统定期检测,对出现问题的设备精度调整。同时,二次筛分后的骨料检测频次也增加,让施工人员及时掌握矿粉的含量变化,降低大风对原材料计量的影响,通过微调配合比让矿粉的含量差处于允许范围内。
(三)加强各施工环节的温度控制
沥青混凝土心墙采用热施工法,为了减少沥青混合料的温度损失,施工人员对拌和、入仓与碾压温度严格控制,其中拌合系统骨料加热温度设置为190℃、出机口温度185℃、沥青混合料摊铺温度150℃-175℃,初碾温度超过140℃、终碾温度至少120℃。此外,在施工期间对温度变化情况加强分析,摊铺、碾压温度检测频率达到5分钟一次。如果低于140℃未能及时碾压或者终碾后低于120℃作为廢料处理[2]。
(四)对沥青混合料储运和摊铺设备加设保温措施
由于在大风环境下施工,需要对拌制好的沥青混合料保存,采用带电加热板的保温罐避免温度降低,并且利用底板带保温板的自卸式运输车将沥青混合料运输到保温斗中,之后利用摊铺机摊铺,并且对料斗设置保温篷布,铺设下层混合料时,需要对心墙的表层进行热处理,让温度达到规范要求,避免风力将热量带走。
(五)控制摊铺机和振动碾行驶速度
施工期间对摊铺机和振动碾作业的行驶速度严格控制,将碾压的上限与下限速度严格控制,一般摊铺速度为1-3米/分钟,碾压速度为20-30米/分钟。此外,考虑到降低散热速度,在摊铺之后使用碾压机进行两次静压,进而封闭表层。
(六)控制施工段长度
在大风环境下,沥青混合料的热量损失会随着施工区段延长而增加,所以在施工的过程中要缩短施工段的长度,一般施工段的长度为20-30米。
(七)摊铺后覆盖防风帆布和保温棉被
在大风环境下心墙的表面降温较快,碾压的过程中会出现孔隙率超标情况导致表面出现硬壳层,对碾压的质量产生不利影响,所以在摊铺之后需要覆盖帆布、保温被,进而延长混合料的排气时间,并且可以避免扬尘造成对心墙的污染,进而保证施工质量[3]。
(八)加强施工组织管理
为了起到保温效果,需要在施工期间加强施工管理,促进各个工序的衔接,促进拌合楼与施工现场的联合,比如拌和、运输、摊铺、耐压等作业的环节缩短时间。
三、沥青混凝土心墙技术要求
阿拉沟水库枢纽工程地处吐鲁番地区,该工程主要由沥青混凝土心墙堆石坝、溢洪道、灌溉引水洞组成,该地区春季气温回升快,大风频发,受风沙影响明显,施工期间风力大于4级。
(一)技术要求
其一,拆封袋装沥青后。选用沥青熔化脱水和加热装置。利用导热油熔化操作过程中保证均匀加热,以避免沥青老化。通过打泡与脱水让水分气化溢出,将脱水温度设置在110-130℃,完成脱水后含水量不得超过2%。
其二,干燥预热过程中,沙石棱骨料要连续。在干燥加热桶中处理,加热时间为3-5分钟,骨料温度达到170-190℃,将矿粉加热温度设置为70-90℃。
其三,对运输车辆检查,确保其具有良好的防漏和保温效果,要求沥青混合料运输和卸料过程中不会出现分层离析现象,并且减少转运次数,控制运输时间。
其四,沥青混凝土心墙和坝壳料填筑以及过度料同时上升,将填筑高度差控制在80厘米之内,沥青混合料入仓温度设置为140-170℃。摊铺厚度28-30厘米,摊铺速度为每分钟1-3米,并进行现场摊铺试验。经过分析,沥青混凝土连续铺筑至少两层,下层表面温度低于90℃后可进行上层摊铺。
其五,选用1.5吨专用振动碾碾压沥青混合料。初碾温度至少达到130℃,终碾温度至少为110℃。震动碾压需要逐渐增大振动频率,其中碾压速度为30米/分钟,不得出现横跨心墙,行走或者刹车情况。经过试验确定碾压遍数,并且前后两部位交接处的重叠碾压,达到30-50厘米[4]。
(二)其它施工要点
本工程在冬季施工,所以选用冬季沥青混凝土配合比方法,选用沥青混凝土摊铺无间层加热施工技术,经过30分钟处理下层沥青混凝土融化厚度达到5厘米,结合面温度接近70℃,沥青混合料出机口温度要求结合工艺规定控制上限,温度范围在160-180℃,利用3m?装载机运往施工现场。然后人工摊铺以及摊铺机施工,保持平整。装卸机运输期间使用棉被覆盖,起到保温效果,进而降低运输期间沥青混合料温度损失。施工现场与沥青拌合站距离为600m,由于施工温度为零下17℃运往施工现场时沥青混合料温度损失2-3℃。摊铺之后对沥青混合料表面覆盖帆布,并且适当缩短碾压长度,将碾压温度设置为140-150℃可有效避免表面温度过低对碾压质量产生的影响。
结束语:
综上所述,在新疆地区开展脱贫攻坚工作的过程中,水库的建设为农业发展提供了有力保障。沥青心墙是坝体防渗系统的关键组成,具有隐蔽性,并且对施工的质量要求较高,施工质量将直接影响水库的安全运行。所以需要施工单位对技术应用重视起来,在大风的环境下更加需要做好保护措施,实现全过程的质量管理,进而延长工程的使用年限。
参考文献
[1]胡育,华钢.阿拉沟大坝碾压式沥青混凝土防渗心墙冬季施工技术[J].长江工程职业技术学院学报,2020,38(1):20-24.
[2]刘玉杰.新疆某高原水库大坝沥青混凝土心墙施工技术[J].云南水力发电,2020,37(3):91-93.
[3]胡鸿煌,龚佳健.扎渃玛五一大坝碾压式沥青混凝土心墙施工技术[J].江西水利科技,2020,47(3):219-223.
[4]陈刚.努尔加水库大坝沥青混凝土心墙设计及施工分析[J].水科学与工程技术,2020,21(2):37-39.