旁多水利枢纽大坝碾压式沥青混凝土心墙施工成套设备

向 尚 君，　熊 忠 翔，　陈 栋 梁

(1.中国人民武装警察部队 水电第八支队，重庆　401320；2.四川大学 水利水电学院，四川 成都　610031)

旁多水利枢纽大坝碾压式沥青混凝土心墙施工成套设备

向 尚 君1,2，熊 忠 翔1，陈 栋 梁1

(1.中国人民武装警察部队 水电第八支队，重庆401320；2.四川大学 水利水电学院，四川 成都610031)

摘要：旁多水利枢纽大坝为碾压式沥青混凝土心墙首次在西藏高海拔地区应用，国内还未有适应西藏高海拔地区气候特点的碾压式沥青混凝土心墙施工的设备。通过对其施工强度进行分析计算和高海拔地区气候特点分析，确定了适应高海拔地区的沥青脱桶设备、沥青混凝土拌和楼，首次在国产公路沥青混凝土摊铺机基础上改装了沥青混凝土心墙摊铺机，改装了沥青混合料运输设备及配套小型机具，形成了西藏高海拔地区碾压式沥青混凝土心墙施工成套设备。

关键词：沥青混凝土心墙；摊铺机；装载机；比选；施工设备；高海拔地区；旁多水利枢纽

1概述

旁多水利枢纽大坝碾压式沥青混凝土心墙是该类心墙第一次在西藏高海拔地区应用，枢纽地处西藏自治区拉萨河中游，位于林周县旁多乡下游1.5 km，距下游拉萨市直线距离约63 km，是以灌溉、发电为主，兼顾防洪和供水的综合利用工程。枢纽库容12.3亿m3，最大坝高71 m，坝顶宽12 m，大坝为碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝，坝顶长度1 052 m，沥青混凝土心墙顶高程为4 098.7 m，底高程为4 035.9 m，其底部3 m高的沥青混凝土心墙厚度由2.2 m渐变到1 m，其余心墙厚度从1 m变到0.7 m，沥青混凝土共计54 865 m3，心墙两侧设置4 m宽的砂砾石过渡料。

碾压式沥青混凝土心墙施工的主要设备包括沥青混凝土拌和楼、运输设备、沥青混凝土心墙摊铺机、碾压设备及其他小型机具。旁多水利枢纽地处西藏高海拔地区，空气较干燥、稀薄，太阳辐射较强，紫外线照射强度大，冬季低温季节较长，一般为11月至次年的3月，而6至9月为主要的雨季，对沥青混凝土心墙施工影响较大，造成年有效施工天数较少。高地震烈度、强紫外线辐射、深覆盖层、高寒等地质和气候特点是制约高海拔地区碾压式沥青混凝土心墙施工的主要问题。同时，施工工期紧、任务重对碾压式沥青混凝土心墙施工设备提出了更高要求。

2设备的选型

2.1施工强度计算

大坝碾压式沥青混凝土心墙分两期进行施工，一期导流期间主要施工左岸漫滩和阶地处桩号0+000～桩号0+750碾压式沥青混凝土防渗心墙及相应坝体施工，二期导流期间主要施工右岸预留的210 m宽心墙及坝体施工，一、二期沥青混凝土心墙按1：3的坡比进行对接。碾压式沥青混凝土按每铺筑一层25 cm厚度进行计算，主要节点工期如表1所示。根据节点工期要求，大坝碾压式沥青混凝土心墙高峰强度为252 m3/d，沥青混合料拌和为605 t/d，浇筑心墙长度为959 m/d。

2.2主要设备的选型

碾压式沥青混凝土心墙摊铺时间一般为12 h(检测验仓时间2～3 h，补过渡料时间5～6 h)，根据施工强度，拌和系统的拌和强度应达到40.28 t/h。按60 t/h计，选用1套JD1500型沥青混凝土搅拌站，铭牌生产能力为120 t/h。考虑到高原因素，按50%出力考虑，水工沥青混凝土生产能力为60 t/h，完全能满足混凝土生产要求；沥青混合料拌制强度为60 t/h，根据沥青混凝土参考配合比，沥青掺量为7%，则需要沥青量为3.93 t/h。考虑到高原机械设备功率降效，选用沥青脱桶设备DT8，该设备处理能力为8～10 t/h；现场每小时摊铺强度为80 m/h；选用RP951型公路沥青混凝土摊铺机，最大摊铺速度为180 m/h；考虑高原因素，能够满足现场施工要求。其他运输、碾压设备根据现场施工需要灵活进行配置。

表1　碾压式沥青混凝土心墙施工主要节点工期统计表

3成套设备及改装

3.1沥青混凝土拌和系统

(1)脱桶设备。

由于枢纽地处林周县旁多乡，远离沥青产地，一般使用桶装沥青，从而需要沥青脱桶设备。所选用的DT8沥青脱桶系统为封闭式结构，采用柴油为燃料，介质油循环进行加热。利用导热油炉排放的废气(320 ℃～450 ℃)余热加热脱桶(最终排气温度约150 ℃)，全封闭式脱桶，较连续式(开式)节能50%；大排量沥青泵进行内循环、搅动，水蒸气溢出，被引风机吸走排入大气，实现负压脱水；具有内部自动排渣、外部清渣功能。沥青脱桶设备在运行过程中要加强检修，尤其是内部管路和积碳的清理，防止局部受热过高，发生沥青燃烧，同时要配备完善的消防设施，防止火灾事故的发生。

(2)燃烧器的比选。

目前，沥青混合料骨料的加热一般采用柴油、重油或煤粉等燃料，燃烧器利用气压或高压风将油料雾化，或将煤粉喷出，由油料、煤粉燃烧产生的热量干燥和加热骨料。近年来，随着油料价格不断上涨，煤粉加热的方法被越来越多的采用，表2为油料与煤粉加热对比分析情况。从表2中可以看出：采用煤加热方法，每拌制100 t沥青混合料至少能节约成本约5 000元。燃煤燃烧器在国内小型工程中有过应用，但在高原地区、大中型工程中尚未使用过。同时，煤热效率太低，煤粉浪费较大；煤粉燃烧不充分，导致回收粉中含有大量的煤粉而无法利用，同时容易污染沥青混合料，对施工质量有影响；不同品质的煤发热值不一样，火焰不稳定，温度不宜控制；必须增加燃煤堆场，导致占用场地大；增加煤粉机，导致设备故障率提高且西藏煤由内地运输至现场供应不及时。综上因素，在高海拔地区建议采用柴油燃烧器进行骨料的加热，以确保沥青混合料的拌和质量更加稳定。

(3)沥青混凝土拌和楼。

表2　柴油加热和煤加热成本对比分析表

沥青混凝土拌和楼采用强制间歇式沥青混凝土拌和楼，主要由冷料仓、沥青储罐及沥青输送系统、干燥系统、二次筛分系统、矿粉储罐、拌和主机、控制系统、沥青混合料保温仓等部分组成。冷料仓主要进行骨料的粗配，一般采用皮带机或装载机进行上料；若拌和强度不大，建议采用装载机进行上料。干燥系统主要对骨料进行干燥，系统运行过程中要加强对燃烧器的维护保养，尤其是在低温季节输油管路容易堵塞，故应做好管路的保温工作，同时要配足控制阀等易损配件。沥青储罐及沥青输送系统主要包括沥青保温储罐及输送管路，沥青储罐要注意沥青储存的温度，防止沥青老化，输送管路长期运行后会在管壁产生积碳，要定期采用清洗剂对管路进行清洗，防止管路堵塞。二次筛分系统对干燥后的骨料进行再筛分，沥青混合料以二次筛分的结果确定各粒径骨料的用量，作为其质量控制依据，二次筛分后各种骨料粒径的用量要与冷料仓骨料下料速度相匹配，防止溢料。同时，拌和系统要配备备用电源，防止因突然断电而致使沥青混合料滞留在拌和主机中。

3.2沥青混凝土摊铺机

近年来，国内所用的水工沥青混凝摊铺机多为在进口公路沥青混凝土摊铺机基础上改装而成。旁多水利枢纽沥青混凝土摊铺机就是在徐工集团生产的RP951A型公路沥青混凝土摊铺机基础上改装而成，是首次对国产公路沥青混凝土摊铺机进行的改装，主要包括主机、红外加热系统、控制系统、沥青混合料保温料斗、振动熨平板、框模及过渡料分料斗，其中红外加热系统、振动熨平板、框模、过渡料分料斗为增加部分；控制系统、沥青混合料保温料斗为改造部分。图1为改造后的沥青混凝土心墙摊铺机，其主要运行参数见表3。

图1　改造后的沥青混凝土心墙摊铺机

3.3运输设备

运输设备主要包括运料小车、卸料平台和改装装载机，运料小车由5 t自卸车改装而成，运料小车主要进行的是车斗部位的改装，车斗底部及四边加装保温石棉，然后采用钢板进行内衬，钢板接缝采用焊接，焊接后用打磨机磨光以利于沥青混合料的卸料；装载机主要对装料料斗进行改装，料斗需设置保温层，料斗的容量要与摊铺机料斗相适应，同时，料斗重量不宜过重，应尽量使装载机平衡；卸料平台采用工字钢自制，平台的高度要与装载机的高度相适应，平台的坡度应使运料小车方便上下，平台的长度及宽度要与运料小车的轮宽及前后轮间距相适应(图2)。

表3　沥青混凝土心墙摊铺机主要技术参数表

图2　运料小车、卸料平台及改装装载机

3.4其他设备

其他设备主要包括压实设备、冲击夯、人工夯及模板等小型机具。压实设备采用小型振动碾，一般为1.5 t和2.5 t双钢轮振动碾。选择振动碾时要充分考虑到高原的影响，一般要配备涡轮增压器，以满足振动碾激振力达到设计要求。冲击夯为普通电冲击夯，人工夯采用2 cm厚钢板加工而成，自重不小于20 kg。模板由3 mm厚钢板加工而成，每块长1.5 m，高30 cm，使用时根据需要宽度用钢管进行加固。

4结语

旁多水利枢纽大坝为碾压式沥青混凝土心墙首次在西藏高海拔地区应用，根据高原气候特点，碾压式沥青混凝土心墙施工设备也有所不同。通

过对施工强度进行分析并考虑适应高原气候特点因素，选择确定了旁多水利枢纽大坝碾压式沥青混凝土心墙施工的沥青脱桶设备、沥青混凝土拌和楼，尤其针对高海拔地区气候特点，选择并采用了柴油燃烧器的方式进行骨料加热；沥青混凝土心墙摊铺机首次在国产公路沥青混凝土摊铺机基础上进行改装；运输设备在普通装载机基础上进行改装，对运输小车进行了保温改装；压实设备采用了带涡轮增压器的小型振动碾，保证了设计要求的激振力。通过对设备进行选型和设备的改装，形成了旁多水利枢纽大坝碾压式沥青混凝土心墙施工成套设备，确保了大坝碾压式沥青混凝土心墙的施工质量和施工进度，为西藏高海拔地区碾压式沥青混凝土心墙施工积累了丰富经验。

参考资料：

[1]赵兴安，廖佼，向尚君，等.旁多水利枢纽大坝碾压式沥青混凝土心墙现场施工模拟试验[J].水利科技与经济，2013,19(1):97-100.

[2]付光均，赵兴安，向尚君，等. 高寒高海拔地区碾压式沥青混凝土防渗心墙施工工法[Z].水利水电工程建设工法，2011.

[3]向尚君，廖佼，石林.高海拔地区碾压式沥青混凝土心墙施工技术-以旁多水利枢纽大坝碾压式沥青混凝土心墙施工为例[J].水利水电科技进展，2014,34(2):50-53.

向尚君(1982-)，男，四川苍溪人，高级工程师，学士，从事水利水电工程施工技术及管理工作；

熊忠翔(1979-)，男，四川盐源人，工程师，学士，从事水利水电工程施工技术及管理工作；

陈栋梁(1986-)，男，陕西商洛人，助理工程师，从事水利水电工程施工技术工作.

(责任编辑：李燕辉)

·书讯·

《论工程施工合同范本及其更新》征订启事

作者徐铱教授从事水利水电工程建设技术工作52年，集前半生之设计经验，后半生之监理经验、咨询经验、仲裁经验，对监理合同范本尤其对施工合同范本进行了深入探讨，近七、八年来对范本的前因后果进行了梳理、领悟和思考，获得一系列新认识。认识的根据是《合同法》，而来自二滩水电站工程的、按第四版菲迪克合同条件所进行的十年合同管理经验提供了诸多帮助；认为当事人条款约定有欠平等、公平、诚信，监理人条款约定偏向发包人，所以提出对施工合同范本的更新。更新的第一个含义是通过对书面合同的整体解释，推定某些约定应属无效；更新的第二个含义是修改哪些约定，提出了平等、公平、诚信的主要通用合同条款，对此称之为展望的管理模式。此外，对区别工程风险与不可抗力、风险事故责任与事故责任，对指向发包人标的的变更的分类，按双方违约求解同期延误等类合同问题，对监理人的法律定位以及与当事人的法律关系等进行了求证或论述。

该书的直接对象是监理人、发包人、承包人；可供合同范本、监理规范和监理教材编写人员，大、中院校相关师生、教学研究人员参考。因为《合同法》与国际接轨，所以对涉外合同管理人员、工程技术人员也有一定的参考价值。

该书为大16开本，2015 年5月由西南交通大学出版社出版，书号为ISBN 978-7-5643-3882-4，字数为555千字，每本书重近1公斤，每册定价88元，邮购需每册另加13元。

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收稿日期:2015-07-10

文章编号:1001-2184(2015)04-0009-03

文献标识码:B

中图分类号:TV7;TV53+81；TV53+6；TV543

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