高寒冷地区碾压式沥青心墙坝冬季施工关键技术浅析

2016-07-19杨白军

陕西水利 2016年1期

关键词：冬季施工沥青混凝土关键技术

杨白军

（葛洲坝新疆工程局有限公司　新疆　乌鲁木齐　830000）

高寒冷地区碾压式沥青心墙坝冬季施工关键技术浅析

杨白军

（葛洲坝新疆工程局有限公司新疆乌鲁木齐830000）

摘要随着我国经济的发展，科技的进步，建筑工程施工技术也不断实现突破和创新。在施工过程中，碾压式沥青混凝土施工技术得到了很广泛的应用，尤其是对于高寒冷地区，常规施工技术在冬季寒冷的情况下无法正常运行，延误工期的现象十分常见。随着施工技术的改进，碾压式沥青混凝土施工质量不断提高。在低温期施工过程中，碾压式沥青混凝土心墙施工会不断改进施工技术，优化施工设备选型，采取保温措施，采取无层间加热连续施工技术等来达到提高施工质量的目的。本文对高寒冷地区碾压式沥青混凝土心墙坝施工的关键技术进行了分析。

关键词高寒冷地区；碾压式；沥青混凝土；冬季施工；关键技术

在碾压式沥青混凝土心墙坝的施工过程中，施工质量受到温度和气候的影响很大。尤其是在高寒冷地区，其他常规的施工技术都不能正常使用，延误工期、机械设备利用率不高、施工成本升高等现象十分普遍。通过碾压式沥青混凝土心墙坝技术的应用，水利工程建设的安全渡汛要求得到了保证，设计要求也得到了实现，为工程建设质量的提高做出了重要贡献。

1　沥青混凝土心墙的特点及优势分析

作为人工设计材料的一种，沥青混凝土可以根据施工的实际要求确定不同的配合比，从而保证材料性能能够满足工程建设需求。在施工过程中，沥青混凝土心墙和过渡层同时铺筑压实的施工工艺日臻成熟，并在建设施工过程中得到广泛应用，从而使得水利工程大坝的防渗体单位成本不断降低，从而为工程建设带来了更大的经济效益。其次，沥青混凝土凭借其自身的优势，使得沥青混凝土心墙在施工过程中能够适应复杂的地质条件。尤其是在地质条件不佳的河谷以及地震多发区，沥青混凝土心墙也有着极其广泛的应用。沥青混凝土之所以有这么大的作用，还要要归因于其不具有透水性、柔性佳、抗侵蚀和抗腐蚀的能力强，工作性能优良，对裂缝有着强烈的自愈能力。第三，相对于粘土质心墙，沥青混凝土心墙受外界天气和气候变化的影响要小的多。即使是在雨季进行施工，工程施工质量和施工进度也基本上不会受到影响。第四，沥青混凝土心墙坝在施工过程中，机械化和自动化程度高，对于提高施工质量，缩短工期有着重要意义。第五，由于沥青混凝土属于热施工材料的典型代表，所以在施工过程中必须加强对温度的控制，加强对劳动安全的保护，通过配备先进的质量检测设备和检测手段，加强对施工环节的质量控制[1]。

2　高寒冷地区碾压式沥青混凝土心墙坝施工设备选型及保温措施

伊吾县四道白杨沟水库工程拦河坝为碾压式沥青混凝土心墙坝，最大坝高70.2m；坝长215m。高程1894.2m～1892.7m为心墙基座砼，高程1892.7 m以下采用厚度为80cm的槽孔混凝土防渗墙。碾压式沥青混凝土心墙厚度：高程1923.00m以上厚40cm，高程1923.00m～1896.2m厚70cm。高程1896.2m～1894.2m厚度由70cm渐变至180cm，两岸与灌浆盖板相接处2m范围宽度由70cm渐变至180cm。为了保证施工质量，必须根据实际情况合理确定施工设备和施工措施。

2.1沥青混凝土拌合系统的选型

在伊吾县四道白杨沟水库工程拦河坝的施工中，碾压式沥青混凝土拌合系统的施工一般采用YQLB1000型理性混凝土搅拌设备。通过对这种类型拌合系统的使用，对于沥青加热和保温方面，节能效果显著，成本和运输安全都大大提高。但是如果在温度过低的情况下，不采取适当的保温措施，就容易增加热沥青的粘滞性，从而影响施工质量。为了保证施工效果，应该对拌合系统的管路、阀件、集尘装置等施加科学的保温措施。在施工过程中，成品料按照设计比例进行初配后要利用干燥加热筒进行加热，骨料加热温度要严格控制，不能高于沥青温度，最宜温差为20℃[2]。在拌合过程中，为了保证材料质量，混合料配合比误差应该严格控制，允许误差如下表1所示。

表1　配合比允许偏差

表2　沥青混凝土心墙施工振动碾技术参数表

2.2沥青混凝土运输设备的选型

关于沥青混凝土运输设备的选型，其主要的依据是工程摊铺生产强度、运输设备的能力以及运输距离。在选择沥青混凝土运输设备的过程中，应该结合各种要求严格筛选，有效避免混合料在运输过程中的离析现象。运送混合物的自卸车和料斗应该保持较高的光滑性、良好的密封性以及清洁度，同时要保证混合料的摊铺温度[3]。此外，沥青混合料车辆的容积和数量应该与的拌合、摊铺机械的生产能力相适应，保证施工质量和施工进度。在现阶段，伊吾县四道白杨沟水库工程沥青混凝土心墙坝的施工过程中，为了应对周围低温环境的不利影响，采取自卸车厢底部和四周添加保温层和保温盖的运输设备和专门的沥青保温罐车运输设备。前者在近距离运输方面有着显著的保温效果，方便、经济；后者适用于长距离运输。

图1　沥青混凝土心墙坝施工过程温度控制系统图

2.3沥青混凝土摊铺设备的选型

在沥青混凝土摊铺施工的过程中，XT120型沥青混凝土心墙联合摊铺机是不错的选择。在碾压式沥青混凝土心墙坝的施工过程中，XT120型摊铺机是专业的大型工程机械，在国内属于首创，由于该设备采用振动滑模，初次压实密度就可以达到95%以上，心墙坝施工质量得到了极大的提升。在设备中安装有电远红外加热器，加热温度得到有效控制，沥青心墙表面老化的问题得到了有效抑制。

2.4沥青混凝土碾压设备的选型

为了保证碾压式沥青混凝土心墙坝的碾压质量，在选择碾压设备时，既要保证设备的适用性，从而保证沥青混凝土的压实密度能够达到设计要求，保证沥青混凝土的孔隙率能够达标，避免施工中过碾现象的产生[4]。在碾压过程中，沥青混凝土的分层离析十分常见，为了有效控制这种问题的发生，振动碾应该控制在15kN以内，并根据心墙的设计宽度来进行振动碾宽度的选择。对于机械设备碾压不到位的部位，应该采用人工夯实或者小型振动设备夯实的形式进行沥青混凝土的碾压，从而保证施工过程中的碾压质量，提高工程施工质量。在碾压过程中，施工振动碾技术参数如下表2所示。

3　高寒冷地区碾压式沥青混凝土心墙坝的施工关键技术

3.1寒冷地区碾压式沥青混凝土心墙坝施工中温度控制

在高寒冷地区，其施工关键技术就是施工过程中对温度的控制。为此，在施工过程中，为了严格控制温度，首先应该加强对沥青混凝土心墙施工各个工序的紧密性，在拌合、运输、摊铺、碾压过程中尽可能的缩短作业时间。其次，为了加强对温度的控制，减少低温对施工质量的不利影响，应该不断加强拌合、运输、摊铺、碾压各个施工环节的保温措施，并安排工作人员对施工各个环节的温度进行检测和控制。第三，为了加强施工过程中的温度控制，应该合理确定碾压顺序，心墙碾压为先，过渡料碾压为后。为了保证碾压温度，在材料拌合中应该适当提高温度。在碾压过程中，摊铺机上的保温被要及时覆盖，减轻温度损失，并在碾压之后对沥青防渗墙进行保温覆盖，保证沥青混合料具有充足的返油和密实时间。第四，为了加强沥青混凝土的施工质量，要对碾压次数进行严格控制，有效避免因为低温施工、碾压次数过多而导致的混凝土结构损伤。沥青心墙坝施工过程温度控制系统图如图1所示。为了保证施工质量，在施工工程中，应该设计一套明确的温度控制标准，并确保其科学性和可操作性，如下表3所示。

表3　不同施工工序的温度控制

3.2高寒冷地区碾压式沥青混凝土心墙坝施工质量检测

在碾压式沥青混凝土心墙坝的施工过程中，施工质量检测是保证施工质量能够符合施工要求的关键技术。由于碾压式沥青混凝土心墙坝施工属于热施工的一种，尤其在高寒冷地区，施工过程受到环境温度、风速、降雪以及碾压温度的综合影响。与常温施工相比，更应该重视施工过程中的外界气象条件，实施行之有效的温度控制措施，并对施工工艺参数进行严格控制。为此，在进行碾压式沥青混凝土心墙坝的施工质量检测时，应该对原材料、配合比、施工工艺参数、温度控制措施等因素进行严格的质量检测，以保证施工质量能够符合设计要求。

心墙坝工程碾压完成后，进行必要的质量检测是保证施工质量的关键技术。在质量检测过程中，需要采用的检测方法主要包括：利用核子密度仪在施工现场对容重进行无损检测；利用ZC- 6型渗气仪对沥青混凝土的渗透参数进行无损检测；通过现场取芯样检测和室内沥青混合料抽取以及马歇尔击实实验对施工质量进行检测。在检测过程中，应该保证所检测的各项指标能够符合设计要求，根据设计要求，沥青混凝土的容重应该为2.4g/cm3，孔隙率应该控制为3%，渗透系数应该为1×10-8cm/s，并使其他设计指标也能够实现设计与实际相一致，从而确保施工质量。