拉洛水利枢纽及灌区工程碾压式沥青混凝土心墙施工技术研究

2019-02-27王海凌刘宝艳德吉卓玛何伟刚

中国水利 2019年2期

王海凌，刘宝艳，德吉卓玛，何伟刚

（1.西藏拉洛水利枢纽及灌区管理局，857000，拉萨；2.西藏自治区重点水利项目建设管理中心，857000，拉萨；3.江苏科兴项目管理有限公司，210000，南京）

一、工程概况

西藏拉洛水利枢纽及配套灌区工程位于日喀则市萨迦县、桑珠孜区境内，是雅鲁藏布江右岸一级支流夏布曲干流控制性工程。枢纽工程包括大坝、泄洪洞（先期兼作导流洞）、溢洪道、电站、鱼道、德罗引水发电系统等。大坝为沥青混凝土心墙砂砾石坝，坝长425.6 m，坝顶高程4 305.0 m，最大坝高61.50 m。工程位于高海拔地区，昼夜温差大，施工难度较大。为确保沥青混凝土心墙坝的施工质量，必须试验选择适合的沥青混凝土配合比及参数。

二、沥青混凝土心墙施工技术要求

1.沥青混凝土配合比

根据室内配合比设计试验和现场摊铺碾压试验成果，沥青混凝土生产性试验采用配合比见表1和表2。施工中应采用现场摊铺碾压试验确定配合比，心墙铺筑时对采用人工摊铺和机械摊铺部位分别进行生产性试验，及时对施工技术参数进行验证和调整，最后确定施工配合比。

2.沥青混凝土、玛蹄脂技术指标

（1）沥青混凝土技术指标

碾压式沥青混凝土主要技术要求见表3。

（2）沥青玛蹄脂技术指标

沥青混凝土与水泥混凝土的结合面设有一层沥青玛蹄脂。沥青玛蹄脂施工配合比为沥青∶矿粉∶人工砂=1∶2∶2。

沥青混凝土与廊道顶拱之间的三角区回填沥青砂浆，沥青砂浆施工配合比为沥青∶矿粉∶人工砂=1∶2∶2。

3.沥青混凝土原材料技术要求

沥青混凝土材料由沥青和矿料组成，矿料包括粗、细骨料及填料。

（1）沥青

沥青混凝土使用的沥青必须与现场摊铺试验一致，其主要技术指标应满足表4的要求。

表2 现场试验推荐沥青混凝土施工配合比

（2）粗、细骨料

粗、细骨料采用灰岩碱性骨料，骨料可由加工系统生产，骨料加工的工艺流程及设备选型应满足沥青混凝土施工要求。粗骨料粒径大于2.36 mm且小于19 mm，最大粒径为19 mm；细骨料系指粒径在0.075～2.36 mm的颗粒。要求骨料质地较坚硬，在加热过程中不出现性质变化，比如开裂、分解等现象，与沥青黏附力强，坚固性较好。

粗、细骨料粒径组成应符合设计提出的级配曲线要求，其主要技术指标应满足表5和表6的要求。

（3）填料

填料采用灰岩粉，要求不含泥土、有机质、杂质和结块，其主要技术指标应满足表7的要求。

三、沥青混凝土心墙施工

1.沥青混凝土的拌制

沥青拌和系统采用现场已建的JD1500型间歇强制式沥青混凝土拌和楼，布置于大坝上游左岸高地，紧邻沥青混凝土骨料加工系统，占地面积达6 000 m2，距大坝轴线约2 km，拌和系统由沥青拌和厂、骨料储存仓、矿粉加工系统、矿粉储存仓、沥青储存仓、柴油储罐和DT8型沥青脱桶设备等组成，在沥青混凝土生产前，需对整套设备进行检修调试，使其达到运行条件。沥青混凝土拌和系统设计生产能力为120 t/h，高原按0.5系数折减，实际生产能力可达60 t/h，完全满足本工程沥青混凝土生产需求。

表3 碾压式沥青混凝土主要技术要求

表4 大坝心墙沥青主要技术指标

表5 粗骨料主要技术指标

表6 细骨料主要技术指标

2.沥青混凝土的运输

主要利用左岸现有的交通道路，从沥青站运输至上游围堰，然后结合大坝填筑主要上坝交通道路，完成沥青混凝土的运输。重型车辆跨越沥青混凝土心墙则采用大于2 cm厚型钢板桥铺设在心墙上，供车辆经过，跨心墙道路的钢板不能长时间放置于同一位置，要随时进行更换，以减少对沥青混凝土心墙的影响。沥青混凝土混合料运输设备使用2 t农用自卸车，现场经过保温改装，能够满足施工要求；卸料装载机由柳工装载机改装而成，在沥青混凝土心墙施工中作为专用沥青混凝土上料。

本工程运输沥青混凝土为自卸汽车及装载机，机械内部均涂刷一层防黏剂，当机械设备停止使用时人工进行表面混合料的清理，以便下次使用；为保证沥青混凝土混合料在运输过程中不产生骨料分离、外漏、污染等现象，对自卸汽车的车速、载重量（容量与沥青混凝土拌和站的生产能力、人工及机械摊铺的能力相适应）、路线等进行合理布置。

3.沥青混凝土的摊铺

沥青混凝土心墙摊铺分为人工和机械两种方法，由于大坝内有廊道，由此在沥青混凝土基座至廊道顶及岸坡均采用人工摊铺的方式，廊道顶至心墙顶高程则采用改装的摊铺机进行。人工摊铺段施工流程如图1所示，机械摊铺段施工流程如图2所示。

本工程在廊道顶高程以下采用人工摊铺的方式，与廊道接触部位采用沥青玛蹄脂涂刷，卸料后采用人工摊平至与钢模板齐高，对于卸料后钢模板变形处进行及时处理以满足要求，对于无法采用机械碾压的部位可采用小型机械碾压；廊道顶高程以上采用经改装的SLTP 600-1000型沥青混凝土摊铺机，机械摊铺厚度为35±10%cm，摊铺宽度 50～125 cm，行驶速度2～3 m/min。心墙采用水平分层摊铺的方式，虚铺为35 cm，实铺为25 cm，根据现场施工资源配置可采用全轴线一次摊铺的方法。沥青混凝土摊铺后采用帆布覆盖，以免风沙、降雨等影响质量。

表7 填料主要技术指标

图1 人工摊铺段铺筑工艺流程图

图2 机械摊铺段铺筑工艺流程图

4.沥青混凝土的碾压

沥青混合料碾压采用宝马BW120AD型2.6t振动碾（重型），本工程沥青心墙宽度分别为1.0 m、0.8 m、0.6 m，其中高程在4 272.00 m以下为1.0 m，4 272.00～4 290.00 m 之间为0.8 m，4 290.00 m以上为0.6 m，由于渐变宽度较小，因此采用宝马BW120 AD型2.6 t振动碾（重型）进行碾压。沥青混凝土心墙及过渡料首先碾压心墙两侧的过渡料（碾滚距离沥青混凝土钢模板不得小于10 cm），直至沥青混凝土钢模板稳定时停止碾压，此时对沥青钢模板进行检查其位置是否有扰动，若有扰动进行调整至设计位置；其次碾压摊铺好的沥青混凝土，根据环境温度可以采用覆盖碾压和非覆盖碾压的方式；最后对沥青心墙进行骑缝碾压。

沥青混凝土采用初碾、复碾和终碾，碾压速度宜为 20～30m/min，根据碾压试验成果首先静碾2遍，其次动碾8遍，最后再静碾2遍；对同一水平层接头处重叠碾压不小于50cm。由于环境恶劣，为了保证碾压质量和效果，碾压温度控制在14～155℃，碾压过程中做到不粘碾、不陷碾、沥青混凝土表面不开裂。由于现场其他部位的施工，车辆需要经过沥青混凝土心墙，本工程采用在心墙不同部位设置钢栈桥，钢栈桥的位置根据每上升一层更换位置的方法，避免车辆对沥青混凝土心墙的影响。