浇筑式沥青混凝土心墙在新疆的应用及浇筑式沥青混凝土施工质量控制

时间:2022-05-24 06:11:17

浇筑式沥青混凝土心墙在新疆的应用及浇筑式沥青混凝土施工质量控制

【摘 要】浇筑式沥青砼心墙主要适用于高寒、潮湿等施工条件比较恶劣的季节和地区,施工方便,不需专门的摊铺机械,冬季施工不需要任何的保温措施,心墙防渗效果好,原材料的生产加工简单,料源充足。浇筑式沥青砼心墙可安排在严寒的冬季施工,冬季河道流量小,可降低截流规模,减少导流费用,延长施工周期,降低工程造价,同时,在+15℃以下均能正常施工,对工期要求较高的项目尤其适用。

【关键词】浇筑式 沥青砼 严寒地区 质量控制

1 概况

随着水利水电施工技术不断发展沥青砼心墙的施工应用在内地已较为普遍,因所需断面小、造价低,施工所需环境温度低,施工快捷,较为适合新疆地区的气候特点。因此,近几年在新疆开始大规模采用。近几年开工建设的中型水库均采用了浇筑式沥青砼心墙(如表1)。这些工程均在新疆境内,冬季严寒,最低气温在-30℃以下,并且冬季时间长,对工程都有特殊的工期要求。以新疆布尔津县华电紫金也拉曼水库工程为例:该工程位于新疆维吾尔自治区阿勒泰地区布尔津县境内的额尔齐斯河一级支流―克依克拜河上,地处准噶尔盆地北沿,在布尔津县10月气温就可达0℃以下,直至来年4月初极端气温方能回复到0℃左右。因为工期要求,施工期在7月~11月之间完成的(其中10-12月极端气温达-3℃~-21℃)。

2 浇筑式沥青砼心墙施工质量的控制重点

在浇筑式沥青砼心墙施工过程中,质量控制的重点应该为心墙模板的选择、沥青含量的选择、沥青砼的温度控制、沥青砼的运输和过渡料的填筑等。

2.1 心墙模板的选择

浇筑式沥青砼心墙的模板大致可分为:支撑式模板、抽式模板、预制块支护。

(1)支撑式模板。同浇筑普通砼一样,先钢模板按设计尺寸支撑完毕后,在钢模板内侧贴上浸油纸(以利于模板拆除),然后进行沥青砼的浇筑。支撑式钢模板优点是:能很好地保证心墙的结构尺寸,每层浇筑的厚度可以在30cm-150cm之间,但拆除模板必须待沥青混合料的温度降至沥青的软化点以后,才能拆除。若高于软化点拆除,心墙会变形。沥青的软化点为42℃-48℃,在外界气温-16℃--11℃的施工条件下,沥青混合料从正常的人仓温度160℃左右降至45℃以下,需要时间近10h,这样增加了大量的施工间隙时间,对工期紧迫的工程是一个关键的制约因素。

(2)抽式模板。一般浇筑高度为30cm,每段的长度为20m-40m。在浇筑完10m-20m时,利用浇筑剩余10m-20m的时间把己挠完部位的模板向前延伸。抽式模板的优点是:速度快,易装易拆。缺点是:很难控制心墙结构尺寸:而且 在外界气温-30℃-+5℃的施工条件下,沥青砼要降至80℃以下(碾压过渡料心墙不变形的温度)需要4h-8h,否则心墙容易变形。

(3)预制砼模板支护。一般采用C15砼,预制高度为30cm、厚度为 15cm、长度为60cm的砼块,块的重量约 60kg,满足单人运输能力。砌筑时把砼块表面清除干净后,用1:2的140℃以上的沥青砂浆进行错缝砌筑,预制块之间的竖缝用沥青玛缔脂进行灌缝,以防沥青砼中的沥青漏出。 预制砼支护方式的优点是:沥青砼温度只须降到80℃以下两侧的过渡料即可开始进行夯实。据统计,在外界气温 -16℃- -11℃的施工条件下, 沥青砼从人仓温度160℃降至80℃,所需时间为5h-6h,较钢模板支护减少了近一半的间隙时间,并且能较好地控制心墙的结构尺寸。缺点是:采用预制砼模板支护是不能周转使用,只能投入工程一次使用,所以工程造价也相对较高,不经济。

2.2 沥青含量的选择

浇筑式沥青砼是指无空隙型的沥青砼,骨料间的孔隙全部由沥青填充,以增强沥青混合料的密实性和流动性。

沥青的含量直接影响到沥青砼的浇筑质量,若沥青含量过低,浇筑层面返油不均匀,骨料露于表面,容易形成结合层空隙;若沥青含量过大,浇筑层面返油厚度过厚,也影响沥青砼的整体质量。根据现场试验,140℃ -160℃的沥青砼对下层已浇筑沥青砼的烫化厚度约在 2cm-3.5cm 之间,若返油厚度越过 2cm-3.5cm,在两个浇筑层之间形成一条只含矿粉及少量小骨料的浇筑带,此浇筑带的技术指标无法达到设计标准。因此,配制沥青砼要选择适当的沥青含量。根据浇筑式沥青砼心墙技术控制指标及前苏联水科院推荐,沥青的含量一般为矿料的10% -16%。如: 新疆布尔津县华电紫金也拉曼水库工程选择为 10 % ,层面返油 厚度为 2cm-4cm;多拉特水库沥青含量选择为13.5% ,层面返油厚度为 4cm-6cm。

因此要控制沥青险的返油厚度在 2cm-3.5cm 之间,需要经过多次的实验确定沥青的含量。

2.3 沥青及沥青混合料的温度控制

沥青混合料温度控制是尤为重要的,应注意以下几方面:(1)沥青加热温度为150℃-170℃,沥青的加温时间在恒温时超过6h,沥青容易老化;(2)沥青砼人仓温度为140℃-170℃之间,若温度低于140℃,沥青砼失去自密的能力,并无法密实,应作为废料处理;(3)砂石料加热温度为170℃-190℃,不应大于200℃,砂石料加热温度超出170℃-190℃的范围,在施工的过程中就应相应地调整加热筒进料口的高度,以控制骨料在加热筒中的行走速度来达到所需的温度。

2.4 沥青砼的运输

沥青砼的运输可以采用装载机、前翻式翻斗车等。经测定,外界气温-5℃时,前翻式翻斗车运输300m,运输时间需5min-6min,沥青砼从出机口运到浇筑点人仓后,温度要下降2℃-3℃;外界气温-15℃时,用同样的运输方式,运距及所需时间相同时则温度下降3℃-5℃。因此,拌和站应当就近布置。若采用装载机进料, 每次运输1m3-1.5m3,运输过程中,经过颠簸到达浇筑点时,料斗内骨料下沉,先人仓的位置全为含骨料少的沥青混和料,最后人仓的为骨料集中的沥青混合料,影响了整个心墙中沥青砼骨料的均匀性及砼的其它性能。

根据工程中出现的情况,改用前翻式翻斗车运输,把翻斗车前挡板上开30cmx40cm的1个方洞,并安装控制门,人仓时跳隔人仓,能很好地保证沥青砼的质量。

2.5 过渡料的填筑

经过反复测量,50cm 厚的沥青砼心墙在外界气温 -30℃ -15℃的条件下,降至 80℃需要 4h -8h,降至 42℃左右需要约 10h。因此,对支撑式钢模板浇筑心墙须待沥青砼温度降至 42℃以下,才可拆除模板,然后再穷填过渡料;对于预制砼支护形式的心墙,预制块砌筑完成后,先把心墙两侧的过渡料进行松填,以防止过渡料沥青砼人仓时挤动砼预制块。直接夯实过渡料会挤动砼预制块,缩小心墙的结构尺寸。因此过渡料的夯填须沥青砼温度降至80℃以下,才能进行,夯填碾压机具必须在2t以下。

3 浇筑式沥青砼技术指标的质量检测

在浇筑式沥青砼心墙的施工过程中,对沥青砼混合料须重点进行分离度、流动度、砼密度、空隙率、防渗系数及水稳定系数的检测。严格按照规范要求进行检测,以保证工程质量。经过上百次的检测(以实验室的数据统计),具体情况见表2。

通过实验可以看出,经过严格的质量控制,浇筑式沥青砼的技术指标是不难达到的,并且沥青砼心墙达到了预期的防渗效果。

4 结语

(1)沥青砼的沥青含量需要经过多次实验,以选择最佳的沥青含量,必须控制沥青砼的返油厚度在2.0cm-3.5cm之间。(2)沥青砼浇筑完后,做好现场的温度检测,为心墙过渡料的填筑提供有效的数据(3)浇筑式沥青砼心墙的施工除了可在冬季施工外,当外界温度在 5'C以上时,可以采用洒水的办法对沥青砼实行降温,以缩短施工工序的间隙时间。(4)对沥青砼混合料须重点进行分离度、流动度、砼密度、孔隙率、渗透系数及水稳定系数的检测,以保证工程的施工质量。

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