形成原因
在土石壩修建過程中,防滲心牆施工是重要組成部分。瀝青混凝土防滲心牆具有很好的防滲和適應土石壩沉陷變形性能,已越來越多地套用於土石壩工程中,但其他的施工主要採用人工和半機械化施工方法,施工周期長、效率低、質量難以保證。隨著越來越多的瀝青混凝土防滲心牆套用於水工建築物中,瀝青混凝土防滲心牆大規模、高效率的機械施工成為一個技術難題急需得到解決。
工程施工承包單位聯合業主、設計和監理單位通過數十次各類試驗和研究創新。經過套用,總結了一整套成熟的碾壓式瀝青混凝土防滲心牆機械化施工工藝,並形成了《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》。通過三峽茅坪溪防護土石壩第一、二標段和四川南河冶勒水電站堆石壩等工程瀝青混凝土防滲心牆施工方案的實施和技術研究,施工過程中,嚴格按工法組織作業和進行全過程質量控制,解決了瀝青混凝土心牆施工中一系列重要技術難題,不僅加快了工程進度,使工程工期提前;而且保證了施工質量,工程質量達到優良等級;同時,取得了經濟效益。
工法特點
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的工法特點是:
1、利用公路成套瀝青混凝土拌合設備,進行改造後滿足水工瀝青混凝土防滲心牆的施工需要,施工質量和生產效率提高。
2、利用專用攤鋪機進行瀝青混凝土防滲心牆的施工,瀝青混凝土心牆專用攤鋪機可同時攤鋪過渡料和瀝青混合料,且瀝青混合料的攤鋪寬度和厚度可根據設計要求在一定範圍內調節瀝青混凝土心牆專用攤鋪機的使用不僅降低了勞動強度,同時加快了施工進度、保證了施工質量。
3、利用瀝青混凝土防滲心牆的碾壓設備,根據不同的心牆設計寬度採用不同的碾壓方式進行碾壓,不僅解決了“寬碾碾窄牆”的施工技術難題,使施工質量得到保證、施工進度加快,新穎的工法技術促進了碾壓式瀝青混凝土心牆工程施工技術進步,社會效益、環境效益和經濟效益顯著。
4、瀝青混凝土為熱法施工,對溫度要求高,施工受自然條件制約多,採取詳細可行的冬、雨期施工技術措施,使施工質量和施工進度得到了保證。
5、將中國傳統的人工作業和半機械化施工技術發展到全機械化施工,解決了工程施工中,效率低、勞動強度高、質量不穩定等一系列問題,在工程工期、質量、安全造價等技術經濟效能上均有較大提高。
操作原理
適用範圍
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》適用於各類土石壩碾壓式瀝青混凝土防滲心牆的施工。
工藝原理
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的工藝原理敘述如下:
在土石壩中採用碾壓式瀝青混凝土心牆防滲,代替其他形式的防滲結構,施工方法類似於碾壓混凝土和公路瀝青混凝土施工,主要環節:礦料加工、瀝青混凝土拌合、運輸、攤鋪、碾壓等,均採取全機械化作業。施工前進行室內、現場和生產性試驗,取得各項施工工藝參數,以指導現場施工施工中對全過程進行質量檢測和控制,重點控制原材料質量;瀝青混合料的拌合時間;瀝青混合料的拌合、鋪築等過程的各種溫度;瀝青混合料的攤鋪速度、碾壓速度、碾壓方式、碾壓遍數等技術參數,確保瀝青混凝土施工質量。施工後採用無損檢測和鑽孔取芯的方式進行瀝青混凝土施工質量的檢驗。整個施工過程從原材料及施工的各個作業環節和施工後的檢測等各方面進行嚴格控制,從而使瀝青混凝土施工質量滿足設計要求。
施工工藝
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的施工工藝流程:
施工準備→礦料加工→瀝青混合料製備→瀝青混凝土心牆鋪築。
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的操作要點如下:
一、礦料加工
1.礦料加工流程如下圖所示。
2.施工工藝及要求
(1)塊石儲運
①塊石運輸
瀝青混凝土骨料加工宜優先選用能與瀝青粘結良好的鹼性岩石加工。加工瀝青混凝土各級骨料所用塊石要求清潔、岩質堅硬、質量穩定,且塊度小於20厘米。塊石採用自卸汽車運輸。
②塊石儲存塊石儲存量以滿足約5~10天的鋪築用量(加工廠離工地較遠時,可適當增加儲存量)塊石儲存設防雨棚、碎石或混凝土地坪,地坪高出周圍地面30厘米以上,以防雨水倒灌。
(2)塊石加工
①粗、細碎:粗、細碎分別用反擊式破碎機製取粗骨料立式衝擊破碎機製取細骨料及填充料。
②篩分:破碎的混合礦料經過一段篩分,分成>20毫米和<20毫米的礦料,>20毫米的礦料用膠帶機輸送到細碎破碎機循環破碎,<20毫米的礦料分級用膠帶機輸送到淨料堆場堆存,最粗一級骨料亦可送入細碎循環破碎,經過二段篩分後,按設計要求分成粗骨料和細骨料,分級用膠帶機輸送到淨料堆場,最細一級的礦料用鏈式輸送機輸送到分選機。
③分選:礦料用鏈式輸送機送入分選機分選,將分成>0.074毫米和<0.074毫米的兩種礦料。並分別用鏈式輸送機輸送至儲罐或淨料堆場儲存。
④柱磨:柱磨車間設柱磨機加工<0.074毫米礦粉。
⑤天然砂:為改善瀝青混凝土的性能,可摻入一定比例的天然砂,摻量由試驗確定。
(3)骨料及粉料儲存
①粗骨料:不同粒徑的骨料堆存用隔牆分開,防止混雜和骨料分離。淨料場上部設防雨棚,底部設廊道,用膠帶機將各級骨料輸送至骨料配料倉(或直接採用裝載機轉運礦料至配料倉)。淨料的堆存數量以滿足5~10天的鋪築用量(加工廠距工地較遠時,可適當增加儲存量)。
②細骨料及粉料:經過分選後大於0.074毫米的細骨料和小於0.074毫米的粉料用密封儲罐儲存。儲罐的容量與相應骨料的儲存量匹配。
二、瀝青混合料製備
1.瀝青混合料製備工藝流程如下圖所示。
2.施工工藝
(1)瀝青混合料製備系統
瀝青混合料生產設備採用連續烘乾、間歇計量及拌合的綜合式工藝流程。拌合廠的生產能力滿足高峰鋪築強度的要求。拌合樓採用成套設備。瀝青混合料製備系統主要設施有瀝青車間、柴油儲罐、瀝青混合料拌合系統設備及其他輔助生產設施。
①瀝青儲存及脫桶脫水:瀝青為桶裝。桶裝瀝青儲存在瀝青儲庫,儲存量滿足瀝青混凝土澆築強度要求,根據料源距工地遠近決定儲存量的大小。桶裝瀝青堆存高度在1.8米以內,並有足夠的通道供運輸和消防急用。不同批號的瀝青分別堆存防止混雜。瀝青儲庫保持乾燥、通風良好。面積滿足瀝青儲存量的要求。桶裝瀝青採用連續式化油桶、間歇式化油間熔化。設備為瀝青熔化,脫水,加熱聯合裝置。瀝青脫桶、脫水加熱處理能力與瀝青混合料拌合樓匹配良好瀝青的儲存、熔化、脫水和加熱保溫場所均設有防雨、防火設施。
②瀝青混合料拌合系統:拌合樓配套設備應配有配料倉,乾燥筒、瀝青恆溫罐、熱油加熱器、除塵器、瀝青混合料保溫儲罐及中心控制室等設施。
③其他生產及輔助生產設施:系統布置的其他生產及輔助生產設施有污水處理池、設備倉庫、機修車間、變電所、地衡站、現場試驗室及辦公室等。生產及輔助生產設施的面積以滿足生產要求為標準,場內道路採用泥結石或混凝土路面。整個系統用圍牆與外界隔開,實行封閉式管理。
(2)水工瀝青及熔化、脫水、加熱與恆溫、輸送
①水工瀝青:
瀝青混凝土所用瀝青為正式工業產品,質量符合水工瀝青的技術要求。
②瀝青熔化、脫水、加熱:瀝青拆包後,通過液壓自動翻轉裝置送進瀝青熔化、脫水、加熱聯合裝置,以導熱油為介質來加熱熔化,確保加熱均勻,防止瀝青老化。瀝青脫水溫度控制在110~130攝氏度,配有打泡和脫水裝置,使水分氣化溢出,防止熱瀝青溢沸。瀝青熔化、脫水一定時間後,繼續加熱至150~170攝氏度,低溫季節取較高溫度值,加熱時間控制在6小時以內。
③瀝青恆溫:瀝青恆溫溫度控制在150~170攝氏度,嚴格控制上限溫度。瀝青加熱至規定溫度後輸送至恆溫罐儲存使用,恆溫時間不超過24小時,以防瀝青老化。
④瀝青輸送:瀝青從恆溫罐至拌合樓採用外部保溫的雙層管道輸送內管與外管間通導熱油,避免瀝青在輸送過程中凝固堵塞管道。
(3)燃油儲存與運輸
礦料乾燥加熱、瀝青熔化脫水加熱所用燃油均採用柴油。在系統內設定柴油集中儲罐柴油從中轉油庫用柴油運輸車運至系統儲油罐貯存,燃油採用油泵向各用油工段供油。
(4)骨料初配及乾燥加熱
①骨料初配:儲存於淨料堆場和儲罐的
骨料,用膠帶機或鏈式輸送機(亦可採用其他設備、方法)分別輸送至各級配料倉備用。各級骨料分別採用電振給料器進行初配,用膠帶機混合輸送至乾燥加熱筒。
②骨料乾燥加熱:冷骨料均勻連續地送入乾燥加熱筒加熱,加熱溫度控制為170~190攝氏度。經過乾燥加熱的混合骨料,用熱料提升機提升至拌合樓頂進行二次篩分。熱料經過篩分分級,按粒徑尺寸儲存在熱料斗內,供配料使用。
(5)瀝青混合料的拌制
①配料:瀝青混合料採用重量配合比,礦料以乾燥狀態為標準,礦料和瀝青分別分級計量和單獨計量,配料嚴格按照批准的瀝青混凝土配料單進行配料。所有稱量設備在使用前都進行校準、測試,並定期予以校驗,以保證稱量精度。所有組成材料按級配配製,並且總量相符。配料與稱量相互連鎖,在配好的料未完全卸出且卸料閥門完全關閉之前下一次配料不能啟動;在所有配料料斗未達到需用量前,任何稱量料斗的卸料閥門不能開啟,在配好的料斗中,料未完全卸出且稱量設備沒有恢復平衡以前卸料閥門不能關閉。
②瀝青混合料拌合:瀝青混合料拌合設備採用成套的瀝青混凝土專用拌合樓。在瀝青混合料正式生產前,操作人員對混合料拌合系統的各種裝置進行檢測,主要檢測稱量系統的精度、計時、測溫設備及其他控制裝置的運行情況。拌制瀝青混合料時,先投骨料和礦粉乾拌15~25秒,再噴灑瀝青濕拌45~60秒,具體拌合時間通過試驗確定。拌出的瀝青混合料確保色澤均勻、稀稠一致、無花白料,黃煙及其他異常現象,卸料時不產生離析,出機口溫度宜控制在140~175攝氏度,以滿足瀝青混凝土攤鋪和碾壓溫度要求為準。拌合好的瀝青混合料卸入受料斗,經卷揚機提升滑軌提升到拌合樓瀝青混合料成品料倉(保溫儲罐)儲存。
(6)瀝青混合料儲存與保溫
瀝青混合料採用保溫儲罐儲存。瀝青混合料保溫按24小時內每4小時溫度降低不超過1攝氏度,瀝青混合料儲罐採用電加熱方式加熱,儲罐保溫採用礦棉層保溫。
三、瀝青混凝土防滲心牆鋪築
1.瀝青混凝土心牆鋪築工藝流程如下圖所示。
(1)人工鋪築工藝流程如下圖所示。
(2)機械鋪築工藝流程如下圖所示。
2.瀝青混凝土防滲心牆施工工藝
(1)瀝青混合料運輸
水平運輸設備採用瀝青混合料專用保溫汽車或瀝青混合料保溫罐運輸車,垂直運輸設備為吊車或經改裝後的帶有保溫料斗的裝載機。所有瀝青混合料的運輸、施工機具在使用之前,均應塗刷一層防粘劑,防粘劑不得對瀝青混合料有損害或起化學反應,塗量的大小由現場試驗確定。運送瀝青混合料的設備不用時應立即清理乾淨。瀝青混合料運輸設備要具有良好的保溫效果,能保證瀝青混合料運輸過程中溫度損失控制在允許範圍。瀝青混合料運輸設備及運輸道路要能保證瀝青混合料在運輸過程中,不出現骨料分離和外漏,能保證瀝青混合料連續、均勻、快速及時地從拌合樓運至鋪築部位。運送瀝青混合料的車輛或料罐的容量應與瀝青混合料的拌合、攤鋪機械的生產能力相適應。
(2)瀝青混合料攤鋪
①鋪筑前的準備:a.與瀝青混凝土相接的水泥混凝土結構物表面,採用≥30兆帕高壓水沖毛,將表面的浮漿、乳皮、廢碴及粘附污物等全部清除乾淨,使粗糙平坦,乾淨和乾燥。b.按設計要求已完成水泥混凝土結構物表面的冷底子油和瀝青瑪瑞脂的施工。
②模板的架設和拆卸:瀝青混合料機械攤鋪施工前,調整攤鋪機自帶的鋼模寬度以滿足設計要求。瀝青混合料人工攤鋪段主要採用鋼模,並應保證心牆有效斷面尺寸。人工架設的鋼模牢固、拼接嚴密、尺寸準確、拆卸方便。鋼模定位後的中心線距心牆設計中心線的偏差小於±5毫米。瀝青混合料填入鋼模前,先進行過渡料預碾壓。瀝青混合料碾壓之前,先將鋼模拔出並及時將表面粘附物清除乾淨。
③過渡層填築:當採用專用攤鋪機施工時,過渡料的攤鋪寬度和厚度由攤鋪機自動調節。
攤鋪機無法攤鋪的部位,採用人工配合其他施工機械補鋪過渡料。人工攤鋪段過渡料填筑前,宜用防雨布等遮蓋心牆表面。遮蓋寬度應超出兩側模板30厘米以上心牆兩側的過渡層同時鋪填壓實,防止鋼模移動。距鋼模邊15~20厘米的過渡料待鋼模拆除後,與心牆騎縫碾壓。心牆兩側的過渡料應採用3.0噸以下的小型振動碾進行碾壓。碾壓遍數按設計要求的密度通過試驗確定。
④瀝青混合料的鋪築:瀝青混凝土心牆與過渡料、壩殼料填築儘量同步上升,均衡施工,以保證壓實質量。心牆和過渡層與壩殼料的高差不大於80厘米。瀝青混凝土心牆採用水平分層,層厚度控制為20~30厘米,採取全軸線不分段一次攤鋪碾壓的施工方法。機械攤鋪時應經常檢測和校正攤鋪機的控制系統。人工攤鋪,每次鋪筑前,應根據瀝青混凝土心牆和過渡層的結構要求及施工要求調校鋪築寬度、厚度等相關參數。瀝青混合料的攤鋪採用專用攤鋪機進行,攤鋪速度以1~3米/分鐘專用機械難以鋪築的部位可採用人工攤鋪,用小型機械壓實。連續鋪築2層以上的瀝青混凝土時,下層瀝青混凝土表面溫度應降到90攝氏度以下方可攤鋪上層瀝青混合料。瀝青混合料的入倉溫度應通過試驗確定,宜控制為140~170攝氏度。
(3)瀝青混合料碾壓
瀝青混合料碾壓採用小於1.5噸的專用振動碾,按瀝青混凝土心牆不同高程的設計寬度,分別採用不同型號的心牆專用振動碾和不同的碾壓方式進行碾壓。瀝青混合料與過渡料的碾壓按先過渡料後瀝青混合料的次序或按試驗確定的次序進行。瀝青混合料的碾壓應先無振碾壓,再有振碾壓;碾壓速度宜控制在20~30米/分鐘;碾壓遍數通過試驗確定,前後兩段交接處重疊碾壓3050厘米。碾壓時振動碾不得急剎車或橫跨心牆行車。瀝青混合料碾壓時嚴格控制碾壓溫度,初碾溫度不低於130攝氏度,終碾溫度不低於110攝氏度,最佳碾壓溫度由試驗確定。整個碾壓過程應做到不粘碾、不陷碾、瀝青混凝土表面不開裂。當振動碾碾輪寬度小於瀝青混凝土心牆寬度時宜採用貼縫碾壓,當振動碾碾輪寬度大於瀝青混凝土心牆寬度時宜採用單邊騎縫碾壓各種機械不得直接跨越心牆。在心牆兩側2米範圍內,不得使用10噸以上的大型機械作業。
(4)接縫及層面處理
①瀝青混凝土與混凝土接縫面處理:與瀝青混凝土相接的水泥混凝土表面採用高壓水沖毛機沖毛,將表面的浮漿、乳皮、廢渣及粘著污物等全部清理乾淨,保證混凝土表面乾淨和乾燥。瀝青混凝土與混凝土接合面所用的瑪脂在施工現場拌制,配製時,嚴格按試驗結果並報批准的配合比和溫度進行控制。鋪設瀝青瑪脂前,在清理乾淨且乾燥的混凝土表面均勻噴塗1~2遍冷底子油,待冷底子油乾涸後,再鋪設瑪蹄脂,接縫施工程式如圖5.2.3-4所示。瀝青瑪脂和瀝青混合料鋪設時,注意保護和校正止水銅片。
②瀝青混凝土心牆橫向接縫處理:瀝青混凝土心牆儘量保證全線均衡上升,保證同一高程施工,減少橫縫。當必須出現橫縫時,結合坡度做成緩於1:3的斜坡,上下層橫縫錯開2米以上。接縫施工時,使用人工剔除表面粗顆粒骨料,先用汽油夯夯實斜坡面至瀝青混凝土表面返油,再用振動碾在橫縫處碾壓使瀝青混合料密實。在下次瀝青混合料攤鋪前,用鋼釺鑿除斜坡尖角處的瀝青混凝土,並且鋼絲刷除去粘附在瀝青混凝土表面的污物並用高壓風吹淨。攤鋪時,按層面處理的辦法先用紅外加熱器加熱,使層面溫度達70攝氏度以上,再進行瀝青混合料攤鋪、碾壓。
③層面處理:在已壓實的心牆上繼續鋪筑前,應將結合面清理乾淨。污染面採用壓縮空氣噴吹清除。如噴吹不能完全清除,套用紅外線加熱器烘烤污染面,使軟化後剷除。當瀝青混凝土心牆層面溫度低於70攝氏度時,採用紅外線加熱器加熱至70~100攝氏度。加熱時,要控制加熱時間,以防瀝青混凝土老化。瀝青混凝土表面停歌時間較長時,採取覆蓋保護措施。鋪筑前,將結合面清理乾淨,並乾燥、加熱至70攝氏度以上時,方可鋪築瀝青混凝土,必要時應另在層面上均勻噴塗一層稀釋瀝青,待稀釋瀝青乾涸後再鋪築上層瀝青混凝土。瀝青混凝土心牆鑽孔取芯後留下的孔洞及時回填,回填時應先將鑽孔吹洗乾淨,擦乾孔內積水,用管式紅外加熱器將孔壁烘乾並使瀝青混凝土表面溫度達到70攝氏度以上,再用熱瀝青混合料按5厘米一層分層回填,人工使用搗棒搗實。
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的勞動力見下表。
材料設備
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》所用的材料及設備明細如下
一、瀝青混凝土原材料
瀝青混凝土原材料質量嚴格按《水工碾壓式瀝青混凝土施工規範》DL/T 5363—2006控制。試驗檢測嚴格按《水工瀝青混凝土試驗規程》DL/T 5362—2006進行。
二、瀝青混凝土主要施工機械設備
瀝青混凝土主要施工機械設備見下圖所示。
質量控制
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的質量控制要求如下:
一、工程質量控制標準
碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工質量嚴格按《水工碾壓式瀝青混凝土施工規範》DL/T 5363—2006控制,試驗檢測嚴格按《水工瀝青混凝土試驗規程》D/T 5362—2006進行。控制過程主要有:原材料的檢驗與控制;瀝青混合料製備質量的檢驗與控制瀝青混凝土施工質量的檢驗與控制。主要指標有:
1、原材料:瀝青的針入度、軟化點、延度三項指標;骨料的級配及超遜徑、密度、堅固性、粘附性;填料的密度、含水量、親水係數、級配。
2、瀝青混合料製備:瀝青混合料製備質量檢驗與控制包括原材料質量控制、工藝控制、溫度控制、施工配合比控制等方面。
3、瀝青混凝土施工質量的檢驗與控制:
(1)瀝青混合料在鋪築過程中應對溫度、厚度、寬度、碾壓及外觀進行檢查控制,在施工過程中設定質量控制點。
(2)在瀝青混凝土攤鋪施工的每一個施工單元,採用無損檢測的方法對瀝青混凝土密度、滲透係數和孔隙率進行檢測。
(3)瀝青混凝土攤鋪、碾壓施工完成並完全冷卻與氣溫接近的條件下,鑽孔取芯,進行瀝青混凝土的物理力學性能試驗。
(4)不合格測點的處理
無損檢測發現不合格的測點,應在該測點處鑽取芯樣進行複測:
①芯樣測試值合格,則確定瀝青混凝土質量滿足要求。
②若芯樣測試值仍不合格,應經過分析施工資料,擴大鑽芯檢測範圍,確定處理方案。
二、質量保證措施
1、建立質量保證體系,並按照體系要求進行職能分配,做到職責明確,各司其責。制定和完善各項質量管理制度和約束機制的全過程,獎優罰劣。
2、及時編制質量計畫,設定質量控制點。設施工專職質檢員,做好各工序的質檢工作,做到前道工序不合格,不允許下道工序施工。
3、統一施工管理,嚴格控制工序施工質量、工序銜接及分段流水作業,保證均衡上升,連續施工。
4、對所有參加瀝青混凝土的施工人員,進行技術培訓,合格後才能上崗。
5、瀝青混凝土施工用礦料和心牆兩側過渡料必須經現場施工質檢驗收,符合設計要求才能使用。
6、質量滿足要求的礦料,堆放在淨料堆場內,並採取隔離防雨和排水措施,防止污染。
7、做好原材料的檢測試驗工作,確保各項指標滿足設計要求。
8、做好瀝青混合料拌合的質量控制,對拌制不合格的瀝青混合料作廢棄處理。
9、瀝青混凝土運輸道路,採用較緩的縱坡,並保證路面平整,路面派專人維護,保證運輸機械在運瀝青混合料過程中,減少瀝青混合料溫度損失,並保證不使瀝青混合料在運輸途中發生骨料分離。
10、嚴格控制瀝青混凝土施工溫度、鋪築厚度、鋪築寬度、壓實參數,確保瀝青混凝土施工質量。
11、做好機械設備保養和維護工作,確保機械完好率。
12、在瀝青混凝土鋪築的全過程中必須詳細做好施工記錄,主要內容有:
(1)鋪築的高程、層號、起止樁號。
(2)每一鋪築層的瀝青混凝土方量,瀝青混凝土所用原材料的品種、質量以及瀝青混凝土施工配合比。
(3)每一鋪築層的起止時間、施工期間所發生的意外事故、模板情況、生產安全情況。
(4)鋪築地點的氣溫、氣象、每一鋪築層的各種原材料溫度、瀝青混合料出機溫度、攤鋪溫度和碾壓溫度。
(5)倉面的鋪築方法(人工或攤鋪機),鋪築長度、橫縫條數、位置及結合坡度。
(6)每一鋪築層的攤鋪厚度、壓實厚度、碾壓遍數(無振和有振)、表面平整情況、孔隙率的測試結果及瀝青混凝土的容重。
(7)瀝青混凝土試件的試驗結果及分析。
(8)特殊情況下的處理措施及效果分析。
(9)施工監測儀器的埋設部位、埋設日期、埋設高程及相應的觀測依據。
安全措施
採用《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
一、施工安全
瀝青混凝土生產為高溫作業,必須建立安全生產制度,有相應的安全組織安全管理人員,對職工加強安全教育,定期進行安全檢查,及時發現問題,採取措施防止事故發生。
1、建立的安全制度,所有工作人員培訓合格方能上崗,並經常進行安全教育和檢查。
2、瀝青罐、油料罐及輸送管路應經常檢查,發現滲漏及時處理,以防著火。
3、瀝青加熱應注意控制溫度,不得超過閃點,以防著火。
4、瀝青罐加蓋鐵蓋防護,以免雨水浸入發生溢沸傷人。
5、瀝青罐開口及各閥門開口方向禁止站人,以防瀝青突然噴出傷人。
6、為瀝青混凝土施工安全所制訂的各項安全操作規程,必須嚴格執行,並隨時接受監理人的檢查。
7、各種施工機械和電器設備,均按有關安全操作規程、規範操作養護和維修。
8、施工現場尤其是易燃易爆品倉庫和儲罐,配備消防設備。
二、勞動保護措施
1、定期給施工操作人員發放必需的勞動保護用品。
2、瀝青操作人員穿束袖、束褲工作服,戴口罩、手套,用毛巾圍頸。噴灑瀝青工段工作人員戴鞋罩。對瀝青有過敏反應的人員,不參加施工。
3、粉塵較重部位的工人配帶目鏡和防塵口罩。
4、施工現場配備柴油、紗頭、肥皂(或洗衣粉)、毛巾和洗手用具,以便操作人員清洗。
5、施工工地應配備醫務人員和保健藥品,如有燙傷人員發生則立即處置並送醫院。
三、消防
瀝青混凝土骨料和瀝青混合料拌制系統要除塵防污、防火、防爆並定期檢查更換消防器材,保證消防設施完好。
環保措施
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的環保措施如下:
1、將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內,合理布置、規範圍擋做到標牌清楚、齊全,各種標識醒目,施工場地整潔文明。
2、定期清運沉澱泥砂,做好泥砂、棄渣及其他工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施,廢水除按環境衛生指標進行處理達標外,並按當地環保要求的指定地點排放。棄渣及其他工程廢棄物按工程建設指定的地點和方案進行合理堆放和處治。
3、優先選用先進的環保機械。採取設立隔聲牆、隔聲罩等消聲措施降低施工噪聲到允許值以下,同時儘可能避免夜間施工。
4、對施工場地道路進行硬化,並在晴天經常對施工通行道路進行灑水,防止塵土飛揚,污染周圍環境。
5、瀝青混凝土拌合系統應遠離生活區及其他作業區,並宜設在施工區的下風處。
6、礦料加工及乾燥加熱工段應做好粉塵收集,使之達到衛生標準。
7、煙道有足夠的高度,以利有毒氣體的排放和擴散。
效益分析
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的效益分析如下:
1、該工法將瀝青混凝土防滲心牆的施工轉為全機械化施工,開創了中國瀝青混凝土防滲心牆全機械化施工先例,施工技術達到國際領先水平。推進了技術進步,為類似工程的施工提供了可靠的文字依據和技術指標。具有較高的技術價值和社會效益。在工法的基礎上編寫形成的中華人民共和國電力行業標準《水工碾壓式瀝青混凝土施工規範》DL/T 5363—2006於2007年5月1日起實施。
2、採用騎縫碾壓和一系列先進工藝,不僅解決了“寬碾碾窄牆”的瀝青混凝土心牆的施工技術難題,使土石壩碾壓式瀝青混凝土心牆的施工既保證了施工質量,又使施工進度加快,同時為類似工程建設提供了可靠的決策依據和技術指標。
3、新穎的工法技術促進了碾壓式瀝青混凝土心牆工程施工技術進步,社會效益、環境效益和經濟效益。如在三峽茅坪溪防護土石壩第一標段、第二標段瀝青混凝土防滲心牆施工中,使工程提前工期13個月,增收節支2302.81萬元;又如在四川南椏河冶勒水電站堆石壩碾壓瀝青混凝土防滲心牆工程施工中,使冶勒水電站提前發電1.7年,增收節支32351.90萬元。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》的套用實例如下:
一、三峽茅坪溪防護土石壩第一標段碾壓式瀝青混凝土防滲心牆工程
1、工程名稱、地點及結構形式
茅坪溪防護土石壩是三峽水利樞紐的重要組成部分屬一等1級水工建築物防護壩防滲結構形式採用碾壓式瀝青混凝土心牆,心牆設計軸線為0+126.80~1+028.00,全長901.20米,心牆頂高程E.L.184.2米,牆底最低高程E.L.91.0米,心牆最大高度E.L.93.2米。心牆厚度一般由頂部高程E.L.184.0米處的0.5米漸變至高程E.L.94.0米處的1.2米,心牆底部視不同地段通過3米高漸變擴大段分別與混凝土基座、混凝土墊座、混凝土防滲牆連線。心牆上、下游側分別設定2.0米和3.0米厚的過渡層,過渡層施工與瀝青混凝土同時上升。瀝青混凝土設計總工程量約5.0萬立方米。它是中中國地同類型首例大型高壩瀝青混凝土心牆工程。茅坪溪防護土石壩分二個標段施工,其中第一標段為E.L.142.00米以下部分,防滲瀝青混凝土心牆施工軸線長度668.42米。
2、開竣工日期
1997年12月11~12日瀝青混凝土心牆E.L.91.5高程人工攤鋪生產性試驗,標誌著瀝青混凝土施工正式開始。2000年9月27日瀝青混凝土心牆澆築到E.L.142高程,瀝青混凝土心牆第一標段完工,比契約竣工日期2000年9月28日提前1天完工。
3、主要工程量
第一標段主要契約工程量見下表。
4、質量評定
茅坪溪防護壩瀝青混凝土心牆工程,截止到E.L.142.0米高程,共施工252層,按倉次和上升層數劃分瀝青混凝土共完成401個單元工程(含瑪脂38個單元,稀釋瀝青38個單元),過渡料164個單元工程。其中瀝青混凝土優良單位工程42個,工程合格率為100%,優良率為85.3%,瀝青混凝土心牆施工質量達到了優良等級標準。
二、三峽茅坪溪防護土石壩第二標段碾壓式瀝青混凝土防滲心牆工程
1、工程名稱、地點及結構形式
茅坪溪防護土石壩第二標段為E.L.142.00米以上部分。
2、開竣工日期
該標段瀝青混凝土於2001年5月8日開工,2003年5月25日完工。比契約工期(2004年6月30日)提前13個月。
3、主要工程量
第二標段主要契約工程量見下表。
4、質量評定
瀝青混凝土心牆工程分為瀝青瑪脂鋪設、瀝青混凝土心牆、過渡料填築三個分項工程經監理組織各項目的單元工程質量評定,瀝青混凝土心牆分部工程共完成499個單元,合格率100%,其中優良單元個數455,分部工程優良率為9.2%。依照有關部頒及三峽TGPS標準,本分部工程施工質量已達優良等級,施工進度、施工質量均滿足契約要求,被評為優良工程。各分項工程質量評定情況見下表。
三、四川南椏河冶勒水電站堆石壩碾壓式瀝青混凝土防滲心牆工程
1、工程名稱、地點及結構形式
南椏河冶勒水電站攔水壩位於四川省西部南椏河上游,為碾壓瀝青混凝土心牆堆石壩。壩頂寬度14.0米,E.L.2654.5米;最大壩高125.5米,壩頂長710.0米,碾壓瀝青混凝土防滲心牆位於壩軸線上游3.7米、E.L.2533.0~2653.0米之間,牆體淨高120.0米,瀝青混凝土2.9萬立方米。瀝青心牆與水泥混凝土基座相接的瀝青混凝土大放腳高1.8米,底部厚2.28米、頂部1.2米;大放腳以上的心牆厚由1.2米漸變到0.6米,心牆頂長411.0米。碾壓式瀝青混凝土心牆高度在中國(2005年前)在建或設計的同類型工程中為最高。
2、開竣工日期
2003年11月20日瀝青混凝土心牆施工正式開工。2005年11月25日瀝青混凝土心牆達到壩頂設計高程,比契約竣工日期提前一年半完工。
3、主要工程量
冶勒水電站瀝青混凝土心牆主要工程量如:瀝青混凝土心牆:2.6萬立方米;瀝青混凝土大放腳:0.3萬立方米;Ⅰ區過渡料:7萬立方米;Ⅱ區過渡料:14萬立方米。
4、質量評定
冶勒水電站瀝青混凝土心牆工程,工程合格率為100%,優良率為99.3%,根據分部分項單元工程質量評定標準,瀝青混凝土心牆施工質量達到了優良等級標準。
榮譽表彰
《碾壓式瀝青混凝土心牆堆石壩施工技術研究及套用》於2005年獲得中國葛洲壩水利水電工程集團有限公司科技進步特等獎。
《高寒多雨地區碾壓瀝青混凝土心牆施工技術研究與套用成果》於2007年獲得四川省科學技術獎二等獎。
2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》,《碾壓式瀝青混凝土防滲心牆施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。