二油二砂施工工艺在面板堆石坝工程中的应用

二油二砂施工工艺在面板堆石坝工程中的应用

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摘要:为减少挤压边墙与混凝土面板之间的约束,避免面板下部脱空,进而减少面板裂缝,梨园水电站大坝挤压边墙表面采用“二油二砂”工艺喷涂乳化沥青,形成柔性的面板基面,效果良好。

关键词:挤压边墙表面二油二砂施工工艺效果

1工程概况

梨园水电站大坝为混凝土面板堆石坝,坝基高程EL.1471m,坝顶高程EL.1626m,最大坝高155m,坝顶长525.328m,上游侧采用挤压边墙护坡,坡比1:1.4。挤压边墙坡面面积87590m2,乳化沥青设计厚度不小于3mm。

2材料技术指标

2.1沥青材料技术指标

沥青选用阳离子改性乳化沥青,沥青颗粒d≤5um,具有流动性好、粘结性好、稳定性好等特性,且易于喷洒、破乳固化适度适中。改性乳化沥青主要技术指标见表1。

表2-1改性乳化沥青主要技术指标

2.2砂料技术指标

砂料由本工程砂石系统生产,细度模数控制在2.6左右,能充填挤压边墙表面孔洞,与沥青粘结较好。

3施工准备及方法

3.1施工准备

3.1.1施工机具及材料准备

(1)卷扬机1台,放置工作面的坝顶平台,配重约14t,采用吊车吊移以实现工作面转换。

(2)撒砂车1辆,车配2个滚筒碾轮,3t砂斗及工作平台。工作时撒砂车由卷扬机上、下拖动。

(3)乳化沥青盛装罐1个,下装4个移动轮,上设增压泵。

(4)将输送乳化沥青的高压橡皮管(装有万向滑轮)顺坡安装好,用钢丝绳和铁丝捆绑固定在坝顶钢筋桩上;

(5)将筛分好的砂料用20t自卸汽车运到坝顶,反铲将砂料装入砂斗中,然后用吊车将砂斗吊运至撒砂机的料斗上方,砂入料斗。

3.1.2工作面清理

挤压边墙表面平整度用3m直尺检查,高差不得大于20mm,对超过平整度要求的突出部分凿除,凹陷部分用于挤压边墙相同的混凝土找平,并清扫干净,保证表面平整干净。

3.1.3施工保护

施工前应用塑料膜将周边缝铜止水及下部的沥青砂垫层覆盖保护。

3.2施工工艺

为保证挤压边墙表面喷涂的乳化沥青达到设计要求,本工程采用“二油二砂”的施工工艺。具体流程如下:

坡面复核合格→喷涂乳化沥青→铺洒砂料→喷涂乳化沥青→铺洒砂料

(1)喷涂乳化沥青(一油)

坡面复核合格后,将成品乳化沥青倒入盛装罐,启动增压泵,通过高压橡胶管将沥青送达工作面,操作手在安全绳的保护下,手持喷枪上下、左右移动,将雾化的乳化沥青均匀、无缝地喷涂在挤压边墙表面。压力调试以乳化沥青能充分雾化并能将工作面松散砂料和灰尘吹开为宜。本工程“一油”用量约2.88kg/m2,喷洒压力为1~1.2MPa。

(2)铺洒砂料(一砂)

操作手喷涂乳化沥青后,撒砂车紧跟其后,在沥青尚未破乳凝固前,操纵撒砂车将料斗中的砂料均匀铺洒到已喷洒沥青的工作面上[1],在不能使用机械洒砂的部位,可人工用铲砂铺洒。铺洒砂料要均匀、适量,无缝覆盖,必要时可对砂料适当加水,保持湿润,延缓沥青破乳凝固速度。

(3)喷涂乳化沥青(二油)

施工方法与“一油”相同,乳化沥青喷洒量变为1.88kg/m2,喷洒压力为1~1.2MPa。

(4)铺洒砂料(二砂)

施工方法与“一砂”相同,铺洒2遍砂料,砂料总使用量应不小于5.1kg/m2。

4质量检验

由于“二油二砂”工艺喷涂乳化沥青属于新技术新工艺,没有现成的行业验收规范可循,根据梨园水电站的特点,本工程以面板分块为基础,每个面板块为单位进行检查验收,共计45个单元。

4.1厚度检测

沥青砂喷洒碾压完成后,每个单元随机选取10个点,人工破坏检查,45个单元合格率为100%,平均厚度3.7mm(设计要求不小于3mm),满足设计要求。

4.2破坏性检验

(1)用水量50L/min的流量顺坡冲刷0.5h以上,验证抗击雨水冲刷效果,经实验,45个单元均未现剥离破坏,合格率100%;

(2)用粒径20cm左右的石块顺坡滚动至坡底,45个单元均未见明显划痕破坏,合格率100%;

5小结

梨园水电站大坝筑坝石料多为软质岩(占设计总量的69%),坝体沉降变形较大,根据工程特点,针对性的在挤压边墙表面喷洒乳化沥青,形成面板的柔性工作基面,即可减少面板与挤压边墙之间的硬性约束,又能有效适应坝体变形。

混凝土面板施工完成后,梨园水电站物探检测项目部利用地质雷达法和远红外热成像法对面板与挤压边墙之间进行了脱空检测,结果表明,面板与挤压边墙之间未发现有明显脱空区域[2]。通过本工程的实践证明,“二油二砂”工艺喷涂乳化沥青技术在梨园水电站成功应用,能对相似面板堆石坝提供借鉴作用。

参考文献:

【1】尹以厅、代发晶.苏家河口面板堆石坝坡面乳化沥青隔离层施工.《人民长江》,2009.5。

【2】杜爱明、张旻舳.物探检测中心大坝面板脱空检测报告.2014.8。

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