水利工程事关国民经济发展,意义重大,必须加强质量控制,确保工程能够发挥最大效用。随着技术的进步,很多施工工艺被应用于水利施工。渗漏现象是水利工程关注的重难点,一旦发生渗漏,各建筑物的稳定性能必将遭到破坏,进而引发安全事故,造成严重的损失。沥青混凝土是工程施工中常用的基本材料,与普通混凝土相比,防渗性能更强,而且施工简单,有利于节约成本,应用越来越广。在此主要介绍一种沥青混凝土心墙施工工艺。
1 实际案例分析
某河流上游开展一项水利水电工程,水库的总容量为 22 亿立方米,正常蓄水位 550m,死水位 480m,主要建筑物有电站厂房、重力坝、引水洞、泄洪孔、溢流孔等。电站采用 6 台 35MW 的发电机,年平均发电量达到 6. 25 亿千万时。防渗工作尤为重要,直接关系着工程效用的发挥,上游围堰堰体为沥青混凝土心墙,高 470m,顶宽 12m; 下游围堰堰体也采用沥青混凝土心墙,高 450m,顶宽 12m。
2 做好准备工作
2. 1 合理制定作业顺序
任何工程施工都要遵循正确的流程,沥青混凝土心墙也不例外,在施工之前,建设单位结合现场实际状况制定了相应的作业顺序,大致为: 截水墙的浇筑工作、按照标准对混凝土面进行处理、测量放线、按照要求架设模板、两侧过渡料的填筑、混凝土浇筑工作、检验后模板拆除。
2. 2 方案设计
为确保施工效果,设计人员经商榷,制定了两套施工方案加以对比。第一套方案在混凝土配置搅拌工作完成后,用装载机将其运输至现场; 由专业人员指挥进入仓库,途中不对混合料进行加温处理; 先架设模板,再铺填过渡料,然后展开混凝土浇筑工作,最后依次将模板拆除。第二套方案是使用特制的存储罐运输混合料,且途中为保温要进行加热处理; 到现场后,用吊车将存储罐吊至卸下料口,并缓慢倾斜,直至混合料全部卸完; 先架设模板,再进行混凝土浇筑,在模板拆除后再铺填过渡料。
经分析比较,最终选择第一套方案。第二套方案存在很多问题,如运输中极有可能发生离析现象、卸料速度较慢、浇筑不能连续进行等。
而第一套方案较为灵活,卸料速度快,各工序衔接自然,在保证质量的前提下,可提高施工速度,且能够节约成本。
3 沥青混凝土心墙施工中的质量控制
3. 1 合理地处理结合面
要起到较好的防渗效果,沥青混凝土心墙表面必须保持高度整洁。
此过程使用槽型薄钢板提前覆盖于其表面,以防被污染,且保持干燥度。处理结合面时,先将上面的杂物清理掉,然后用浸过汽油的布条仔细擦拭,可提高其清洁度。若有污渍难以清除,可选择喷灯烤化后铲掉。结合面局部可能较脏,加热软化后,经污渍和软化的混凝土一同去除。在段与段的结合面上,模板必须堵挡严实,否则浇筑时若混凝土偏移,极易把砂石等杂物盖在下面,形成渗水通道。通常在铺填过渡料结束后,才将之前覆盖的薄钢板拿掉。
3. 2 按照要求架设模板
模板的作用不容忽视,该工程使用的是钢制模板,长 140cm。墙宽和模板支撑使用 40cm × 40cm × 450mm 角制成的卡件支撑在模板顶部,以确保模板稳定。此环节也颇为关键,因为两侧要先填铺过渡料,而架设模板时极易出现模板下沉等问题,必须选择合适的方法,在此使用的是垫钢筋的方式。将长 60cm 的钢筋放在过渡料上,中间焊有 6cm的挡筋,可防止回填过渡料时模板变形。对于相邻的两块模板,搭接长度至少为 5cm,且架设模板之前要精确的测量放线,否则会影响到模板安装时的尺寸,需注意偏差不得超过 4mm。
3. 3 铺填压实过渡料
前面工作结束后,可开始过渡料的铺填和压实工作,使用专业装载机进行填铺,同时做好两侧的平起填筑工作。对于模板周围的过渡料,要采用人工方式回填,如果砾石过于集中,应及时整理。压实度与最终质量密切相关,按照标准要求,使用自行式振动机械来回碾压 8 遍,确保压实厚度要达到 40cm。
3. 4 控制混凝土浇筑
将混合料运输至现场,考虑到料斗可能会粘附混合料,所以提前涂抹了一层防粘剂。调节好入仓温度,为 140℃,在指挥员的指挥下,进行混凝土浇筑。采用分层浇筑的方式,自下而上逐层进行; 仓面则分段浇筑,并用钢板加以堵挡,是混凝土分段入仓,有效避免了离析现象。
需注意裂缝问题,不等超过规定值。当地的气候变化大,综合混合料温度、运输距离等因素考虑,为保证卸料过程中温度不会发生太大变化,在寒冷天气中入仓速度一定要快。另外,入仓时还需要有人工使用钢筋叉插捣,而且先卸下的料要和后卸下的料分开,以免混乱。
3. 5 拆除模板
浇筑工作结束后,需等其表面温度降至 110℃,强度和硬度达到要求时,再等 1h 左右才能开始拆除模板,且要严格按照规定的顺序和方法来拆,且模板上不能粘有混凝土。在模板与沥青混凝土的隔离问题上,先后采用了涂刷隔离剂、柴油、机油,还做了洗衣粉水、洗衣粉水与滑石粉溶液的涂刷试验,通过试验与现场施工,除隔离剂能有效脱模外,其它均不能有效脱模。但隔离剂造价较高且遇到有油的模板刷不上去,造成局部粘接,最后确定用粘贴牛皮纸的办法,经过试验效果很好。
在拔模时间问题上,一直没有定论,但按施工进度应该越快越好。
在心墙两侧埋有密实过渡料的情况下,要想等到沥青混凝土冷却硬化后拔模,那需要很长的时间,是不可能的。通过现场浇筑,为了减少拔模后过渡料对未硬化的沥青混凝土挤压而发生变形,一般在浇筑后 1小时左右拔模。但到了 -10℃以下时,又遇到了新的问题,就是在气温很低的情况下刚浇的沥青混凝土表面遇冷空气时硬化,加上表面油量较多强度低,而在内部温度较高,仍然有流动性,这时拔模表面就容易拉裂,要解决表面裂纹问题,一个办法就是等沥青混凝土硬化,拔模后不发生变形,另一个办法就是尽快拔模,未等表面硬化就拔模。现场试验采用后一种方法拔模,发现沥青混凝土表面局部有细小的裂纹,经过我们认真分析研究,认为后浇层沥青混凝土温度在 130 ~ 150℃ 之间,结合层若遇到高温时,裂纹会自愈,经过在沥青混凝土防渗心墙取芯检查,其结合层面结合良好,下层表面无裂纹证明了上述分析结果。
4 结束语
沥青混凝土具有诸多优势,防渗体具有较好的防水功能,且施工速度快,在水利工程中的应用越来越多。实际施工较为复杂,有一定的困难,每一个环节都要加强质量控制,保证整个工程的质量。
参考文献
[1]张小军. 沥青混凝土防渗心墙低温施工技术探讨[J]. 湖南水利水电,2012,24( 3) : 109 -110.
[2]林春伟,刘万英. 基于防渗技术在水利工程中的应用[J]. 黑龙江水利科技 2012,40( 8) : 143 -144.