張溪河抽水蓄能電站上水庫瀝青混凝土防滲面板施工技術

張溪河抽水蓄能電站上水庫瀝青混凝土防滲面板施工技術

0國內大型主要主要洪水建筑的防滲形式作為一種優(yōu)秀的柔性材料，其滲透性、滲透性、耐水性和柔軟性，易于維護。在國外，它被廣泛應用于防洪工程中，但在中國的大型節(jié)水建筑物中，使用相對較慢。自浙江天荒坪抽水蓄能電站上水庫采用瀝青混凝土防滲面板后,張河灣、西龍池、寶泉等蓄能電站庫盆也采用了類似的防滲形式?？梢灶A見,瀝青混凝土防滲技術具有廣闊的應用前景。張河灣抽水蓄能電站瀝青混凝土面板以其工程量大、首次采用復式結構、施工強度高和低溫夜間施工等特點,具有典型的代表性。1上水庫瀝青混凝土防滲工程張河灣抽水蓄能電站位于河北省石家莊市井陘縣測魚鎮(zhèn)附近,電站樞紐主要由上水庫、水道系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)及地面出線場、下水庫攔河壩和攔排沙工程等組成,工程等級為一等。上水庫采用開挖筑壩圍庫而成,主要工程有堆石壩、庫盆瀝青混凝土防滲面板、排水系統(tǒng)和庫岸基礎處理。上水庫采用瀝青混凝土面板全庫盆防滲,庫坡防滲面積20.0萬m2,庫底防滲面積13.7萬m2,總防滲面積33.7萬m2。瀝青混凝土總量9.31萬m3,其中庫底3.93萬m3,庫坡5.38萬m3。庫底面板厚28.2cm,庫坡面板厚26.2cm,庫坡坡度為1∶1.75,最大斜坡長67m。瀝青混凝土面板結構見圖1,面板各結構層設計厚度和滲透系數見表1。2青羊混凝土施工2.1材料的選擇生產瀝青混凝土所需的原材料主要有:瀝青、骨料和填料等三種。具體原材料的種類及進場數量見表2。2.2磷酸混凝土板施工2.2.1合作比2.2.2第一次場外護護產品量案在瀝青混凝土面板正式攤鋪施工前,分別在永久工程外和永久工程內進行施工工藝試驗和生產性試驗。2005年10月下旬承包商進行了第一次場外攤鋪試驗,2006年3月進行了第二次場外試驗。2006年3月~9月承包商陸續(xù)進行了場內生產性攤鋪試驗,包括庫底整平層、排水層和防滲層,庫坡整平層、排水層和防滲層,經過試驗確定了施工工藝和參數。2.2.3施工設備瀝青混凝土的施工設備包括瀝青混凝土拌和系統(tǒng),運輸、攤鋪、碾壓、牽引設備和轉運設備。瀝青混凝土施工具體機械設備見表6。2.2.4瀝青對車斗的壓過瀝青混合料采用自卸汽車運輸,瑪蹄脂采用特制的瑪蹄脂保溫運輸車運輸。裝料前,清理自卸汽車的翻斗,確保沒有雜物和殘留的瀝青混合料,并用噴槍在車斗內均勻噴灑一層柴油,然后提升車斗,確認沒有柴油向外流淌后裝載瀝青混合料。為保證混合料的溫度及防止雜物混入,頂部用保溫帆布覆蓋。2.2.5地板施工2.2.5.鋪料控制板設計(1)機械攤鋪。庫底瀝青混凝土施工由自卸汽車直接供料,2臺攤鋪機攤鋪作業(yè),攤鋪條帶寬6m,攤鋪條帶開放邊呈45°角。整平膠結層、排水層和防滲層攤鋪厚度分別為86、120、111mm。攤鋪溫度控制標準見表7。(2)人工攤鋪。不能用機械攤鋪的部位采用人工攤鋪。根據瀝青混合料不易分離的特點,人工用平板耙和鐵鍬進行混合料攤鋪。在振動碾能壓實的部位,庫底整平膠結層、排水層和防滲層鋪料厚度分別為95、120、130mm,振動碾壓不到的部位鋪料厚度為65mm。(3)碾壓。庫底初碾用SW500型振動碾,二碾和終碾用SW330型振動碾,振動碾壓不到的地方使用VP1135R(初碾)和VP1550AW(二碾)型平板夯進行碾壓。個別平板夯壓不到的地方用手持電動夯實。碾壓溫度控制標準見表7。2.2.5.上庫庫高開挖整地(1)機械攤鋪。庫坡瀝青混凝土攤鋪施工采用2套設備。每套設備由主鉸車牽引1臺庫坡攤鋪機作業(yè),攤鋪條帶寬4m,庫坡整平膠結層、排水層和防滲層攤鋪厚度分別為86、98、111mm。由自卸汽車向吊罐供料,再由主絞車吊運吊罐喂料至送料小車,然后由送料小車向攤鋪機供料。攤鋪出來的條帶開放邊呈45°角。攤鋪溫度控制與庫底相同。(2)人工攤鋪。上庫庫坡許多部位是空間曲面,斜坡攤鋪機無法攤鋪梯形條帶(僅能攤鋪矩形條帶),因此產生許多需人工鋪料的小三角形條帶,庫坡整平膠結層、排水層和防滲層人工鋪料厚度分別為95、98、130mm,這些三角形條帶可以用振動碾碾壓。進水口周圍振動碾壓不到的部位防滲層鋪料厚度為65mm。閘門井下方人工鋪料,振動碾壓實,鋪料厚度為65mm。庫頂小圓弧段由人工攤鋪,平板夯壓實。該處隨條帶整體同時施工,一次鋪料到設計厚度。(3)碾壓。庫坡采用SW250(初碾)和SW350(二碾)型振動碾碾壓,振動碾壓不到的地方使用VP1135R(初碾)和VP1550AW(二碾)型平板夯進行碾壓。碾壓遍數不少于4遍,個別平板夯碾壓不到的地方用手持電動夯壓實。碾壓溫度控制標準與庫底相同。2.2.5.不同用戶網絡化時的土體熱接口處理瀝青混凝土條帶間的接縫分為熱接縫和冷接縫,條帶接縫處溫度高于100℃的為熱接縫,低于100℃的為冷接縫。(1)縱向熱接縫處理。當溫度大于140℃時,不需進行處理,施工方法與一般區(qū)域相同。當溫度在139~100℃時,用掛在攤鋪機上的4組紅外線加熱器進行加熱,同時用攤鋪機尾部牽引的紅外加熱器加熱攤鋪后的新舊條帶之間的接縫區(qū)域。(2)縱向冷接縫處理。先將接縫上存在的雜物清理干凈,然后在攤鋪新條帶前1.5h涂一層冷瀝青,再使用懸掛在攤鋪機上的4組紅外線加熱器進行加熱,加熱標準是將已攤鋪條帶邊緣深度不小于10mm范圍加熱至高于100℃。同時用攤鋪機尾部牽引的紅外加熱器加熱攤鋪后的新舊條帶之間的接縫區(qū)域。(3)橫向接縫和人工攤鋪區(qū)域的接縫用人工架設紅外線加熱器加熱,加熱標準是將已攤鋪條帶邊緣深度不小于10mm范圍加熱至高于100℃,再攤鋪新條帶混合料。加熱器與被加熱面距離不小于8cm。2.2.5.加強網格的鋪設(1)排水條帶施工。庫底整平層鋪設后,用切縫鋸在設計位置切透整平層,人工撬出排水槽中的整平層瀝青混凝土。將排水槽兩側邊和底面的細粉(切縫產生的)清理干凈后回填排水層混合料,平板夯夯實?；靥詈蛪簩嵉臏囟瓤刂茦藴逝c表7排水層施工相同。(2)加強網格鋪設。鋪設加強網格的位置為:加厚層與防滲層之間、庫頂小圓弧部位(鋪在排水層上)、庫坡挖填接合部(鋪在排水層上)。施工方法為:首先清掃基面;其次人工使用滾動刷涂刷乳化瀝青,用量為0.5L/m2;待乳化瀝青的水份蒸發(fā)后(蒸發(fā)時間至少8h),鋪設加強網格,網格的重疊寬度不少于25cm;最后人工使用滾動刷再次涂刷乳化瀝青,用量為0.5L/m2,待其表面干燥后進行防滲層鋪筑施工。(3)塑性止水材料鋪設。在瀝青混凝土與水泥混凝土間的接縫處需鋪設塑性止水材料。鋪設工藝為:首先人工用鋼絲刷和壓縮空氣清除表面灰塵;其次在表面干燥的混凝土表面涂一層冷瀝青(0.2L/m2)待汽油完全揮發(fā)后(24~48h),再在其表面涂一層熱瀝青涂料(0.4kg/m2);最后在其表面均勻地鋪一層6mm的BGB,并用橡皮錘拍打排除空氣,使BGB與熱瀝青涂料緊密粘結。2.2.5.吊罐中瑪蹄脂大跨區(qū)域生長特性封閉層瑪蹄脂由瀝青拌和機拌制,拌制后儲存到儲罐中,由瑪蹄脂運輸車運到現場。瑪蹄脂在現場被加熱后自流到吊罐中,再用汽車吊將吊罐中的瑪蹄脂卸到瑪蹄脂噴灑車中?，斕阒浜媳葹?礦粉∶改性瀝青=7∶3。瑪蹄脂加熱溫度為190~200℃,涂刷溫度為185~195℃。庫底馬蹄脂噴灑車行駛速度為7.0m/min(一般)、5.0~9.0m/min(陡坡區(qū))。庫坡馬蹄脂噴灑車行駛速度為6.7m/min。相鄰條帶噴灑重疊寬度為20cm。庫坡施工時,瑪蹄脂噴灑車靠主絞車牽引。2.2.6夜間施工階段為保證瀝青混凝土的施工質量,合同文件規(guī)定:除非經工程師批準,防滲層和整平膠結層不得在夜間施工,在沒有特殊的保護措施時,承包商不得在環(huán)境氣溫低于5℃時、濃霧或強風(風速大于4級)時、遇雨或表面潮濕時施工;環(huán)境氣溫低于10℃時,封閉層不能施工。至2006年10月,防滲面板施工進度比計劃進度滯后約兩個月,為此,承包商申請在保證質量的前提下放寬排水層施工的溫度限制。監(jiān)理工程師同意將排水層攤鋪時的氣溫低限由5℃降低到3℃。經取芯檢驗,在3℃條件下攤鋪的排水層各項技術指標符合合同要求。2007年3月,防滲面板施工進度依然滯后,為此承包商申請在保證質量的前提下夜間施工庫坡防滲層。工程師經研究同意在工作面有足夠照明和保證質量的前提下夜間施工庫坡防滲層,施工時間為每天的5時~23時。經取芯檢驗夜間攤鋪的防滲層各項技術指標符合合同規(guī)定,外觀質量與白天施工的防滲層沒有差別。本工程成功地進行了排水層低溫施工和防滲層夜間施工,為研究和放寬瀝青混凝土施工條件做出了有益的嘗試。3施工和管理的長期成本3.1瀝青混凝土的施工合同要求2006年11月30日完成庫底防滲面板施工,2007年6月30日完成面板施工,2007年7月工程驗收移交。實際2006年3月17日開始庫底瀝青混凝土攤鋪施工,2007年6月21日封閉層完工,工程按合同時間要求完工。經統(tǒng)計分析,瀝青混凝土的施工強度主要受天氣、施工設備到場情況和設備完好率及技術工人熟練程度的影響。實際施工時,庫底瀝青混凝土日平均攤鋪強度為317m3/d,日高峰攤鋪強度為470m3/d;斜坡攤鋪日高峰強度為540m3/d。3.2中方對比選擇張河灣上水庫防滲面板工程利用亞行貸款修建,通過國際公開招標,選擇由日本大成公司與中國葛洲壩水電工程集團組成的聯(lián)營體為承包商。施工期日方在現場管理人員5~6人,其余均聘用中國員工。經統(tǒng)計施工期高峰人數為494人,平均施工人數200~400人。3.3施工設備與施工流程針對瀝青混凝土施工工期緊、施工經驗少等特點,采取了以下施工管理措施。(1)合理配置施工設備資源并科學組織施工。該工程機械化程度高、設備投入量大、非標準化設備多,為保證設備生產能力滿足施工要求,主要施工設備及拌和系統(tǒng)均按2套配備,不同工種、不同機械設備在不同作業(yè)面上按預定施工順序和時間協(xié)調作業(yè),保證了高強度施工。(2)提前準備材料物資和勞動力。通過提前簽訂原材料供應協(xié)議,嚴格材料控制檢驗,分層次、分批次動態(tài)投入各類人力資源,并提前進行技術培訓。(3)加強過程管理,及時采取趕工措施。針對各種原因引起的進度滯后,采取雙班制施工、低溫夜間施工,并加強質量控制、安全控制、材料控制等措施,最終比合同工期提前9天完成了施工任務。4瀝青混凝土施工張河灣蓄能電站瀝青混凝土防滲面板工程從2006年3月開始攤鋪施工,到2007年6月封閉層完工。目前上水庫庫盆已經蓄水,瀝青混凝土的施工質量經受了初步考驗。與天荒坪、西龍池及寶泉等抽水蓄能電站相比,張河灣抽水蓄能電站上水庫瀝青混凝土施工具有以下特點:(1)瀝青混凝土面板工程量居國內蓄能電站工程前列,面積為33.7萬m2。(2)斜坡瀝青混凝土面板坡度較陡,為1∶1.75,對施工機械設備及操作人員技術水平要求高。(3)首次采用復式結構。防滲面板存在曲面與斜面、曲面與曲面、斜面與混凝土建筑物相連接等多道工藝,對瀝青混凝土的層間處理、接縫處理等工序施工要求高。(4)瀝青混凝土施工受天氣影響明顯,施工強度較大,施工工期緊張。我國目前還沒有專門用于水工瀝青混凝土的試驗方法及施工規(guī)范,施工經驗較少。張河灣抽水蓄