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1、西龙池抽水蓄能电站上库盆沥青混凝土面板施工陈春雷 , 戈文武(葛洲坝集团 第二工程有限公司 , 四川 成都610091 )关键词 : 西龙池抽水蓄能电站 ;中图分类号 : TV641143 ( 225)上水库 ; 沥青混凝土面板 ; 施工文献标识码 : B文章编号 : 100020860 ( 2008 ) 1120058 204及相关辅助设备 、小型工机具等都得到应用与熟悉 ,但进入施工阶段后 , 由于施工作业的连续性 , 要求这 些设备的故障率尽量减少 。为此在施工前应对上述设 备进行检查保养 , 以确保施工顺利进行 。施工中使用的材料包括沥青 、骨料 、沥青混合料 以及柴 油 、汽 油 、
2、水 、方 木等 也要 在 施工 前进 行 检验 , 确保施工材料合格及供应连续 。 施工现 场 主 要 设 备 如 下 : 3000 型 沥 青 搅 拌 楼 ,R P951型路面摊铺机 , 经改造的德国 AB G生产的 T I2TAN 326 - 2 VD T型路面摊铺机 , 上海酒井 SW 330 型 振动碾 , 自行研制的主 、副绞车架 , 沥青玛蹄脂运输车和沥青玛蹄脂摊铺机 。施工中 , 人力资源配备也相当重要 。做到既能满 足施工要求又不会造成人力资源浪费 。为此须加强对 作业人员的技能培训 , 使其做到一人多能 。3 12 沥青混凝土运输3 1211 运输设备选择本工程沥青混凝土运输
3、选择了 10台 ( 20 t)斯太尔 运输车 , 并对其进行改装 , 加装后挡板 、保温棚等 。在斜坡沥青混凝土面板施工时 , 要将沥青混凝土 从斜面顶部送到正在斜面摊铺的斜面摊铺机料斗中 ,为此专门研制了与斜面摊铺设备配套的运料小车 , 由 主绞架的牵引可以上下输送沥青混凝土 。整平胶结层 、防渗层等混合料均可以采用改装后 的斯太尔运输 。但作为封闭层的沥青玛蹄脂是流态混 合料 , 且出料温度只有 100 左右 , 要达到 180 左右的施工温度 , 需在运输车内继续 加 热较 长时 间 保 温 。为此 , 专门研制了 4 台燃气加热玛蹄脂保温车 。1概述山西省西龙 池 抽水 蓄能 电 站是
4、 一座 以调 峰 、填谷 、调频及事故备 用等 任务 为 主的 电站 , 装机 容 量1 200 MW , 年发电量 18105 亿 kW h。枢纽工程由 上水库 、输水系统 、地下厂房系统 、下水库 、地面开关站等建筑物组成 。其中上水库采用沥青混凝土全库 防渗 , 防渗面积 22146 万 m2 , 于 2006 年 10 月全部 完成 , 经蓄水检查防渗效果达到设计要求 。2主要施工程序西龙池抽水蓄能电站上水库采用沥青混凝土防渗 的部位是库底及库岸二部分 , 摊铺区域顺序一般为先 平面后斜坡 。沥青混凝土面板为碾压式沥青混凝土工程 , 总的施工流程可以概括为 : 拌和运输摊铺碾压 。沥青
5、防渗面板所采用的是简式断面结构 , 其施工防渗层 (包括加强防渗层 )流程为 : 整平胶结层封闭层 。其 中 整 平 胶 结 层 和 防 渗 层 (包 括 加 强 防 渗层 )施工的具体步骤是 :(测温 ) 摊铺(测温 ) 初碾(测温 )复碾(测温 )终碾 。温度控制是摊铺与碾压的关键指标 。而碾压时的温度及碾压遍数又是沥青面板质量控制的关键 。 在设有加强网格的区域其施工顺序为 : 整平胶结层渗层冷沥青加强网格冷沥青加强防渗层防封闭层 。3主要施工工艺简介3 11 施工材料及资源配置在试验阶段 , 各种设备包括沥青混凝土搅拌楼 、 运输车 、摊铺机 、振 动碾 、牵引 机 (主 、副绞 架
6、车 )收稿日期 : 2008 209 211作者简介 : 陈春雷 , 男 , 高级工程师 。58W ater R esources and H ydropower Engineering V ol139 N o111陈春雷 ,等 西龙池抽水蓄能电站上库盆沥青混凝土面板施工3 1212 运输路线选择沥青混凝土摊铺施工的连续性要求从搅拌楼拌制 出的混合料送到施工区域的耗时最少 。最短 、最平坦 的运输路线不仅能保证现场摊铺施工的连续性 , 也能 减少运输途中混合料温度的损失 , 还能防止混合料骨 料离析 。西龙池项目的搅拌楼距施工现场只有 3 m in的车程 , 所以沥青混凝土的温度损失可以忽略不
7、计 。 运输道路是混凝土路面 , 相当平坦 , 能有效防止骨料 离析 。沥青混凝土运输车辆使用前 , 需将车斗内清扫干 净 , 保证沥青混凝土内不混入其他杂质 。装料前在车斗内部喷洒防粘剂 , 以使沥青混合料在运输过程中不 粘车斗 。防粘剂采用柴油 , 按 0105 L /m2 的标准用喷 雾器均匀喷洒到车斗内壁 , 以完全覆盖车斗内壁且无 余液积聚车斗底部为合格 。最好做到车斗内柴油喷洒 完毕后升起车箱 , 待车厢内没有柴 油 流下 后开 始 装料 。为避免沥青混凝土在运输过程中出现热量损失及 其他杂物混入 , 装料后车箱顶部盖上保温帆布 。在运 输途中应防止突然制动 , 以免沥青混凝土出现
8、骨料离 析 。沥青混合料运输车到达施工现场后 , 应自觉停靠 在现场设置的“车辆轮胎清扫点 ”, 将车辆轮胎进行 清扫干净后方可进入卸料现场 。要按照现场指挥人员 安排的施工路线 , 进入所安排的摊铺班组 。在库底施工时 , 运输车到达摊铺位置后将沥青混凝土卸入摊铺机受料斗内 , 运输车卸料时应在摊铺机 前 10 30 cm 处停下 , 不得撞击摊铺机 。卸料 过 程 中 , 运料车应挂空档 , 靠摊铺机推动前进 。如果在斜坡施工 , 运输车到达斜坡施工位置上方 的环库公路后 , 将沥青混凝土卸入主绞架的吊斗内 。由于吊斗提升能力有限 (小于 7 t) , 同时考虑到与摊铺 机装载能力匹配的问
9、题 , 将每台运输车上的沥青混凝 土分 23次卸入吊斗内 。然后由吊斗把沥青混凝土转 到运料小车 , 再由运料小车转人斜坡摊铺机料斗中 。沥青马蹄脂从运输车中转入摊铺车中 , 需要在施工区附近搭建卸料台 , 台上的运输车往台下的摊铺车 卸料 , 或使用有起重功能的设备 (如主绞架等 ) 将玛 蹄脂转吊到摊铺车中 。3 13 沥青混凝土的摊铺与碾压沥青混凝土的摊铺与碾压施工有库底 、斜坡之分 ;有整平胶结层 、防渗层 (包括加强防渗层 ) 、封闭层之 分 。就施工过程及使用设备情况而言 , 库底 (水平 )施 工相对简单 , 而斜坡 (斜面 )施工相对复杂一些 。3 1311 施工技术要求3 1
10、311 11 整平胶结层 整平胶结层铺设在碎石排水垫层和防渗层之间 ,它在沥青混凝土面板中的主要作用是保证沥青混凝土 面板与下面的碎石排水垫层能良好的结合 , 并为沥青 混凝土防渗层的摊铺施工创造良好的平整面 。由于整平胶结层为开级配沥青混凝土 , 具有一定的透水性 ,所以在防渗层和碎石排水垫层之间能起过渡作用 。 整平胶结层沥青混凝土压实后的厚度为 10 cm。经过生产性试验确定了施工中的摊铺厚度和温度控制标准 见表 1; 碾压遍数和碾压重迭宽度控制标准见表 2。在复碾结束后应确认开放端侧的接头锥度 , 要求 不超过 45 。3 1311 12 防渗层 (包括加强防渗层 )防渗层包括普通沥青
11、混凝土 (库底 ) 和改性沥青 混凝土 (斜坡 ) 两种 , 要求具有良好的防渗性 、抗裂性 、稳定性和耐久性 。防渗层厚度为 10 cm。对于构造上或施工上易成 为薄弱的部位可以加厚 , 即为加强防渗层 , 简称加厚 层 。本工程沥青混凝土中加厚层设于沥青混凝土面板 与混凝土结构接缝部位 , 以及库坡 、库底之间曲面连接部位或基础介质弹模差异较大部位 。 经过生产性试验确定的摊铺厚度和温度控制标准见表 1; 碾压遍数和碾压重叠宽度控制标准见表 2。 在复碾结束后应确认开放端侧的接头锥度 , 要求同整平胶结层 。3 1311 13 封闭层封闭层是涂刷或喷在防渗层的表面 , 可填满其表 面孔隙
12、, 以阻隔太阳光中的紫外线 , 减缓防渗层沥青 老化的薄层沥青马蹄脂 , 即沥青与填料的混合料 , 包 括普通沥青马蹄脂 (库底 ) 或改性沥青马蹄脂 (斜坡 )两种 。 西龙池沥青混凝土 项 目设 计要 求 封闭 层厚 度 为2 mm , 其普通沥青马蹄脂施工温度应该在 160 左 右 , 改性沥青马蹄脂施工温度应该在 180 左右 。3 1312 摊铺及碾压施工3 1312 11 库底沥青混凝土摊铺及碾压 库底为水平摊铺 , 主要使用机械 : 徐工集团 RP951型路面摊铺机 (改造 ) 、上海酒井 SW 330 型水平振动 碾 、运输车 (改造 )等 。库底沥青混凝土摊铺 : 先进行施工
13、放线 、场地清理 、机械检查等准备工作 。库底每条摊铺条幅宽度为614 m (首次摊铺条幅宽度 615 m ) ; 准备工作完成后 ,摊铺机开至待摊铺的条幅一端 , 用加热器加热熨平板 ,水利水电技术 第 3 9 卷 2 0 0 8 年第 1 1 期59陈春雷 ,等 西龙池抽水蓄能电站上库盆沥青混凝土面板施工表 1 沥青混凝土摊铺 、碾压施工温度控制标准机械 : 主 、副 绞 架 车 、运 料 小 车 、T ITAN 326 - 2 VD T型路面摊铺机 、 SW 330 型斜 面振 动 碾 、自 卸车 等 。 摊铺机和运料小车由主绞架牵引进 行工作 , 振动碾由副绞架牵引进行 工作 。斜坡沥
14、青混凝土摊铺 : 摊铺前 的准备工作与库底基本相同 。准备 工作完成后 , 主绞架就位 , 使其牵 引的摊铺机对准摊铺条幅 。加热器 加热熨平板 , 约 1015 m in。如有横缝 , 需同时对横缝加热 , 加热后 横缝温度不低于 100 。自卸车将 混合料倒入主绞架的吊斗 , 由主绞 架将吊斗转到摊铺机料斗上方 , 将 混合料卸入摊铺机料斗 。摊铺机下行到条幅开端开始摊铺 , 其后所用 混合料由运料小车转运摊铺机 。摊表 2 沥青混凝土碾压次数和碾压重叠宽度约 1015 m in (如果存在横缝 , 需同时对横缝加热 ,加热后横缝温度不低于 100 ) 。在待摊铺条幅的开 头及结尾端线上放
15、置 2条 1115 cm 厚的方木 , 其厚度要与摊铺的厚度相同 ; 自卸车到达并将混合料倒入摊 铺机受料斗后摊铺机开始摊铺前进 。需要注意的是 : 在摊铺条幅开头端木条后要放适量沥青混凝土 , 用人 工修成小于 45 角的斜坡 , 在条幅摊铺结束端也修成 小于 45 角的斜坡 ; 自卸车在摊铺机前 10 30 cm 处停下 , 不得撞击摊铺机 ; 卸料过程中 , 运料车应挂空 档 , 靠摊铺机推动前进 ; 对于已形成的条幅边缘应用 摊铺机修成 45 角的斜坡 , 然后进行相邻条幅的摊铺 与碾压 , 接缝两边一起重叠碾压 10 cm。库底沥青混凝土碾压 : 碾压的基本要求是保证摊铺层达到规定的
16、压实度和表面 平整 度 。碾 压分 为 初 碾 、复碾和终碾 。按表 1和表 2方法进行库底整平胶 结层 、加厚层 、防渗层的碾压 。库底封闭层摊铺 : 库 底封 闭 层摊 铺使 用的 主 要 设备为玛蹄脂摊铺车和玛蹄脂运输车等 。摊铺 方 法类似于沥青混凝土 。涂刷封闭层前 , 将防 渗层 表 面 清理干净 、干燥 。被污染而清理不 净 的部 分 , 应 喷 洒冷沥青 。封闭层的摊铺采用玛蹄脂摊铺车刮 刷 的 方法 , 摊铺厚 度 为 2 mm , 要 薄 层 、均 匀 地 填 满 防铺机下行或上行的速度与主绞架牵引的速度一致 。对已形成的条幅边缘应用摊铺机修成 45 角的斜面 , 然 后进
17、行相邻条幅的摊铺与碾压 , 接缝两边一起重叠碾压 10 cm。斜坡整平胶结层 、加厚层 、防渗层的摊铺 均按此方法进行 。斜坡沥青混凝土碾压 : 使用副绞架牵引斜坡振动 碾对斜坡沥青混凝土进行碾压 , 碾压的基本要求是保 证摊铺层达到规定的压实度和表面平整度 。斜坡面封闭层摊铺 : 斜坡封闭层摊铺使用的主要 设备为主绞架 、玛蹄脂摊铺车 、玛蹄脂运输车等 。斜 坡封闭层摊铺方法类似斜坡沥青混凝土摊铺 , 也可以 参照库底封闭层摊铺 。斜坡沥青混凝土摊铺及碾压施工相对库底较为复杂 。各种技术指标要求不变 , 但机械设备的配合使用 是其中的难点 , 也是斜坡施工的重点 。3 1313 特殊部位施工
18、3 1313 11 与水泥混凝土结构相接部位施工 沥青混凝土面板与水泥混 凝土 刚 性建 筑物 的 连接面不允许有锚栓 、支杆等构件穿过面 板 。沥 青 混 凝土与水泥混凝土的连结是先将水泥混凝土表面的 水泥浆硬壳用钢丝刷或凿毛机凿毛 , 清出废渣 后 用 压缩空气清除所有附着物 。在水泥混凝土表面 喷 刷 或涂刷一层冷 沥青 材 料 , 涂 量 为 1 kg /m2 左 右 , 待其干燥后再铺设塑性过渡材料 , 然后铺沥青砂 浆 或 沥青混凝土 。水泥混凝土表面在涂刷冷沥青前 应 烘 干 。渗层表 面 孔 隙 。涂 刷 好 的 封 闭 层 表 面 ,机行走 。3 131212 斜坡沥青混凝土
19、摊铺及碾压应 禁 止 人 、斜坡 (包括反弧段 ) 需采取斜面摊铺 ,主要使用60水利水电技术 第 3 9 卷 2 0 0 8 年第 1 1 期项 目防 渗 层整平胶结层振动碾型号改性沥青混凝土沥青混凝土初碾遍数静碾 , 2 遍静碾 , 2 遍静碾 , 2 遍SW 330复碾遍数振碾 , 6 遍 前振后不振振碾 , 6 遍 前振后不振振碾 , 2 遍 前振后不振SW 330终碾遍数静碾 , 2 遍 或直至轮印消失静碾 , 2 遍 或直至轮印消失静碾 , 2 遍 或直至轮印消失SW 330重叠宽度10 cm10 cm10 cmSW 330项目防 渗 层整平胶结层(库底或斜坡 )改性沥青混凝土 (
20、斜坡 )沥青混凝土 (库底 )摊铺厚度 / cm 摊铺温度 / 摊铺速度 /m m in - 1 初始碾压温度 / 二次碾压温度 / 终碾温度 / 11 (加厚层 6 cm )150 170018 115 140 110 9011 (加厚层 6 cm )140 1601 2 130 110 901115140 1601 2 130 100 90陈春雷 ,等 西龙池抽水蓄能电站上库盆沥青混凝土面板施工本工程中有进出水口周边廊道等水泥混凝土结构面与沥青混凝土面板连接 。在完成廊道水泥混凝土表 面的处理后喷涂冷沥青 , 待其干燥后均匀铺一层厚度 为 3 mm 的 IGA S塑性过渡料 。廊道水泥混凝
21、土上的 止水槽用塑性填料嵌填 。在止水槽嵌填之前 , 应将水 泥混凝土表面及止水片 (带 ) 表面清除干净 , 涂冷沥青材料 , 最后嵌填塑性填料 。 在廊道水泥混凝土 表 面的 冷沥 青 涂料 、塑 性 过渡料和塑性填料施工完成 2 3 d后 , 方可开始与其 相接的沥青混凝土的摊铺施工 : 首先进行整平 胶 结 层的摊铺与碾压施工 , 在水泥混凝土结构物的 边 缘用 017 t振动碾碾压和小型平板夯夯实 ; 其次是沥青 砂浆施工 , 人工卸下沥青砂浆然后摊开 , 每层最大厚 度控制在 20 cm 以内 , 然后在其上铺设木板 , 用平板 夯夯实 。防渗层的施工 : 此处防渗层厚度为 15
22、cm。每层摊铺厚度为 5 cm , 采用 017 t振动碾和平板夯压实 。3 131312 边角部位施工 由于库底一些角落或与水泥混凝土结构相邻的狭窄部位或常规摊铺和碾压设备无法使用的区域 , 采用 人工摊铺并用小型振动碾予以压实 。具体方法是 : 使用手推车从附近摊铺机前端受料斗取料 (摊铺机需要 停止前进 ) 或 由 自 卸 车 运 到 人 工 摊 铺 位 置 , 用 推 耙 (铁锹配合 ) 将沥青混合料仔细推平 , 厚度较旁边机 械摊铺厚度略高 015 cm (即 12 cm ) , 不留空隙 ; 如果 人工摊铺区域有开放端 , 则需在开 放 端放 置方 木 隔挡 , 保证开放端边 线的
23、 整齐 , 便于 下 一条 幅摊 铺 施空气吹净 。3 1314 12 接缝处理 施工缝分为垂直于摊铺方向的横缝和平行于摊铺方向的纵缝两种 , 在摊铺过程中不允许出现横缝 , 纵 缝的处理分为冷缝和热缝两种处理方式 : ( 1 )热缝是 指混合料摊铺时 , 相邻条幅的混合料已经预压实到至少 90 % , 但温度仍处于 100 以上适用于碾压情况 下的接缝 。防渗层 , 加厚层的热缝处理 , 是对先铺层 接缝处层面用摊铺机将边缘压成 45 角 , 然后进行相 邻条幅的摊铺与碾压 , 接缝两边一起由碾压机压实 。 整平胶结层的热缝如果温度下降太快可用 L PG加热器加热至 90 以上即可 。 (
24、2 ) 冷缝是指在一天工作 结束时所形成的接缝或接缝处温度低于 90 的缝 , 或某些区域的边缘 , 需在日后进行摊铺所形成的缝 。 接缝表面应涂乳化沥青 。乳化沥青涂好之后 , 不能马 上进行摊铺 , 必须在乳化沥青中的水分完全蒸发掉之后 , 方可进行摊铺 。前一条幅摊铺时 , 先利用振动压 板压到收工前最后条幅的边界 , 包 括 边缘 与层 面 呈45 角斜面 , 再用后续的振动碾压实到离接缝 10 cm 处 。在已冷却的上一个铺筑的条幅旁进行下一条幅铺 筑时 , 应用摊铺机旁的红外线接缝 加 热器 对接 缝 加热 , 以使接 缝 整 合 平 滑 , 加 热 温 度 应 控 制 在 100
25、 130 之间 。使用加热器加热施工接缝 , 应必须保证 加热深度不小于 7 cm , 并应严格控制温度和加热时 间 , 防止因温度过高而使沥青老化 。摊铺机因故停止 工作时 , 应及时关闭加热器 。对冷缝 45 角斜面进行加热时 , 其加热方向应与斜面基本平行 , 并尽量靠近 加热面 。3 14 沥青混凝土芯样孔的修补在沥青混凝土面板上钻取芯样后 , 按照以下方法 回填芯样孔 : ( 1 )把芯样孔口边缘切成 45 形状 ; ( 2 )然后清理孔壁表面 , 不留下任何杂物 ; ( 3 )用红外线 加热器加热孔壁 ; ( 4 ) 用相同的混合料按每 5 cm 一 层回填并击实填料 , 保持表面
26、平整光滑 。工 ; 使用手扶振动碾或平板夯进行压实 ,定的压实度及平整度为止 。3 1314 层间及接缝处理3 131411 层间处理直到满足规加强网格部位施工 :加强 网 格置 于整 平层 和 加厚层 (或防渗层 )之间 , 用于加强防渗层的抗变形能力 。铺设加强网格前首先在加厚层上均匀地喷 洒 一 层冷沥青 , 然 后 将 加 强 网 格 铺 上 、拉 紧 (加 强 网 格 搭接宽度 25 cm ) , 然 后再 均 匀地 喷洒 一 层冷 沥 青 ,最后摊铺防渗层 (或加厚层 ) 沥青混凝土 。摊铺过程 中应特别注意保护施工面的干燥和确保加强网格的 平展 。其他部位 : 整平胶结 层与 防
27、 渗层 条幅 要错 开 摊 铺 , 错距大于 50 cm ; 为 保 证 沥 青 混 凝 土 面 板 各 铺筑层间紧密结合 , 铺筑上一层时下一层层面必 须 干 燥 、洁净 、严禁层面泼洒柴 油 , 以 免 发生 鼓泡 。当 层面有灰尘 、泥土 、散落石子等杂 物 时 , 应用 压 缩4结语西龙池抽水蓄能电 站 上水 库沥 青 混凝 土面 板 工程 , 从 2006 年 5 月开始至 2006 年 10 月 , 全部施工 完毕 。累 计 完 成 整 平 胶 结 层 22146 万 m2 , 防 渗 层22146万 m2 , 加厚层近 6 万 m2 。工程质量全部合格 ,未出现返工现象 , 2007年 3 月通过了蓄水验收 , 其质 量完全满足设计要求 。(责任编辑陈小敏 )水利水电技术 第 3 9 卷 2 0 0 8 年第 1 1 期61