沥青混凝土防渗技术在抽水蓄能工程上的应用.docx

          沥青混凝土防渗技术在抽水蓄能工程上的应用                    [摘 要]随着我国经济的快速发展，我国的水电建设将迎来黄金发展期，特别是国家提出“双碳”目标后，水电建设更加蓬勃发展，相关水电施工技术也将会有着深层次的发展大坝作为水利水电工程的重要组成部分，其施工质量直接关系到工程的成败在水利水电工程中，为保证大坝整体防渗质量，目前在抽水蓄能施工中应用较多的是沥青混凝土面板防渗技术随着大力推行节能减排，沥青混凝土防渗技术会在抽水蓄能水库施工中越来越广泛的应用[关键词]水利水电工程；沥青混凝土防渗；施工技术1 工程概况沥青混凝土防渗主要在抽水蓄能水库中，特别是在上水库防渗上应用广泛，上库有环库公路，堆石坝上游面板下碎石垫层和过渡层按水平宽度3m，岸坡及库底碎石垫层垂直厚度0.6m，库底填筑区碎石垫层和过渡层按垂直厚度1m沥青混凝土面板自上而下由0.2cm厚的沥青玛蹄脂封闭层、10cm厚防渗层、10cm厚胶结层组成，总防渗面积约33.3万㎡在坡底、坡顶连接反弧段及库底挖填分界范围内，增加5cm沥青混凝土加厚层2 技术指标2.1原材料技术要求沥青混凝土防渗面板所用原材料如沥青、骨料和填料等满足性能要求，主要技术指标控制项为SBS(I-C)改性沥青技术、片麻状闪长岩粗骨料、片麻状闪长岩细骨料、矿粉等。

2.2面板混凝土技术要求沥青混凝土面板由内至外的结构顺序为10cm厚整平胶结层、10cm厚防渗层、2mm厚封闭层，面板总厚度20.2cm整平胶结层孔隙率10-15%，热稳定系数≤4.5（20℃与50℃时的抗压强度之比），水稳定系数≥085，渗透系数1×10-2-1×10-4cm/s防渗层沥青混凝土渗透系数≤1×10-8cm/s，水稳定系数≥0.93 防渗机理和施工方法及流程3.1防渗结构形成机理在热拌沥青混合料的压实过程中，高温下的沥青由于其粘稠度不大而起到润滑剂的作用，使得碾压时矿料颗粒更加易于移动，从而发生矿料位置的重新调配，同时将积存于混合料中空气挤出混合料经过压实其容重大大增加，形成具有必要密实度、强度、抗水性的沥青混凝土当温度在90℃以上(特别是在110℃以上)时，沥青混凝土具有良好的可塑性，和良好的碾压施工性能利用沥青混凝土的这一特性，采用自动化的沥青混凝土拌和系统，拌制出温度在170℃以上的沥青混凝土拌和料然后由摊铺机摊铺成设计厚度的面板，由摊铺机自带的振动板进行预压当温度降低到115～135℃左右时，用振动碾进行2～3遍碾压，达到设计要求的密实度当温度进一步降低到90℃左右时，对面板进行收光碾压，从而形成符合设计要求的面板结构。

3.2施工条带划分3.2.1施工条带划分原则（1）划分条带应充分满足机械性能和施工需要；（2）平直段尽量划分为等宽条带；（3）划分条带不可避免地需人工作业时，需尽量使人工摊铺面积和接头数量最少；（4）条带变幅时，应使其变化幅度不致过大，易于机械操作；（5）库坡上沥青混凝土段尽量采用机械化浇筑在曲线段，由于坡顶弧线段的长度和坡底弧线段的长度不同，因此对该段混凝土混合物以扇形渐变条带状进行浇筑；（6）库底条带要考虑库底条带结合地形变化，减少条带倾斜接缝的出现3.2.2施工条带划分沥青混凝土面板采用分层铺筑，分条幅流水作业库底摊铺条带宽3-5.5m，岸坡条带垂直于库岸或坝轴线划分，宽度一般宽度5.5m，摊铺条带开放边呈45°角，不规则部分条带宽度小于3m时采用人工摊铺曲线段利用摊铺机的熨平梁具有液压伸缩功能、摊铺宽度可在3～5.5m之间变化的特点，采用下窄上宽（凹弧）的条幅划分，避免大量的人工摊铺3.3整体施工程序抽水蓄能电站上水库沥青混凝土防渗面板采用简式断面面板，在乳化沥青施工完成后，依次进行整平胶结层、防渗层沥青混凝土铺筑施工，最后在表面进行封闭层沥青玛蹄脂涂刷施工采用简式断面结构，其施工过程是乳化沥青→整平胶结层→防渗层（包括加厚层）→封闭层。

其中整平胶结层和防渗层（包括加厚层）施工的具体步骤是（测温）摊铺（测温）→（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→乳化沥青→加强网格→乳化沥青→（加厚层）防渗层→封闭层4 主要施工设备在施工过程中设备配置非常重要，选好设备组合能起到事半功倍的效果，沥青混凝土的施工设备包括水平运输设备、摊铺设备、碾压设备、斜坡牵引设备和加热设备等其他相关设备4.1水平运输设备沥青混凝土水平运输设备采用30t自卸运输车改装成的保温运料车，自卸车四壁增设保温板，同时在沥青混合料顶部覆盖棉絮和隔热防水的帆布，以减少沥青混合料在运输过程中温度的损失，减少气候对温度影响4.2摊铺设备摊铺设备主要分为库底沥青混凝土摊铺设备、斜坡摊铺设备及封闭层摊铺设备库底摊铺机摊铺宽度为3～5.5米，单机生产能力130t/h斜坡摊铺设备采用定制斜坡摊铺机，摊铺宽度为3～5.5m，单机生产能力65t／h沥青面板封闭层采用沥青玛碲脂洒布车刮涂，单机功率为20kW，单台容量为2m³，喷洒宽度为2.95m4.3碾压设备沥青混合料碾压主要设备采用徐工XMR303S振动碾，其主要参数为工作重量为3.1T，振幅0.46mm，激振力32kN，振动频率60Hz，压实宽度为1.2m。

辅助设备有手扶式振动平板夯（质量65kg,频率98Hz,离心力11kN）和手持式振动夯，主要用于接缝处理4.4斜坡牵引设备斜坡牵引设备主要分为用于牵引摊铺机及喂料小车的主绞设备，牵引振动碾及封闭层施工设备的副绞设备两大类4.5加热设备每台沥青摊铺机前布置悬挂式红外线加热器，在摊铺作业时能随机器同步前行加热冷缝斜面沥青摊铺机在摊铺过程中出现停机时应及时关闭加热器，避免长时间加热导致沥青严重老化和烤焦沥青混凝土接缝斜面加热深度不低于2cm，表面温度不低于100℃，以便于两个条幅接缝粘结牢固，减少接缝处理工作量，提高接缝质量和防渗效果5 施工重难点（1）原材料选定沥青混凝土是由沥青、矿料和掺料组成经压实而成的混合物，其中沥青为胶结材料，选择合适的沥青是决定沥青混凝土性能的关键2）设备配置选型沥青混凝土防渗面板工程量大、工期紧、质量要求高，宜使用机械化的设备施工3）沥青混凝土温度控制沥青混凝土的力学特性对温度变化十分敏感，温度控制至关重要，其主要施工工艺是利用沥青混凝土在不同温度下不同的力学特征、对各个温度阶段采取一定的施工方法来完成沥青混凝土施工的因此在采用碾压式沥青混凝土防渗面板施工时，对温度的控制贯穿整个施工过程。

沥青混凝土从拌制、运输、摊铺、碾压各个阶段的温度应满足施工工艺要求4）现场质量控制重点主要在接缝处理(主要是冷缝)、面板与进/出水口等刚性建筑物的连接部位等，其中施工缝是沥青混凝土最薄弱的环节，施工接缝的质量好坏直接影响防渗效果[参考文献][1]DL/T5310-2013,沥青混凝土面板堆石坝及库盆施工规范[S].[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会发布.DL／T5363—2006水工碾压式沥青混凝土施工规范[M].中国电力出版社,2009.  -全文完-。