沥青混凝土心墙土石坝在新疆坝工建设中的应用现状及施工技术.pdf

水利水电技术第4 2卷2 0 1 1年第l 2期 沥青混凝土心墙土石坝在新疆坝工建设中的 应用现状及施工技术 李湘权 ，克里木 ( 新疆水利水电规划设计管理局 ，新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 0 ) 摘要 ：结合沥青混凝土心墙 土石坝在新疆坝工建设 中的应用成果和建设经验 ，对沥青混凝土心墙在 施工阶段 的原材料选择 、制备方式 ，沥青混凝土心墙主要施工程序、施 工方法和施工技术在新疆的应 用及存在的问题进行 了分析、探讨。 关键词：沥青混凝土心墙；土石坝；应用现状；施工技术 中图分类号：T V 6 4 1 4 3 ( 2 4 5 ) 文献标识码 ：B 文章编号：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 1 ) 1 2 0 0 5 3 0 6 Co n s t r u c t i o n t e c h n i q u e a n d a p p l i c a t i o n s t a t u s o f e a r t h - r o c k fi l l d a m wi t h a s p h a l t c o n c r e t e c o r e i n d a m c o n s t r u c t i o n i n Xi n j i a n g LI Xi a n g q u a n，Ke r i m ( X i n j i a n g Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r P l a n n i n g a n d D e s i g n A d m i n i s t r a t i o n ， I r t i m c h i 8 3 0 0 0 0 ， X i n j i a n g ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：I n a c c o r d a n c e w i t h t h e a p p l i c a t i o n a c h i e v e me n t s a n d c o n s t r u c t i o n e x p e r i e n c e s o f e a r t h - r o c k f i U d a m wi t h a s p h a l t c o n c r e t e c o r e w i thi n t h e fi e l d o f d a m c o n s t ruc t i o n i n X i n j i a n g ， t h e s e l e c t i o n a n d p r e p a r a t i o n o f t h e r a w m a t e ri al f o r t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e a s p h a l t c o n c r e t e c o r e wa l l a s w e l l a s t h e r e l e v ant a p p l i c a t i o n s o f the ma i n p r o c e d u r e s ，me tho d s a n d t e c h n i q u e s t o t h e c o n s t ruc t i o n a n d t h e p r o b l e ms t h e r e i n are a n aly z e d a n d d i s c u s s e d h e r e i n Ke y wo r d s ：a s p h alt c o n c r e t e c o r e w a l l ；e a r t h roc k f i l l d am；a p p l i c a t i o n s t a t u s ；c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e 1 沥青混凝土心墙土石坝在新疆坝工建设中 的应用现状 新疆沥青混凝土心墙土石坝基本修建在北部严寒 或寒冷地区，如表 1 所列 ，截至 2 0 0 9年底 ，已建成 的 6座 ( 不含正在施工和已开工项 目) ，土石围堰 ( 临 时工程) 2座 。目前峡沟水库沥青混凝土心墙坝( 坝高 3 6 3 8 In ，碾压式) 、下坂地水利枢纽工程沥青混凝 土心墙坝( 坝高 7 8 In，碾压式 ) 、克孜加尔水利枢纽 工程沥青混凝土心墙坝 ( 坝高 6 3 In，碾压式 ) 和库什 塔依水电站( 坝高 9 1 In，碾压式) 等大、中型控制性 水利枢纽工程已开工建设 。 另外 2 0 1 0年启动 的自治 区“ 定居兴牧” 水利工程 中已确定立项的 2 5座中小型水库工程中有 1 4座为沥 青混凝土心墙土石坝，并从 2 0 1 0年下半年开始陆续 开工建设 ， 计划 2 0 1 2 年全部投入运行。 2 沥青混凝土心墙施工技术 近十年新疆在沥青混凝土心墙土石坝建设方面 进步较快 ，取得 了一些成果 ，尤其是在新疆 北部严 寒地 区的特殊气候环境和复杂地理条件下进行施工 积累了一些宝贵 的经验 。新疆 已建工程虽然数 量不 多 ，规 模较 小 ，但 设计 、施工 、运 行都 比较成功 ， 证 明了沥青 混凝 土心墙坝建设更适合新疆 的气候条 件。 沥青混凝土心墙 的施工过程包括施工准备 ( 原材 料供应和施工设备选购、安装调试等) 、沥青混凝土 混合料 的制备 、沥青混凝土拌和 、沥青混凝土运输 、 收稿 日期 ：2 0 1 1 0 5 1 7 作者简介 ：李湘权 ( 1 9 5 7 一 ) ，男 ，湖南安 化人 ，教授 级高级工程 师 ， 局长。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李湘权， 等沥青混凝土心墙土石坝在新疆坝工建设中的应用现状及施工技术 表 1 新疆 已建沥青混凝土心墙土石坝工程统计 工程名称 地点 最大坝高 m 坝顶长度 m 工程 主要任务 开工 一完建 年 心墙厚度 c m 心墙施T方法 坎儿其水库 鄯善县坎儿其河上 5 1 3 0 3 2 0 工农业供水 1 9 9 8 2 0 H 0 1 6 0 4 0 碾 压式 多拉特水库( 改建 ) 托 里县多拉特河上 3 4 5 O 1 1 2 农 牧业灌溉 1 9 9 8 2 0 0 1 5 0 浇筑式 和布克赛 尔 蒙古 自治县 加音塔拉水库 ( 改建) 2 6 6 1 1 6 2 T农 业和城镇供水 2 o o 22 0 0 5 5 0 浇筑式 和布克河 中游 铁厂沟水库 托里县科克塔勒河 上 2 9 7 8 工农业和城镇供水 2 0 0 82 0 0 9 3 0 浇筑式 射月沟水库 哈密市 3 4 5 O 3 8 6 5 0 工业供水 、灌溉 、防洪 2 0 0 72 0 o 8 4 0 浇筑式 照壁山水库 乌鲁术齐县板房沟河上 7 1 1 1 0 2 0 0 5 7 0 5 0 碾压式 Q P Q H 游围堰 北疆 5 1 3 0 施工导流 2 o o 5 8 0 4 0 浇筑式 K L S K上游围堰 北疆 3 2 O 施工导流 2 0 0 5 3 0 浇筑式 表 2碾压式与浇筑式沥青混凝土心墙应用及技术 比较 特点 浇筑式沥青混凝土心墙 碾压式沥青混凝 土心墙 使用范围或 对于 5 0 m以上 的沥青混凝 土心墙土石坝 ，采用浇筑式方案在技术 目前其高度适应范围为 1 5 0 m 以下 ，对于坝高超过 1 5 0 m以上应 使用条件 上需进行专 门的论证 有专门的论证 基本特性及 随着墙体 的升高其稳定性 能逐渐下 降。沥青混 凝土 的密度为 2 2 其稳定性能 比浇筑式更好，可用 于更高 的坝上 。沥青混凝 士的密 基本 参数 2 3 t m ，孔隙率 2 3 9 t m ，孔隙率均 1 2 h ) 涂沥青玛蹄脂 ，铺层厚度 为 2 c m，配合 比为 ：沥青 ： 矿粉 ： 砂子 =1 ： 2： 2 。摊 铺时的控制温度为 1 8 02 0 0 ，间隔卸料 ，人工摊 铺平整。 2 7 2模板制作及安装 模板采用 3 m m厚钢板制作 ，高 0 5 m，长 3 6 m，人工安装 。 2 7 3过渡料填筑 采用 自卸汽车直接卸料入仓 ，推土机摊平人工辅 助，采用 0 7 7 t 手扶振动碾在心墙两侧同时进行碾 压 ，碾压前 ，将沥青混凝土表面盖好 。 2 7 4 沥青混凝土浇筑 采用 3 m 装载机运输 ，运距约 2 5 0 m左右 ，运 输时间 2 3 m i n ，运输过程未采取保温措施 ，与过渡 水利水电技术第4 2卷2 0 1 1 年第1 2期 李湘权， 等沥青混凝土心墙土石坝在新疆坝工建设中的应用现状及施工技术 料平起施工，流水化作业，全线均衡上升。人工配合 入仓 、平仓 ，用钢钎插捣密实 ，每一层厚控制在 3 0 4 0 c m，连续浇筑。 2 7 5提 升模板 沥青混凝 土人仓浇筑后 ，待沥青混凝土表面温 度降至 1 1 0左右时开 始脱模 ，人工拔 出模板 ，两 边模板 同时垂直提升 。拆模时如温度过低 ，用液化 汽火炬烘烤钢板背面 ，使沥青混凝 土轻微熔 化 ，即 可脱模 。新 疆其 他 工程 采用 在钢 模板 内侧 贴 牛皮 纸 ，待沥青混凝土表 面温度 降至 1 1 0 o C时可用人 工 方便提升模板 。 2 7 6过 渡料补 碾 待沥青混凝土达到一定强度后 ，采用 0 7 7 t振 动碾对心墙两侧进行补碾 ，过渡料补碾根据过渡料摊 铺 、碾压试验成果进行 。 2 7 7 沥青混凝土结合面处理 用苫 布覆 盖 已浇筑 的 沥青 混凝 土 表 面 ，在老 沥青混 凝 土 上 继续 浇筑 时 ，将 结 合 面 清 理 干净 ， 液化汽火炬烘烤粘污面，使其软化铲除。有钻芯 取样 部 位 ，处 理 时 冲净 芯样 留下 的孔 洞 并 擦 干 ， 用 液化汽火炬 将 孔壁 烘 干 ，再用 热 沥青砂 浆 分层 回填 捣实。 2 8碾压式沥青混凝土心墙施工 碾压式沥青混凝土施工方法一般分为人工铺筑 、 机械化施工和半机械化施工几种。以坎儿其水库沥青 混凝土心墙土石坝 为例 ，心墙施工方式 如下( 其 中， 基座接触面处理方法与浇筑式基本相同) 。 2 8 1 人 工摊铺 施工程序 ： 模板安装一 两侧过渡料人工填平一 沥青混凝土混合料人仓 ( 采用 3 m 装载机直接人仓 ， 人工平仓 ，摊铺厚度为 2 5 c m，误差 4 - 1 c m，摊铺温 度 1 3 01 7 0 o C) 一 碾压 ( 2 0 t自行式振动碾先同时 静压 2遍心墙两侧过渡料 区，再振压 6 8遍沥青混 凝土混合料 ，最后振碾心墙两侧过渡料 6遍 ，振动碾 行进速度按 3 0 m m i n控制 ) 碾压温度 ：碾压时最高温度不超过 1 5 0 c I = ，最低 温度不低于 1 0 0。 2 8 2机械 摊铺 第一步 ，摊铺机就位 。选用沥青混凝土心墙专用 小型摊铺机 ，由汽车吊将卷扬机和摊铺机吊装就位。 第二步，混合料摊铺。用 自卸汽车运至现场后 卸入 3 m 。 装载机料斗 ，由装载机直接给摊铺机上 料 ，摊铺机行进速度按 1 21 5 m mi n控制 ，摊铺 厚度 2 0 c m，其允许误差 1 c m，摊铺温度( 1 4 0 o C 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李湘权， 等沥青混凝土心墙土石坝在新疆坝工建设中的应用现状及施工技术 2 0 o C) 。 第三步，过渡料铺筑。心墙与过渡料 的铺筑超前 坝壳料 2 4层。混合料摊铺前在心墙两侧准备好过 渡料 。摊铺机行进路线上的过渡料要人工二次整平 ， 防止摊铺机行进时中心偏移 。紧贴心墙两边 3 0 c m宽 过渡料采用人工上料 、沥青混凝土摊铺机布料 ，其他 过渡料紧随摊铺机后人工铺筑 ，整平。 第四步 ，心墙与过渡料压实。用 2 t自行式振动 碾先同时静压 2遍后振压 6遍心墙两侧过渡料 ；接着 振碾沥青混凝土混合料 46遍。振动碾行进速度 以 3 0 m m i n为宜，碾压 时温度不高于 1 5 0 ，终碾温 度不低于 1 0 0。 2 8 3 低温季节施 工 本工程沥青混凝土心墙相 当一部分施工作业是 在 日平均气温低于 5时进行的 ，现场采取 以下几 方面措施 ，取得了满意效果 ，经多次检查试验及钻 取芯样检测 ，质量完全符合设计要 求。沥青混合 料 出机温度采 用上 限值 1 5 01 8 0 ，拌 和站和铺 筑 现场配置备用加热设备 ，摊铺机前 增加一套红外 线 加热板 ，2套加热板 同时开启 ，经实测结合层 面温 度为 7 4 8 0 ，满足设计 7 0要 求。摊铺机 后 覆盖帆 布保 温 ，以免 混合 料在 碾压 前温 度损 失 过 快 ，使表面碾压后形成裂纹 。心墙 摊铺 机暂停 时间 超过 2 0 m i n ，立 即对摊铺机料斗进行 覆盖 ，防止料 斗内混合料降温过快。 3 结论 随着全国在该领域设计 、科研 、施工方面不断的 工程实践 、创新和工程界对水工沥青混凝土防渗技术 认识 的进一步提高 ，只要总结好设计 、试验和施工经 验 ，通过与内地实力雄厚的科研机构 、设计和施工单 位加强交流 ，引进新技术、新设备和专业施工 队伍 ， 加强 自身力量 ，该种坝型在新疆水利水电建设中的应 用将会越来越多 ，对今后新疆沥青混凝土心墙土石坝 建设的发展将起到更大的作用 。 参考文献 ： D L T 5 3 6 3 -2 0 0 6 ，水工碾 压式沥青混凝土施工规范 S 王德库 ，金 正浩 土石坝沥青混凝 土防渗心墙施 工技术 M 北京 ：中国水利水 电出版社 ，2 0 0 5 张怀生 水丁沥青 混凝 土 M 北京 ：中 国水利水 电出版社 ， 2 0 0 5 陈晓斌 坎儿其 水库土石混合 坝沥青混凝 土心墙施工 J 新 疆水利 ，2 0 0 0 ( 4) ：2 9 3 1 马敬 新疆 照壁 山水库碾压式沥青混凝 土心墙施工 c 施 组织设计 长春 ：吉林人 民出版社 ，2 0 0 6：1 5 4 - 1 5 8 程发林 ，王军 ，李新 高寒地区浇筑式沥青混凝土心墙 的施 丁 J 水利建设 与管理 ，2 0 0 8 ( 6) ：8 1 8 3 王叶林 ，秦边疆 ，任建 江 浇筑式沥青 混凝土心墙施 工技 术的 创新及其 在 围堰 工程 的应 用 J 水 利 水 电技 术 ，2 0 0 6，3 6 ( 1 1 ) ：4 0 - 4 2 ( 责任编辑陈小敏) - - - - - - 简讯 海委科研成果获大禹奖一等奖 近 日，水利部正式公布 2 0 1 1年大 禹水利科 学技术奖评 审 结果 ，由海委与中 国水 利水 电科学研 究 院共 同完成 的 国家 重 点基础研究发展计划( “ 9 7 3 ” 计划) 项 E t “ 海河流域水循环多维 临界整体调控阈值与模式” ( 国家编号 ：2 0 0 6 C B 4 0 3 4 0 8 ) 荣获一 等奖。这是海委首次作为第一完成单位获得大禹奖一等奖。 此次获奖的“ 海河流域水循环多维临界整体调控阈值与 模式” 是“ 9 7 3 ” 计划“ 海河流域水循环演变机理与水资源高效 利用” ( 国家编号 ：2 0 0 6 C B 4 0 3 4 0 0 ) 项 目的第八课题。该课题 于 2 0 0 6年经国家科技部 、财政部批准立项。课题提出了缺 水流域水循环多维临界调控的理论 、方法和决策机制 ，构建 了水资源环境经济效益分析模型和水循环多维临界调控模型 体系，提出了五维协同的临界调控阈值和流域综合效益平衡 下的地表水取用量 、地下水开采量、E T量 、排污总量及其 入河量 、基本生态用水量 、入渤海水量等六大总量控制 目 标 ，构建 了海河 流域水循环 多维临界 整体 调控 的模式 、措施 与方案 ，评价了南水北调工程通水后海河 流域生态环境效 应 。 该项研 究成果在海 河流 域重 大水利 规划 编制 、跨 省河 流 水量分配方案制定等方面得到了体现和运用 ，得到国家发改 委、水利部、环保部等有关部委及相关科研、管理单位的认 可与采纳，并 已在流域 内北京 、天津 、河北 、山西 、河南 、 山东、内蒙古、辽宁八省( 市 、自治区) 水资源开发利用、配 置 、保护与管理工作 中得到推广应用。经水利部组织专家鉴 定 ，该成果总体上达到国际领先水平。研究成果对加强水 资 源综合管理 、实行最严格的水资源管理制度具有重要的参考 价值 ，社会经济与生态环境效益显著，具有广阔的推广应用 前景。 ( 摘 自“ 中国水利 国际合作与科技 网” 2 0 1 1 年 l 0月 1 4日) 水利水电技术第4 2 卷2 O l 1 年第 1 2期 j 1j 1 J 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m