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1、沥青砼心墙施工技术 作者： 日期：2 新疆石门水电站大坝心墙沥青混凝土施工技术（中国水电十五局新疆石门水电站项目部 新疆 831200）1工程概况新疆石门水电站工程位于新疆维吾尔自治区呼图壁县的西南面，坝址区位于呼图壁河中游河段。是呼图壁河中游河段河流规划中的第三级水电站，调节库容为7016104m3，具有年调节能力，电站装机容量95MW，多年平均发电量2.14亿kWh。电站枢纽由沥青心墙砂砾石坝、右岸泄洪系统、左岸引水系统、地面厂房组成。工程为等工程，工程规模属中型，水工建筑物中泄水建筑物、进水口、引水隧洞、厂房、消能防冲等主要建筑物级别为3级；大坝级别按2级建筑物设计；次要建筑物为4级，临
2、时性建筑物为5级。1.1大坝结构介绍 新疆石门水电站主要挡水建筑物为沥青混凝土心墙砂砾石坝。沥青心墙砂砾石坝坝轴线方位为N58W，坝顶高程1243.00m，防浪墙顶高程1244.20m。河床段心墙基座建基面高程为1137.00m，最大坝高106.00m，坝顶全长312.51m，坝顶宽10m，坝体最大底宽约392m。坝体上游坝坡为1:2.2，并于1210.00m高程设置3m宽马道；下游坝坡为1:2.0，于1210.00m、1180.00m高程设3m宽马道。 坝体填筑材料从上游至下游依次分为：1）上游预制混凝土块护坡区；2）砂砾料填筑区；3）过渡层；4）沥青混凝土心墙；5）过渡层；6）砂砾料填筑区
3、；7）下游预制混凝土框架护坡区。其中沥青混凝土心墙是坝体的主要防渗结构。沥青混凝土心墙为碾压式，位于坝体中部，坝轴线上游，心墙轴线距坝轴线3.25m。沥青混凝土心墙采用直心墙形式，心墙厚度呈宝塔形递减，每间隔13m高度减小10cm，在高程1163.0m以上为1.1m，以下为1.2m，墙顶高程为1242.50m。心墙底部3m为渐变段，与齿槽基座混凝土相接处心墙加厚至2倍的厚度，沥青混凝土与基座混凝土中部设一道止水铜片（心墙底部3m为渐变段，与混凝土齿槽相接处心墙加厚至53倍的厚度，沥青混凝土与齿槽中部设两道止水铜片）。沥青心墙与基座混凝土结合面涂抹2cm厚沥青玛蹄脂。心墙上、下游侧分别设3-4m
4、厚的过渡层，作为沥青混凝土心墙的持力层和保护层，过渡层至坝基渐渐加厚与基础相接。心墙过渡层后布置水平排水，坝脚设贴坡排水，与水平排水相接。 沥青混凝土心墙工程量见表1-1。表1-1 心墙沥青混凝土1241m高程以下工程量序号分层高程（m）等厚段渐变段工程量（m3）心墙厚度（m）工程量（m3）工程量（m3）等厚段累计渐变段累计总累计1241-1242.5011228-12410.62152.7415012.36127.621822.0516980.4121215-12280.72375.4912859.62148.891694.4314554.0531210-12150.81002.771048
5、4.1365.901545.5412029.6741202-12100.81556.599481.36105.431479.6410961.0051189-12020.92631.807924.77165.921374.219298.9861180-11891.01713.385292.97213.071208.296501.2671176-11801.0630.753579.5994.70995.224574.8181163-11761.11767.132948.84280.83900.523849.3691151-11631.21181.711181.71619.69619.691801.
6、401148-11511.2 大坝施工区域的水文气象条件 呼图壁河流域属于中温带大陆性气候的特征，又有垂直气候分带的特点，地处新疆中部乌鲁木齐西南部。气象要素采用石门水文站和呼图壁县气象台资料进行统计。多年平均降雨量为409.1mm，多年平均蒸发量888.2mm，多年平均气温为6.4；实测极端最高气温为39.1（1983年7月31日），实测极端最低气温为-30.4（1984年12月23日），多年平均水温为6，呼图壁河石门段结冰出现最早时间为每年10月17日，最晚时间为12月1日；终冰时间最早为每年3月31日，最晚为4月28日，冰期56月，最大冰厚0.6m0.8m。呼图壁河流域山 区多年平均风速
7、1.6m/s；最大风速在57m/s之间。2沥青混凝土心墙防渗体的特点 我国水工沥青技术起步较晚，最早采用沥青混凝土的是建于1972年的吉林白河沥青混凝土心墙坝，30多年来经历了由人工、半机构化施工发展到机械化施工的过程，在理论研究和工程实践方面都有了很大的进展。 将沥青、矿料与掺合料等原材料按适当比例配合，经加热拌和均匀后成为沥青混合料，再经过压实或浇筑等工艺成型，成为沥青混凝土。沥青混凝土是一种温度较为敏感的材料，低温下它具有与弹性材料相类似的性质。沥青混凝土的力学性质不仅随温度变化，而且与工作条件有密切的关系，还取决于所用原材料的特性、配合比以及施工质量等因素。因此，在沥青混凝土防渗墙的试
8、验、设计和施工过程中，必须充分考虑到这些特点：（1）防渗性能好。碾压式沥青混凝土的渗透系数一般小于l10-71-8cm/s。浇筑式沥青混凝土实际上则是不透水的。（2）适应变形能力比较强。沥青混凝土具有较好的柔性，能较好地适应各种不均匀沉陷。如果一旦发生裂缝，在坝体应力（包括自重）作用下，沥青混凝土有自愈（闭合）能力。 （3）不用粘土防渗，因而可以不占农田，保护耕地。对于缺乏良好的天然土料的地方，更显示其优越性。（4）工程量小。一般地讲，沥青混凝土防渗体体积约为粘性土防渗体的1/201/50。适合工厂化施工，用工少，效率高，加快了施工进度。由于沥青混凝土防渗体断面小于土质防渗体断面，因而对要求减
9、小坝体体积的场合更为适用。（5）由于沥青混凝土防渗墙较薄，工程量少，因而投资较少。（6）沥青混凝土防渗体比土质防渗体易于施工，在多雨地区更显出其优越性。3沥青混凝土的施工技术3.1碱性骨料的生产加工系统 骨料生产采用一套郑州一帆机械厂(山德维克技术）生产的以立轴式冲击破碎机为主机的碱性骨料生产系统，且带有吉林四平机械厂生产的离心式通风机除尘系统。 骨料破碎加工：现场由ZL50G装载机运料至破碎机的受料坑内，经过初筛分进行分级，超径料分出后，由胶带机运输至立式冲击破碎机内进行中破后，进入再次筛分分级。 经过振动筛将破碎后的混合料分成2010mm、105mm、50.074mm三级，其中20mm的进
10、入破碎循环破碎，20mm以下的三级骨料通过胶带机进入成品料仓，在沥青混凝土拌和前将其运至拌和楼前堆放储存。不同粒径的净料堆存用隔墙分开，防止混杂。，拌和时将填料运至拌和现场，投入滚筒加热。粗细骨料需满足表1-2要求。 表1-2 骨料质量要求骨料视密度(g/cm3)吸水率(%)针片状含量(%)含泥量(%)与沥青粘附力 (级)水稳定等级(级)坚固性(%)圆孔筛检验超径含量(%)逊径含量(%)粗骨料2.622541252.5524（水稳定等级）62.510.5不含有机质、泥土等杂质，无结块和团粒 碱性骨料加工系统投产后，高峰期产量为600t/天，平均生产能力为540t/天。成品料仓可满足施工高峰期3
11、天用量。各种骨料物性检验结果符合设计要求，满足心墙施工需要。3.2沥青混凝土拌合系统3.2.1沥青混凝土拌合站组成 沥青砼拌和站位于大坝C2料场靠近西干沟侧，占地约15000m2，距大坝约900m，运输较为方便，可以减少运输途中的沥青砼混合料的热量损失。该地处于大坝下风口，远离生活区和工作区，有利于环境保护和防火工作。 沥青混凝土拌和设备是由西安路泰筑路机械公司生产的YQLB1000型沥青混合料拌合设备，理论生产能力60t/h，实际生产能力约45t/h(20m3/h)。整个系统组成如下表1-5 表1-5 沥青混凝土混合料拌合系统序号部件名称部件功率（KW)部 件 组 成1冷料供给系统10.5四
12、个料斗及四台皮带给料器、一条骨料输送皮带2干燥滚筒223燃煤燃烧系统37.5一套粉煤机、一套燃烧器、一套燃油引火系统4热骨料提升机5.55除尘系统36旋风除尘、水除尘6拌和系统搅拌设备30热骨料暂存仓、计量系统、搅拌装置沥青喷洒系统5.5沥青喷洒系统7粉料供给系统7.560t粉粒料暂存罐、粉粒料螺旋输送机8气路系统7.5空压机、气缸、电磁阀及气管路9沥青供给系统430t燃油加热沥青罐、导热油加热炉、卸油槽及配套附属阀门合 计1663.2.2沥青混凝土施工强度分析依据沥青混凝土心墙设计图，心墙典型平剖面0.25m层高沥青混凝土工程量见下表1-6。表1-6 大坝沥青混凝土心墙典型平剖面高程0.25m层高工程量表序号高程（m）心墙轴线长度(m)心墙宽度(m)0.25m高工程量(m3)备注11148.5066.22.235.7221149.5069.41.831.2331151.0074.21.222.2641153.5088.61.226.5851163.00103.011.230.9061170.00132.821.136.5371175.00159.321.143.8181180.0188.811.047.2091185.0211.251.052.81
