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      高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法與流程

      文檔序號(hào):11212834閱讀:1136來(lái)源:國(guó)知局
      高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法與流程

      本發(fā)明涉及水利水電工程領(lǐng)域,尤其涉及一種高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法。



      背景技術(shù):

      隨著國(guó)內(nèi)水利水電工程建設(shè)的快速發(fā)展,處理范圍、深度、地層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)復(fù)雜化、多元化?,F(xiàn)有技術(shù)中,在進(jìn)行瀝青混凝土心墻壩施工時(shí),常需按照水利水電施工規(guī)范進(jìn)行,如規(guī)范里規(guī)定:

      1、在最低氣溫大于0℃、風(fēng)力小于4級(jí)、日降水量小于5mm時(shí)才能進(jìn)行施工;

      2、在鋪設(shè)瀝青混凝土的過(guò)程中,在先鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的表層溫度需在70℃以上才可以繼續(xù)在上面鋪設(shè)上瀝青混凝土層;

      3、單層鋪設(shè)的瀝青混凝土層的厚度不能大于25cm;

      4、在鋪設(shè)瀝青混凝土后,采用小于1.5t的小型振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓,以保證將鋪設(shè)的瀝青混凝土壓實(shí);

      5、在進(jìn)行瀝青混凝土心墻壩施工時(shí),需采用堿性骨料,油石比在6.8%-7.1%之間;

      6、在進(jìn)行壩殼料填筑時(shí),當(dāng)最低氣溫在-10℃以下時(shí),要停止施工。

      按照上述規(guī)范,在海拔3000米以上,經(jīng)常出現(xiàn)日最低氣溫小于0℃、風(fēng)力大于4級(jí)、日降水量大于5mm的高海拔地區(qū)則不能進(jìn)行瀝青混凝土心墻的施工。

      但是,由于水利水電工程建設(shè)的發(fā)展,需經(jīng)常在高海拔地區(qū)作業(yè),這些地區(qū)高寒缺氧,空氣稀薄,日最低氣溫甚至小于-20℃,常年風(fēng)力大于4級(jí),時(shí)有小雨雪(日降水量有時(shí)大于10mm),在這些地區(qū),瀝青材料與瀝青混凝土的組成物理力學(xué)性能會(huì)受到高原環(huán)境因素的影響,所以,需要針對(duì)這些地區(qū)的實(shí)際情況研發(fā)出一種既適于當(dāng)?shù)貤l件,又確保施工質(zhì)量與安全、提高施工效率的施工方法。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,提供一種高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法,利用高海拔地區(qū)特定的日照條件,在已鋪設(shè)的下層壩殼料層上面直接鋪設(shè)壩殼料,以便利用在前鋪設(shè)的下層壩殼料層中熱能的熱傳導(dǎo)作用,使上層壩殼料層與下層壩殼料層結(jié)合密實(shí),確保施工順利進(jìn)行,提高施工效率。

      為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的,本發(fā)明的高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法包括:

      通過(guò)對(duì)高海拔地區(qū)庫(kù)區(qū)料場(chǎng)進(jìn)行砂礫石料取料、瀝水處理,獲得含水率在4.1%-4.4%之間的用于形成砂礫石壩的壩殼料;

      通過(guò)將壩殼料鋪設(shè)在待鋪筑瀝青混凝土心墻的基座兩側(cè)的壩址處,形成一對(duì)下層壩殼料層;

      通過(guò)碾壓機(jī)對(duì)一對(duì)下層壩殼料層進(jìn)行碾壓處理,以便將下層壩殼料層的壩殼料壓實(shí);

      以被壓實(shí)的一對(duì)下層壩殼料層為基礎(chǔ),由下至上逐層鋪設(shè)壩殼料、并逐層碾壓,直至形成壩體溫度呈場(chǎng)分布的一對(duì)砂礫石壩;

      其中,所述逐層鋪設(shè)壩殼料包括:

      在夜間溫度小于0℃、白天日平均太陽(yáng)輻射量在4.53×1011-6.43×1011兆焦耳的條件下,對(duì)下層壩殼料層的已凍結(jié)表面進(jìn)行松散處理,使其已凍結(jié)的表面松散開;

      將上層壩殼料鋪設(shè)在下層壩殼料層的已松散開的表面上,以便利用在前鋪設(shè)的下層壩殼料層中熱能的熱傳導(dǎo)作用,使上層壩殼料層與下層壩殼料層結(jié)合密實(shí);

      其中,所述高海拔地區(qū)是指海拔3000米以上的地區(qū)。

      其中,對(duì)下層壩殼料層的已凍結(jié)表面進(jìn)行松散處理時(shí),使距所述下層壩殼料層的表層深度為18-20cm的壩殼料松散。

      其中,每層鋪設(shè)的壩殼料的厚度為60-80cm。

      其中,在逐層鋪設(shè)壩殼料時(shí),通過(guò)一次性同時(shí)鋪設(shè)的方法,在一對(duì)壩殼料層之間逐層鋪設(shè)瀝青混凝土和過(guò)渡料。

      其中,若風(fēng)力大于4級(jí)時(shí),形成用于降低風(fēng)速的凹谷地帶,以便在風(fēng)力小于4級(jí)的凹谷地帶內(nèi)鋪筑瀝青混凝土和過(guò)渡料。

      優(yōu)選的,形成用于降低風(fēng)速的凹谷地帶包括:

      通過(guò)在待鋪筑瀝青混凝土心墻的基座兩側(cè)預(yù)鋪壩殼料,形成突出于基座表面的一對(duì)壩殼料基層,以便一對(duì)壩殼料基層與基座表面之間圍成用于減小風(fēng)速的所述凹谷地帶。

      其中,所述壩殼料基層的側(cè)壁與豎直方向具有大于0°的傾斜角。

      優(yōu)選的,所述壩殼料基層的側(cè)壁與豎直方向之間的傾斜角為30°-45°。

      優(yōu)選的,所述壩殼料基層相對(duì)所述基座的高度為8m-10m。

      其中,逐層鋪設(shè)瀝青混凝土,采用根據(jù)已鋪設(shè)瀝青混凝土層的溫度進(jìn)行瀝青混凝土鋪設(shè)的方法。

      綜上所述,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法的有益效果體現(xiàn)在以下方面:

      1、本發(fā)明的方法,可在已鋪設(shè)并凍結(jié)的下層壩殼料層上繼續(xù)鋪設(shè)壩殼料,以便利用在前鋪設(shè)的下層壩殼料層中熱能的熱傳導(dǎo)作用,使上層壩殼料層與下層壩殼料層結(jié)合密實(shí),從而形成由下至上壩體溫度呈場(chǎng)分布的砂礫石壩,減少低溫環(huán)境對(duì)施工的影響,提高施工效率,且形成的砂礫石壩密實(shí),抗?jié)B透性好。

      2、本發(fā)明的方法,針對(duì)高海拔地區(qū)經(jīng)常有風(fēng)且風(fēng)力較大的特點(diǎn),在施工時(shí)營(yíng)造出可以減小風(fēng)速的凹谷地帶,使瀝青混凝土和過(guò)渡料可以在風(fēng)速較小的環(huán)境下進(jìn)行,從而利于施工的順利進(jìn)行,提高施工效率。

      3、本發(fā)明的方法,對(duì)瀝青混凝土和過(guò)渡料一次性同時(shí)鋪筑,鋪筑效率高,鋪筑后采用三臺(tái)碾壓機(jī)同步碾壓,提高碾壓效率,降低攤鋪后的瀝青混凝土的熱量散失速度,當(dāng)在其上面攤鋪上一層瀝青混凝土?xí)r,不需將已攤鋪的瀝青混凝土表面加熱,即可直接在其上面直接攤鋪瀝青混凝土,從而減少施工工序,極大提高施工效率;

      4、本發(fā)明的方法,在瀝青混凝土和過(guò)渡料鋪筑后,采用三臺(tái)重型碾壓機(jī)以品字形布局的方式對(duì)鋪筑后的瀝青混凝土和過(guò)渡料進(jìn)行同步碾壓,縮短碾壓時(shí)間,降低碾壓后瀝青混凝土的孔隙率,降低攤鋪后的瀝青混凝土的熱量散失速度,使過(guò)渡料與瀝青混凝土接合面處結(jié)合更好;

      5、本發(fā)明的方法,在進(jìn)行瀝青混凝土鋪設(shè)的過(guò)程中,既使已鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的表層溫度小于70℃,也可以將待鋪設(shè)的瀝青混凝土直接鋪設(shè)在下層瀝青混凝土層上面,無(wú)需對(duì)下層瀝青混凝土層進(jìn)行預(yù)加熱,極大提高施工效率,減少施工成本,縮短施工周期。

      6、本發(fā)明的方法,當(dāng)已鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的表層溫度小于70℃時(shí),通過(guò)已鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的溫度數(shù)據(jù),確定待鋪設(shè)的瀝青混凝土的出機(jī)口溫度、攤鋪溫度等,并根據(jù)確定的溫度值對(duì)瀝青混凝土的拌合、攤鋪等過(guò)程進(jìn)行調(diào)整,從而可將待鋪設(shè)的瀝青混凝土直接鋪設(shè)在下層瀝青混凝土層上面,并通過(guò)當(dāng)前鋪設(shè)的瀝青混凝土融掉下層瀝青混凝土層的表層,使兩層瀝青混凝土層直接對(duì)接,兩層瀝青混凝土層之間無(wú)結(jié)合分層面,確保形成的瀝青混凝土心墻壩的各參數(shù)及強(qiáng)度符合甚至超過(guò)規(guī)范要求。

      7、本發(fā)明的方法,在鋪設(shè)瀝青混凝土的過(guò)程中,把已鋪設(shè)的瀝青混凝土的表層和深層的溫降與外部氣候條件聯(lián)系起來(lái),并根據(jù)溫度數(shù)據(jù)指導(dǎo)上層瀝青混凝土的鋪設(shè),從而避免規(guī)范中表層溫度小于70℃時(shí)必須對(duì)下層瀝青混凝土層進(jìn)行烘烤以預(yù)加熱的問(wèn)題,提高施工效率。

      8、本發(fā)明的方法,在瀝青混凝土心墻壩施工的過(guò)程中,將已鋪設(shè)的瀝青混凝土在不同條件下的溫度數(shù)據(jù)與待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度、攤鋪溫度、碾壓前后溫度等融合在一起,形成瀝青混凝土心墻施工的施工數(shù)據(jù)庫(kù),從而可為將來(lái)在高海拔地區(qū)進(jìn)行瀝青混凝土心墻的施工提供有力指導(dǎo)與支持,對(duì)類似項(xiàng)目起到積極推動(dòng)作用。

      以下,結(jié)合各附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行描述。

      附圖說(shuō)明

      圖1是本發(fā)明高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法的流程圖;

      圖2是本發(fā)明的瀝青混凝土心墻壩的底部局部示意圖;

      圖3是本發(fā)明的瀝青混凝土心墻的溫度場(chǎng)效應(yīng)圖;

      圖4是本發(fā)明形成的凹谷地帶的示意圖;

      圖5是本發(fā)明在凹谷地帶鋪設(shè)瀝青混凝土和過(guò)渡料的流程圖;

      圖6是本發(fā)明對(duì)開采的砂礫石料進(jìn)行上壩試驗(yàn)時(shí)的碾壓前后的砂礫石壩殼料級(jí)配曲線圖。

      具體實(shí)施方式

      如圖1所示,為本發(fā)明的高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法的流程圖,由圖可知,本發(fā)明的方法包括:

      通過(guò)對(duì)高海拔地區(qū)庫(kù)區(qū)料場(chǎng)進(jìn)行砂礫石料取料、瀝水處理,獲得含水率在4.1%-4.4%之間的用于形成砂礫石壩的壩殼料;

      通過(guò)將壩殼料鋪設(shè)在待鋪筑瀝青混凝土心墻的基座兩側(cè)的壩址處,形成一對(duì)下層壩殼料層;

      通過(guò)碾壓機(jī)對(duì)一對(duì)下層壩殼料層進(jìn)行碾壓處理,以便將下層壩殼料層的壩殼料壓實(shí);

      以被壓實(shí)的一對(duì)下層壩殼料層為基礎(chǔ),由下至上逐層鋪設(shè)壩殼料、并逐層碾壓,直至形成壩體溫度呈場(chǎng)分布的一對(duì)砂礫石壩;

      其中,所述逐層鋪設(shè)壩殼料包括:

      在夜間溫度小于0℃、白天日平均太陽(yáng)輻射量在4.53×1011-6.43×1011兆焦耳的條件下,對(duì)下層壩殼料層的已凍結(jié)表面進(jìn)行松散處理,使其已凍結(jié)的表面松散開;

      將上層壩殼料鋪設(shè)在下層壩殼料層的已松散開的表面上,以便利用在前鋪設(shè)的下層壩殼料層中熱能的熱傳導(dǎo)作用,使上層壩殼料層與下層壩殼料層結(jié)合密實(shí);

      其中,所述高海拔地區(qū)是指海拔3000米以上的地區(qū)。

      具體的,在海拔3000米以上的高海拔地區(qū),大部分地區(qū)山高谷深、地形地貌多樣、地層巖性復(fù)雜、覆蓋層深厚、交通運(yùn)輸條件差。整體高海拔地區(qū)植被稀少、空氣稀薄,氣壓較低、氧氣較少,氣溫低、晝夜溫差大(溫差常大于20℃),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)日最低氣溫在0℃至-20℃之間、風(fēng)力大于4級(jí)、日降水量大于5mm的情況,白天太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈,夜晚相對(duì)寒冷,氣象條件極為復(fù)雜,水文地質(zhì)環(huán)境惡劣,屬于地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)和地震多發(fā)區(qū)。若完全按規(guī)范要求,則不能進(jìn)行瀝青混凝土心墻壩的施工,因此,為了適應(yīng)這種氣候條件,本發(fā)明采用如下方法進(jìn)行施工。

      s01、通過(guò)對(duì)高海拔地區(qū)庫(kù)區(qū)料場(chǎng)進(jìn)行砂礫石料取料、瀝水處理,獲得含水率在4.1%-4.4%之間的用于形成砂礫石壩的壩殼料

      由于高海拔地區(qū)的庫(kù)區(qū)料場(chǎng)主要集中在河道與道路之間,本發(fā)明采用分期剝離的方法進(jìn)行,剝離料用2m3液壓挖掘機(jī),配合162kw推土機(jī)裝25t自卸車運(yùn)輸至棄渣場(chǎng)和表土堆放場(chǎng)。表土剝離后,再分區(qū)逐層向下取料,每層取料采用臺(tái)階法進(jìn)行,取料厚度不超過(guò)3m。為了多區(qū)同時(shí)取料,可在沿河道一側(cè)布置一條寬6m的施工道路,施工道路修建前,先剝離道路區(qū)的表層土,然后在進(jìn)行碾壓或回填平整,以便于后期道路下部料開采上壩,道路貫穿至分部的各個(gè)區(qū)域,進(jìn)行同時(shí)取料。在道路修建后,為了降低砂礫料場(chǎng)的地下水,則對(duì)河道進(jìn)行及時(shí)疏通,并將其下降2~3m,以保證河道水位順暢流出即可。

      水上料開采后,河道內(nèi)及河道底部還有大量的砂礫料。為此,在水上料開采時(shí),根據(jù)地下水情況,盡量將河岸取料區(qū)降低,然后開挖深和寬均為3m的溝槽,在枯水期將上游河道改建與河岸取料溝槽連接,引入導(dǎo)流明渠內(nèi)。

      經(jīng)河道改建后測(cè)量,新改建的河道比原河道低4m左右,而原河床下的地下水滲漏較慢,施工中根據(jù)劃分的區(qū)段,開挖橫向排水溝,將地下水分段截?cái)嗖⒁鞯叫陆ê拥纼?nèi)。另外,部分區(qū)段還根據(jù)地質(zhì)情況和取料情況,設(shè)置縱向排水溝與橫向排水溝連接,以便于順暢排走地下水。當(dāng)取料低于新建河道時(shí),則在取料區(qū)深挖集水坑,將地下水進(jìn)行定點(diǎn)集中抽排到明渠內(nèi),每個(gè)點(diǎn)布置不少于2臺(tái),當(dāng)水量較大時(shí),設(shè)置多點(diǎn)抽排。取料后主河道低于明渠高程時(shí),則在主河道與明渠交叉部位安設(shè)4臺(tái)75kw的大量程水泵集中抽排到導(dǎo)流洞內(nèi)。

      由于水下料含水量大,含泥量較水上料大,受長(zhǎng)期在水下浸泡的影響,砂礫石料中的含泥質(zhì)顆粒與含砂質(zhì)細(xì)顆?;旌吓c砂礫石粗顆粒料結(jié)合,較致密,滲透性差,晾曬后表面產(chǎn)生硬固板結(jié),阻止了內(nèi)部含水量往外的滲流,而產(chǎn)生表面干硬板結(jié),內(nèi)部含水率大的主要原因。為此,在庫(kù)區(qū)料場(chǎng)取料過(guò)程中,如何解決水下料是最大的難度問(wèn)題。本發(fā)明在施工中采取如下措施進(jìn)行控制:

      1)根據(jù)有關(guān)工程施工經(jīng)驗(yàn),水下料開采采用立采(也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況開采)開挖的施工措施,開挖設(shè)備采用3m3大型挖掘機(jī),配合現(xiàn)場(chǎng)裝載機(jī)和運(yùn)輸車輛開采運(yùn)輸上壩。同時(shí)根據(jù)不同取料區(qū)域,分段利用大方量液壓挖掘機(jī)將水下料開挖到固定區(qū)域集中晾曬。

      2)根據(jù)水下砂礫石料開采的時(shí)間規(guī)劃及壩料填筑進(jìn)度量,將砂礫石料場(chǎng)按縱向平均分做幾個(gè)作業(yè)區(qū),橫向方面先開挖溝槽引排,加速現(xiàn)場(chǎng)水下料排水,分層臺(tái)階立面條帶開采。

      3)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行瀝水試驗(yàn),經(jīng)取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)后按瀝水實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)要求進(jìn)行瀝水,使含水率在4.1%-4.4%之間,然后再用2m3液壓挖掘機(jī)裝自卸車運(yùn)輸上壩。

      4)為確保水下砂礫石料的開采質(zhì)量,有利于瀝水的要求,分層臺(tái)階法立面條帶開采以每層開采厚度2m,條狀以20m寬控制取料。為了取得良好的循環(huán)施工,提高功效,裝載運(yùn)料同樣從各個(gè)作業(yè)區(qū)的起點(diǎn)開始,以便完成第一條帶,再進(jìn)行第二條帶的取料。

      5)在大壩填筑料源降低含水率的同時(shí),在壩面上也采取堆鋪、分區(qū)翻曬和填筑碾壓的措施,即將大壩填筑分為iv個(gè)區(qū)域,當(dāng)一個(gè)區(qū)在堆料晾曬瀝水時(shí),一個(gè)區(qū)在翻曬攤鋪,一個(gè)區(qū)在進(jìn)行碾壓,再一個(gè)區(qū)在進(jìn)行缺陷處理。

      6)取料過(guò)程中,現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及實(shí)驗(yàn)人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)料源質(zhì)量控制檢查,取樣試驗(yàn)等,發(fā)現(xiàn)有較差的料,嚴(yán)禁開采,對(duì)可開采的料,不定期劃分區(qū)域取料。發(fā)現(xiàn)取料區(qū)域質(zhì)量不符合要求,立即更換取料區(qū)域。確保上壩料的質(zhì)量。

      若庫(kù)區(qū)料場(chǎng)在取料中有大部分較大的孤石群,則需要進(jìn)行解爆后才能進(jìn)行繼續(xù)取料。為此,在施工中采用風(fēng)鉆鉆孔,靜態(tài)膨脹劑爆破法解爆,破碎錘解小的措施進(jìn)行破碎到30~40cm。破碎的塊石料質(zhì)地堅(jiān)硬,儲(chǔ)量大,抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)塊石料的要求,將其完整質(zhì)好的料堆存,用于大壩上下游貼坡排水體的施工。而部分菱角不均勻質(zhì)差的料與壩料混合填筑于大壩上。

      s02、在獲得天然含水率在4.1%-4.4%之間的壩殼料后,先對(duì)開采的砂礫石料進(jìn)行以不同施工參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)碾壓試驗(yàn),即鋪料厚度(60cm和80cm)、碾壓遍數(shù)(6遍和8遍)及加水至(4.2%、6.2%和9.5%),其中含水率為4.2%時(shí)為天然不加水情況。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)前,先進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組合試驗(yàn),經(jīng)測(cè)砂礫石料最大干密度為2.36g/cm3,最小干密度為1.95g/cm3,天然含水率為4.1%~4.4%,土石料的顆粒級(jí)配符合設(shè)計(jì)要求,鋪料分別選用進(jìn)占法和倒退法,試驗(yàn)組合情況見表1。

      表1碾壓試驗(yàn)組合情況表

      試驗(yàn)過(guò)程中主要進(jìn)行了壓實(shí)干密度、碾壓層表面沉降、碾壓后土料顆粒級(jí)配分析等試驗(yàn)。在試驗(yàn)區(qū)布置沉降量測(cè)控點(diǎn)測(cè)量壓實(shí)沉降量值,并計(jì)算出同一試驗(yàn)單元的平均沉降率。碾壓后灌水法取樣測(cè)定壓實(shí)密度,碾壓后,一個(gè)試驗(yàn)單元挖取2個(gè)試坑內(nèi)的填料作為填筑料樣品,測(cè)定其含水量、干容重、填料級(jí)配,用灌水法測(cè)定其干密度,計(jì)算出相對(duì)密度。按規(guī)范要求,每個(gè)試坑直徑為1.6m,深度為試坑所在試驗(yàn)組填料壓實(shí)后的填土厚度,實(shí)測(cè)壓實(shí)后填筑料含水量控制誤差≤1%;一個(gè)試驗(yàn)單元的壓實(shí)密度以2個(gè)所取樣品的平均值作為最終值。壩殼料碾壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表2。

      表2碾壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

      從上表可以看出,隨著鋪料厚度的增加,壓實(shí)干密度有所下降,總的趨勢(shì)是鋪料越薄,壓實(shí)后干密度越大,對(duì)于本次試驗(yàn)而言,鋪土厚度對(duì)壓實(shí)效果的影響尚符合常理。當(dāng)鋪層厚度相同時(shí),隨著碾壓遍數(shù)的增加,壓實(shí)干密度也隨之上升。不同鋪厚時(shí),填鋪土厚度越大,沉降量越大;相同填鋪厚度和碾壓遍數(shù)時(shí),含水率(一定范圍內(nèi))越大,沉降量越小。

      為對(duì)比碾壓前后砂礫石壩殼料級(jí)配變化情況,試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)砂礫石壩殼料進(jìn)行了級(jí)配分析,從分析結(jié)果中可知,不同填厚度、不同碾壓遍數(shù)時(shí)壩料的顆粒級(jí)配曲線與料場(chǎng)原始級(jí)配曲線都比較接近,可以判定,在碾壓施工過(guò)程中,壩料未發(fā)生明顯破碎。這種規(guī)律與砂卵石料顆粒圓滑、堅(jiān)硬、不易破碎的特點(diǎn)相一致,而且各級(jí)配曲線都在技術(shù)要求壩殼料顆粒級(jí)配包線范圍內(nèi),進(jìn)一步核實(shí)了料場(chǎng)壩殼料的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。顆粒級(jí)配分析曲線見圖6。

      通過(guò)生產(chǎn)性碾壓試驗(yàn)成果分析,并綜合考慮壓實(shí)沉降量結(jié)果、碾壓遍數(shù)與干密度的變化趨勢(shì),選擇、確定壩殼料的填筑施工工藝。在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí),綜合考慮施工功效,保證施工質(zhì)量,本發(fā)明采用最終的施工工藝為:松鋪厚度80cm、加水0%(即天然含水率4.1%~4.4%)、碾壓8遍(靜壓2遍+振壓6遍)作為現(xiàn)場(chǎng)施工控制參數(shù),碾壓方法為進(jìn)退錯(cuò)距法(碾輪寬/碾壓遍數(shù))。

      根據(jù)試驗(yàn)確定壩殼料的填筑施工工藝后,通過(guò)運(yùn)輸車輛將天然含水率4.1%~4.4的壩殼料鋪設(shè)在待鋪筑瀝青混凝土心墻的基座兩側(cè)的壩址處,形成一對(duì)下層壩殼料層。鋪設(shè)時(shí),采用進(jìn)占法鋪料,鋪料中利用挖機(jī)將含水率大的和含水率小的壩殼料進(jìn)行拌合,然后再用推土機(jī)推平。

      s03、通過(guò)碾壓機(jī)對(duì)一對(duì)下層壩殼料層進(jìn)行碾壓處理,以便將下層壩殼料層的壩殼料壓實(shí);

      在將天然含水率4.1%~4.4的壩殼料鋪設(shè)在壩址處并整體推平形成一對(duì)下層壩殼料層后,采用22噸的碾壓機(jī)進(jìn)行碾壓,先靜壓2遍,再振壓(振動(dòng)碾壓)6遍,碾壓后進(jìn)行試驗(yàn)和缺陷處理合格,以達(dá)到下一層壩殼料填筑的要求。

      s04、以被壓實(shí)的一對(duì)下層壩殼料層為基礎(chǔ),由下至上逐層鋪設(shè)壩殼料、并逐層碾壓,直至形成壩體溫度呈場(chǎng)分布的一對(duì)砂礫石壩。

      在高海拔地區(qū)的夜間溫度小于0℃,有時(shí)白天溫度也很低,日照時(shí)間短,而由于壩殼料里含有一定的水分,在鋪設(shè)完一層后,可能第二天或幾天后才能再繼續(xù)鋪設(shè),導(dǎo)致已鋪設(shè)的下層壩殼料層發(fā)生凍結(jié),或者,由于溫度低,當(dāng)天鋪設(shè)完之后就會(huì)凍結(jié),在這種情況下,為確保施工能順利進(jìn)行,本發(fā)明采用如下方法進(jìn)行逐層鋪設(shè)。

      每當(dāng)下層壩殼料層碾壓完成后,在白天日平均太陽(yáng)輻射量在4.53×1011-6.43×1011兆焦耳的條件下,對(duì)下層壩殼料層的已凍結(jié)表面通過(guò)碾壓機(jī)碾壓(可振碾2遍)的方法,使距已鋪設(shè)的下層壩殼料層的表層深度為18-20cm的壩殼料松散;然后,將上層壩殼料快速鋪設(shè)在下層壩殼料層的已松散開的壩殼料表面上,以便利用在前鋪設(shè)的下層壩殼料層中熱能的熱傳導(dǎo)作用,以及太陽(yáng)能和已鋪設(shè)的瀝青混凝土向外擴(kuò)散的熱量的綜合作用下,使上層壩殼料層與下層壩殼料層結(jié)合密實(shí)。

      采用上述方法逐層鋪設(shè),始終在在前鋪設(shè)的下層壩殼料層中儲(chǔ)存的熱能的熱傳導(dǎo)作用下,使下層壩殼料層及覆蓋在下層壩殼料層上的上層壩殼料層之間結(jié)合密實(shí)的方法,確保壩殼料鋪設(shè)可以在低溫情況下持續(xù)進(jìn)行,解決現(xiàn)有技術(shù)中已鋪設(shè)的壩殼料表面凍結(jié)就只能停止施工、影響施工周期的問(wèn)題。且鋪筑形成的砂礫石壩的壩體內(nèi)部溫度呈場(chǎng)分布,即,壩體內(nèi)部的溫度,由下至上溫度逐漸降低。

      具體的,在采用壩殼料填筑的過(guò)程中,由于先期鋪筑的壩殼料層中儲(chǔ)存一定的熱能,熱能可以傳導(dǎo)至上層壩殼料層,隨著壩殼料層的逐層鋪設(shè),會(huì)將熱能由下向上傳導(dǎo),使填筑形成的多層壩殼料層具有一定的熱容量,使凍結(jié)的冰會(huì)在熱能的作用下消融,從而在熱傳導(dǎo)的作用以及太陽(yáng)能和已鋪設(shè)的瀝青混凝土向外擴(kuò)散的熱量的綜合作用下,使多層壩殼料層結(jié)合密實(shí),進(jìn)而使得最后鋪筑成的壩體的溫度呈現(xiàn)下高上低的場(chǎng)分布趨勢(shì),而整個(gè)瀝青混凝土心墻壩呈現(xiàn)以瀝青混凝土為中心的中間高、兩邊低的趨勢(shì)。

      此外,由于本發(fā)明的壩殼料具有一定含水率,因此,在將壩殼料鋪設(shè)在下層壩殼料層上時(shí),無(wú)需采用現(xiàn)有技術(shù)中的必須在已鋪設(shè)的下層壩殼料層上面灑水的步驟,因此節(jié)省工序,節(jié)省施工成本。

      其中,本發(fā)明在逐層鋪設(shè)壩殼料時(shí),還通過(guò)一次性同時(shí)鋪設(shè)的方法,在一對(duì)壩殼料層之間逐層鋪設(shè)瀝青混凝土和過(guò)渡料。

      而由于高海拔地區(qū)的風(fēng)力通常在4級(jí)以上,若按規(guī)范不能進(jìn)行瀝青混凝土心墻施工,為了避免這種情況發(fā)生,本發(fā)明在施工過(guò)程中,還采用通過(guò)壩殼料層形成可以降低風(fēng)速的凹谷地帶的方法保證瀝青混凝土和過(guò)渡料等材料的鋪設(shè)進(jìn)度。

      具體的,若風(fēng)力大于4級(jí)時(shí),通過(guò)壩殼料層形成用于降低風(fēng)速的凹谷地帶,以便在風(fēng)力小于4級(jí)的凹谷地帶內(nèi)鋪筑瀝青混凝土和過(guò)渡料。優(yōu)選的,形成用于降低風(fēng)速的凹谷地帶包括如下步驟:

      a1、在待鋪筑瀝青混凝土心墻的基座兩旁較遠(yuǎn)側(cè)先按如上所述方法預(yù)鋪壩殼料,以便形成突出于基座表面的一對(duì)下層壩殼料層,使一對(duì)下層壩殼料層與基座表面之間圍成用于減小風(fēng)速的凹谷地帶。

      其中,在預(yù)鋪壩殼料形成一對(duì)下層壩殼料層時(shí),下層壩殼料層的側(cè)壁與豎直方向應(yīng)具有大于0°的傾斜角,優(yōu)選的,下層壩殼料層的側(cè)壁與豎直方向之間的傾斜角在30°-45°之間,且傾斜方向是由下至上朝著遠(yuǎn)離基座的方向,預(yù)鋪下層壩殼料層時(shí),使下層壩殼料層相對(duì)基座上表面的高度為8m-10m左右,從而可使一對(duì)下層壩殼料層與基座表面之間圍成一個(gè)凹谷地帶,該凹谷地帶內(nèi)的風(fēng)速小于位于下層壩殼料層上方的谷外的風(fēng)速。

      a2、在形成可以減小風(fēng)速的凹谷地帶后,以一對(duì)下層壩殼料層及基座為基礎(chǔ),在一對(duì)下層壩殼料層及基座的上方逐層同步鋪筑對(duì)應(yīng)材料,以便在兩側(cè)壩殼料的遮擋下,凹谷地帶內(nèi)鋪設(shè)的所有材料始終在風(fēng)速較小的環(huán)境中進(jìn)行,直至形成相鄰層間無(wú)結(jié)合面的瀝青混凝土心墻。

      其中,同步鋪筑對(duì)應(yīng)材料包括:在一對(duì)下層壩殼料層上繼續(xù)鋪設(shè)壩殼料,以形成砂礫石壩的同時(shí),在基座上一次性鋪筑瀝青混凝土和過(guò)渡料,以便在基座上形成瀝青混凝土層和位于瀝青混凝土層兩側(cè)的一對(duì)過(guò)渡料層,與此同時(shí),在過(guò)渡料層與對(duì)應(yīng)的下層壩殼料層的側(cè)壁之間同步鋪設(shè)過(guò)渡壩殼料,以便形成過(guò)渡壩殼料層。

      重復(fù)上述同步鋪筑對(duì)應(yīng)材料的步驟,逐層向上鋪設(shè)瀝青混凝土、過(guò)渡料、過(guò)渡壩殼料、及壩殼料后,最終形成如圖4所示的中間為瀝青混凝土、瀝青混凝土兩側(cè)為過(guò)渡料、過(guò)渡料外側(cè)為過(guò)渡壩殼料、過(guò)渡壩殼料外側(cè)為壩殼料的瀝青混凝土心墻,且該瀝青混凝土心墻由下至上的各相鄰層間無(wú)結(jié)合面,結(jié)合密實(shí)。

      下面,對(duì)在本發(fā)明營(yíng)造的局部氣候中進(jìn)行瀝青混凝土和過(guò)渡料的施工的方法進(jìn)行描述,施工的流程圖如圖5所示。

      b1、原材料的準(zhǔn)備

      制備以高海拔地區(qū)的當(dāng)?shù)厣暗[石為骨料的瀝青混凝土和過(guò)渡料。

      現(xiàn)有技術(shù)中,土石壩心墻瀝青混凝土通常要求堿性骨料,如石灰?guī)r和白云巖。因?yàn)r青呈酸性,這樣在瀝青混凝土熱拌和過(guò)程中,瀝青與堿性骨料的結(jié)合不僅是表面物理結(jié)合,而且結(jié)合面會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),可增強(qiáng)瀝青和骨料的黏附力。然而在一些高海拔地區(qū)的壩址區(qū),由于其地理、氣候等特點(diǎn),在合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸距離范圍內(nèi),不能找到堿性巖石料源,當(dāng)?shù)刂挥刑烊坏纳暗[石料或酸性巖石,如花崗巖和石英巖。而為確保施工工程的順利開展,需考慮采用當(dāng)?shù)厣暗[石作為骨料的情況。

      本發(fā)明正是基于上述原因,采用當(dāng)?shù)亓蠄?chǎng)具有的砂礫石作為原料,將砂礫石進(jìn)行破碎處理得到所需的瀝青混凝土的骨料。其中,本發(fā)明的瀝青混凝土中包括粗骨料、細(xì)骨料、填料和瀝青。

      在對(duì)當(dāng)?shù)厣暗[石料破碎篩分后,得到19~16、16~13.2、13.2~9.5、9.5~4.75和4.75~2.36mm、2.36mm~0.075mm粒徑6級(jí)礦料,其中,粗骨料選用粒徑為19~16、16~13.2、13.2~9.5、9.5~4.75顆粒的五級(jí)配比,細(xì)骨料選用粒徑為4.75~2.36mm的顆粒,填料采用石灰?guī)r礦粉,瀝青采用克拉瑪依70號(hào)a級(jí)瀝青。

      通過(guò)對(duì)粗骨料進(jìn)行密度及吸水率試驗(yàn)、與瀝青的黏附性試驗(yàn)、堅(jiān)固性試驗(yàn)、抗熱性試驗(yàn)以及壓碎率試驗(yàn),鑒定表明,砂礫石料總體呈堿性,其質(zhì)地堅(jiān)硬,在加熱過(guò)程中未出現(xiàn)開裂、分解等現(xiàn)象,破碎砂礫石料和天然砂礫石料總體與瀝青黏附力強(qiáng),堅(jiān)固性好,質(zhì)量基本滿足sl501《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的瀝青混凝土粗骨料的技術(shù)要求,因此,當(dāng)?shù)厣暗[石可作為瀝青混凝土心墻的粗骨料。

      通過(guò)對(duì)細(xì)骨料進(jìn)行表觀密度、吸水率、水穩(wěn)定等級(jí)、堅(jiān)固性、<0.075mm顆粒含量以及含泥量測(cè)定,表明細(xì)骨料各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求,可作為凝土心墻的細(xì)骨料。

      而本發(fā)明的粗骨料、細(xì)骨料、填料的質(zhì)量百分比范圍為:53:30:17-55:32:13,油石比為6.7%-7.3%。優(yōu)選的,粗骨料、細(xì)骨料、填料的質(zhì)量百分比為:54.6:31.4:14,油石比為6.8%。

      制備以當(dāng)?shù)厣暗[石為原料的過(guò)渡料,過(guò)渡料的顆粒粒徑不大于8cm。

      其中,在制備瀝青混凝土過(guò)程中,現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范規(guī)定的瀝青混凝土的拌和溫度見下表3。

      表3瀝青混凝土的加熱溫度(℃)

      而本發(fā)明的瀝青混凝土的拌合溫度需要根據(jù)當(dāng)?shù)劁佒闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,在拌制瀝青混凝土?xí)r,先將骨料和填料干拌15s,再加入熱瀝青拌和。瀝青混凝土的拌和時(shí)間應(yīng)不少于45s。瀝青混凝土應(yīng)色澤均勻,不離析,無(wú)花白料。

      其中,過(guò)渡壩殼料層與下層壩殼料層上面鋪設(shè)的壩殼料層最終形成砂礫石壩,即,過(guò)渡壩殼料與壩殼料采用同樣的材料,均是以當(dāng)?shù)厣暗[石為原料,顆粒的最大粒徑不超過(guò)40cm。壩殼料每次鋪設(shè)厚度為60-80cm。

      b2、在營(yíng)造的凹谷地帶中,同步鋪設(shè)瀝青混凝土、過(guò)渡料、過(guò)渡壩殼料,與此同時(shí),在下層壩殼料層上同步鋪設(shè)壩殼料。

      其中,本發(fā)明心墻壩的底部局部示意圖如圖2所示,包括:位于底部的混凝土防滲墻6,設(shè)置在混凝土防滲墻6上部?jī)蓚?cè)的混凝土底板5,設(shè)置在混凝土底板5上方的瀝青混凝土基座4,鋪攤在瀝青混凝土基座4上方的上窄下寬的瀝青混凝土心墻1,其中,在瀝青混凝土基座4的上表面和下表面分別攤鋪有砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂3。

      其中,在按圖2所示的結(jié)構(gòu)鋪攤完瀝青混凝土基座4后,需對(duì)瀝青混凝土基座4的用于與瀝青混凝土心墻1連接的連接面進(jìn)行處理,具體如下:

      1、對(duì)連接面進(jìn)行除塵處理,使連接面干凈、干燥,無(wú)灰皮。

      2、在連接面上噴涂涂底材料,要求噴涂均勻,如涂刷瀝青涂料,用量約0.15~0.20kg/m2。瀝青涂料可以是熱瀝青或稀釋瀝青或陽(yáng)離子乳化瀝青;或者噴稀釋瀝青,稀釋瀝青可用汽油或煤油或柴油與瀝青溶化、攪勻而成。

      3、待噴涂表面干燥后,在噴涂表面攤鋪2cm厚的砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂3。

      在對(duì)瀝青混凝土基座4的連接面處理完畢之后,進(jìn)行量放線操作并固定定位金屬絲,然后采用具有三個(gè)料斗的攤鋪機(jī)進(jìn)行鋪筑。

      本發(fā)明采用的攤鋪機(jī)具有位于中間的用于攤鋪瀝青混凝土的混合料斗,在混合料斗的兩側(cè)分別設(shè)置一對(duì)用于鋪筑過(guò)渡料的過(guò)渡料斗,在瀝青混凝土制備好之后,將瀝青混凝土、過(guò)渡料分別裝卸在對(duì)應(yīng)的料斗內(nèi)后,攤鋪機(jī)行走,一次性地將瀝青混凝土和過(guò)渡料同時(shí)鋪筑在瀝青混凝土的基座上方,從而在基座上方形成瀝青混凝土層和位于瀝青混凝土層兩側(cè)的一對(duì)過(guò)渡料層,該層瀝青混凝土層和一對(duì)過(guò)渡料層分別為瀝青混凝土心墻壩的最底層。

      其中,本發(fā)明在鋪設(shè)瀝青混凝土層和一對(duì)過(guò)渡料層時(shí),每次鋪設(shè)的厚度可大于37cm、小于或等于40cm(以便碾壓后的厚度大于30cm、小于或等于34cm),超出現(xiàn)有規(guī)范的最大不超過(guò)25cm的厚度,因此可以極大提高鋪設(shè)速度,也利于鋪設(shè)后的下瀝青混凝土層的保溫。

      在最底層的下層瀝青混凝土層和下過(guò)渡料層鋪設(shè)攤平后,采用超出現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的碾重大于2噸的三臺(tái)碾壓機(jī)以品字形分布對(duì)瀝青混凝土層和一對(duì)過(guò)渡料層進(jìn)行同步碾壓,以使終碾后的瀝青混凝土的平均孔隙率小于2%。與此同時(shí),采用22噸的碾壓機(jī)對(duì)過(guò)渡壩殼料和壩殼料進(jìn)行碾壓。

      其中,品字形同步碾壓是通過(guò)使碾壓下層瀝青混凝土層的碾壓機(jī)在前、用于碾壓一對(duì)下過(guò)渡料層的一對(duì)碾壓機(jī)在后,三臺(tái)碾壓機(jī)同時(shí)向前行走碾壓的方法實(shí)現(xiàn)。

      現(xiàn)有規(guī)范里規(guī)定瀝青混凝土攤鋪后只能采用1.5噸以下的輕型碾壓機(jī)進(jìn)行碾壓,但由于本發(fā)明采用的瀝青混凝土的油石比為6.8%,且采用五級(jí)連續(xù)配,因此,在瀝青混凝土攤鋪后,本發(fā)明可使用超過(guò)2噸以上的碾壓機(jī)進(jìn)行碾壓,且在碾壓過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)陷碾、粘碾現(xiàn)象,極大提高碾壓速度,降低瀝青混凝土鋪設(shè)后熱量的散失速度。

      優(yōu)選的,本發(fā)明可采用三臺(tái)2.2噸的碾壓機(jī)對(duì)下層瀝青混凝土層和下過(guò)渡料層進(jìn)行同時(shí)品字形碾壓,也可以采用中間為2.2噸、兩側(cè)為2.6噸的三臺(tái)碾壓機(jī)進(jìn)行品字形碾壓。

      在碾壓過(guò)程中,瀝青混凝土初碾溫度控制在130℃~160℃,終碾溫度不低于110℃,若攤鋪溫度過(guò)高,攤鋪后可靜止一定時(shí)間后方可進(jìn)行碾壓。振動(dòng)碾行走速度控制在20m/min~30m/min。與岸坡結(jié)合部位及振動(dòng)碾碾壓不到的邊角或斜坡部位,采用小型人工夯夯實(shí)。夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)是以瀝青混凝土表面“返油”為止,同時(shí)防止因夯實(shí)方法不當(dāng)導(dǎo)致骨料破碎。

      碾壓瀝青混凝土?xí)r,碾壓機(jī)械不得突然剎車,或橫跨心墻碾壓。采用錯(cuò)位碾壓方式,每次錯(cuò)位半碾寬,從左到右或從右到左的順序依次碾壓。

      瀝青混凝土心墻的鋪筑,瀝青混凝土和過(guò)渡料從最低處開始向上層逐層鋪筑,與此同時(shí),過(guò)渡壩殼料填筑也與瀝青混凝土和過(guò)渡料平起平壓均衡施工,整體心墻全線均衡上升,使全線盡可能保持同一高程,盡量減少橫向接縫。而壩殼料在下層壩殼料層的基礎(chǔ)上同步向上鋪筑,使得兩側(cè)的一對(duì)壩殼料層始終會(huì)與瀝青混凝土和過(guò)渡料、過(guò)渡壩殼料的上表面之間圍成凹谷地帶,即,使得瀝青混凝土和過(guò)渡料、過(guò)渡壩殼料的鋪設(shè)一直在風(fēng)速低于外界風(fēng)速的環(huán)境中進(jìn)行,而收尾鋪平的工作可以在風(fēng)力小的天氣進(jìn)行,或者在壩殼料鋪設(shè)的高度接近心墻要求時(shí),降低壩殼料鋪設(shè)速度,以便最后瀝青混凝土、過(guò)渡料、過(guò)渡壩殼料、壩殼料基本維持同一高程。

      當(dāng)整體心墻在鋪筑過(guò)程中出現(xiàn)橫向接縫時(shí),接合坡度一般做成1:3的坡,上下層橫縫錯(cuò)開2m以上。振動(dòng)碾壓實(shí)時(shí),橫向接縫處重疊碾壓30~50cm。在心墻兩側(cè)2m范圍內(nèi),不得使用10t(10噸)以上的大型機(jī)械作業(yè),避免心墻局部受震畸變或破壞,如果不得不使用,需確定心墻鋪筑后多長(zhǎng)時(shí)間才能碾壓,碾子激振力大小等,以防心墻局部受震畸變或破壞,各種機(jī)械不得直接跨越心墻。振動(dòng)碾上的粘附物應(yīng)及時(shí)清理。

      本發(fā)明采用三臺(tái)碾壓機(jī)呈品字形分布的方式同時(shí)對(duì)鋪設(shè)好的瀝青混凝土層和過(guò)渡料層進(jìn)行碾壓,避免現(xiàn)有技術(shù)中瀝青混凝土層和過(guò)渡料層非同時(shí)碾壓時(shí),出現(xiàn)碾壓過(guò)渡料層時(shí)使瀝青混凝土層發(fā)生位移或畸變的情況,使得碾壓后的瀝青混凝土層和過(guò)渡料層的交接處交接良好,過(guò)渡料層可以為瀝青混凝土層提供支撐作用,減少瀝青混凝土在碾壓中的損耗。本發(fā)明對(duì)鋪設(shè)好的瀝青混凝土層和一對(duì)過(guò)渡料層進(jìn)行品字形碾壓時(shí),可以采用振碾的方法先碾壓6-8遍,再靜碾2遍;也可以采用先靜碾2遍,再振碾6-8遍,再靜碾2遍的方法,碾壓的方法與次數(shù)根據(jù)每次攤鋪的瀝青混凝土的攤鋪溫度確定,但無(wú)論采用哪種碾壓方法,終碾后的瀝青混凝土的平均孔隙率均可小于2%。而對(duì)過(guò)渡壩殼料和壩殼料采用振碾的方法先碾壓6-8遍,再靜碾2遍,確保壩面碾壓到位,不漏碾。

      其中,本發(fā)明逐層鋪設(shè)瀝青混凝土,采用根據(jù)已鋪設(shè)瀝青混凝土層的溫度進(jìn)行瀝青混凝土鋪設(shè)的方法,具體的,在每層的對(duì)應(yīng)材料鋪設(shè)完并碾壓之后,還采用溫度控制的方法,定時(shí)檢測(cè)已鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的溫度,并根據(jù)該溫度指導(dǎo)在上面攤鋪的上層瀝青混凝土的攤鋪過(guò)程,具體如下。

      步驟1、在下層瀝青混凝土層鋪設(shè)完之后,檢測(cè)下層瀝青混凝土層的溫度以獲得溫度數(shù)據(jù)

      在將下層瀝青混凝土層鋪設(shè)完、每次碾壓之后,定時(shí)對(duì)下層瀝青混凝土層的表層和表層以下的各間隔層進(jìn)行溫度檢測(cè),以便獲得下層瀝青混凝土層的表層和各間隔層在鋪設(shè)后的定時(shí)溫度數(shù)據(jù)。

      其中,對(duì)下層瀝青混凝土層的表層和表層以下的各間隔層進(jìn)行溫度檢測(cè)包括:

      沿著下層瀝青混凝土層的深度方向?qū)⑾聦訛r青混凝土層劃分為多個(gè)間隔層;

      沿著每個(gè)間隔層的徑向設(shè)置多排檢測(cè)點(diǎn),每排檢測(cè)點(diǎn)包括沿該間隔層軸向排布的多個(gè)檢測(cè)點(diǎn);

      在每次對(duì)下層瀝青混凝土層進(jìn)行碾壓后,對(duì)多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行溫度檢測(cè)。

      對(duì)每個(gè)間隔層的多排檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行溫度檢測(cè)之后,獲得下層瀝青混凝土層的表層和表層以下的各間隔層在鋪設(shè)后的定時(shí)溫度數(shù)據(jù)。

      其中,本發(fā)明的各間隔層之間的間距可以為4-6cm,優(yōu)選的,各間隔層之間的間距為5cm,即,每隔5cm設(shè)置一個(gè)間隔層,并在該間隔層上設(shè)置多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。

      獲得下層瀝青混凝土層的表層和各間隔層的定時(shí)溫度數(shù)據(jù)后,對(duì)表層和各間隔層的多排檢測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)分別進(jìn)行先求和、再平均取值的處理,以便獲得關(guān)于下層瀝青混凝土層鋪設(shè)后的表層和各間隔層在不同位置及不同時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)。

      在檢測(cè)下層瀝青混凝土層的溫度并獲得溫度數(shù)據(jù)之后,還在對(duì)下層瀝青混凝土層進(jìn)行碾壓的過(guò)程中,實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)?shù)貧鉁?、風(fēng)力及降水量,以便獲得實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù),并將獲得的實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)與下層瀝青混凝土層的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行集合處理,以便獲得用于指導(dǎo)高海拔地區(qū)瀝青混凝土心墻施工的施工數(shù)據(jù)庫(kù)。

      步驟2、在獲得下層瀝青混凝土層的溫度數(shù)據(jù)后,根據(jù)溫度數(shù)據(jù),若數(shù)據(jù)表明下層瀝青混凝土層的表層溫度小于70℃,則確定將在下層瀝青混凝土層上面鋪設(shè)的待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度及攤鋪溫度。

      在獲得下層瀝青混凝土層的溫度數(shù)據(jù)后,若數(shù)據(jù)表明下層瀝青混凝土層的表層溫度大于或等于70℃,則直接按照鋪設(shè)下層瀝青混凝土層時(shí)的溫度將待鋪設(shè)的瀝青混凝土鋪設(shè)在下層瀝青混凝土層上。

      需要說(shuō)明的是,由于高海拔地區(qū)的海拔高、溫度低,因此,在攤鋪下一層瀝青混凝土層后,瀝青混凝土層的溫降很快,通常攤鋪碾壓完之后,已攤鋪的下層瀝青混凝土層的表層溫度都會(huì)很快低于70℃,在此情況下,若按照規(guī)范規(guī)定,必須對(duì)下層瀝青混凝土層進(jìn)行烘烤加熱處理,但由于地理、氣候等條件的限制,這樣會(huì)無(wú)法完成施工,因此,本申請(qǐng)的發(fā)明人在長(zhǎng)期研究工作中提出本發(fā)明的如下方法,即在下層瀝青混凝土層的表層溫度小于70℃時(shí),采用下述方法繼續(xù)攤鋪瀝青混凝土:

      首先,根據(jù)獲得的下層瀝青混凝土層的表層及各間隔層的溫度數(shù)據(jù)后,獲取下層瀝青混凝土層的表層、間隔層的溫降變化;

      然后,根據(jù)溫降變化,確定將在下層瀝青混凝土層上面鋪設(shè)的待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度及攤鋪溫度。

      其中,本發(fā)明的中間層是指距表層8-12cm之間的間隔層,優(yōu)選的,當(dāng)相鄰間隔層的間距為5cm時(shí),中間層采用距表層10cm處的間隔層。

      優(yōu)選的,根據(jù)溫降變化,確定將在下層瀝青混凝土層上面鋪設(shè)的待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度及攤鋪溫度包括如下步驟:

      若下層瀝青混凝土層的表層溫度在40℃-70℃之間、表層與中間層的溫降小于或等于30℃,即,當(dāng)表層溫度大于或等于40℃,中間層溫度大于或等于70℃時(shí)(即距表層10cm處的間隔層與表層之間的溫降小于或等于30℃時(shí)),則確定出將在下層瀝青混凝土層上面鋪設(shè)的待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度為150℃-170℃,攤鋪溫度為140℃-150℃;

      若下層瀝青混凝土層的表層溫度小于40℃、表層與中間層的溫降小于或等于30℃,即,當(dāng)表層溫度小于40℃,中間層溫度小于70℃,但表層與中間層(即距表層10cm處的間隔層)的溫降小于或等于30℃時(shí),則確定出將在下層瀝青混凝土層上面鋪設(shè)的待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度為160℃-185℃,攤鋪溫度為150℃-165℃;

      若下層瀝青混凝土層的表層溫度小于40℃,且其表層與距表層5cm-6cm處的間隔層(優(yōu)選的,本發(fā)明采用距表層5cm處的第一個(gè)間隔層)之間的溫降大于30℃,則對(duì)下層瀝青混凝土層進(jìn)行預(yù)加熱處理,以提高下層瀝青混凝土層的表面溫度,然后在下層瀝青混凝土層上面鋪設(shè)瀝青混凝土。

      進(jìn)一步的,在根據(jù)溫降變化確定出待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度和攤鋪溫度之后,還可以根據(jù)溫降變化,相應(yīng)確定出在下層瀝青混凝土層上面鋪設(shè)的瀝青混凝土層的碾壓前的溫度(即初碾溫度,不小于130℃),以便在瀝青混凝土層溫度大于碾壓前溫度時(shí),對(duì)其進(jìn)行碾壓。

      步驟3、當(dāng)采用上述步驟確定出待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度之后,對(duì)待鋪設(shè)的瀝青混凝土的拌合溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),以便從拌合樓的出機(jī)口處輸出的瀝青混凝土的溫度達(dá)到出機(jī)口溫度。

      步驟4、在從拌合樓的出機(jī)口處輸出的瀝青混凝土的溫度達(dá)到出機(jī)口溫度后,將從拌合樓里輸出的待鋪設(shè)瀝青混凝土運(yùn)送至下層瀝青混凝土層處,并將待鋪設(shè)瀝青混凝土以上述步驟中確定出的攤鋪溫度直接鋪設(shè)在下層瀝青混凝土層上面,以便通過(guò)當(dāng)前鋪設(shè)的瀝青混凝土覆蓋并加熱下層瀝青混凝土層、將下層瀝青混凝土層的表層融掉,從而形成與下層瀝青混凝土層對(duì)接的結(jié)合處無(wú)分層面的上瀝青混凝土層(鋪設(shè)瀝青混凝土?xí)r,同時(shí)一次性鋪設(shè)過(guò)渡料)。

      采用本發(fā)明方法最終形成的由多層瀝青混凝土層構(gòu)成的、每相鄰兩層之間無(wú)結(jié)合分層面的瀝青混凝土心墻,其溫度由下至上呈場(chǎng)效應(yīng)變化,溫度場(chǎng)效應(yīng)變化可結(jié)合圖3所示說(shuō)明。

      圖3中所示,為瀝青混凝土心墻壩的第n層瀝青混凝土和過(guò)渡料、在第n層上面攤鋪的第n+1層的瀝青混凝土和過(guò)渡料的縱截面示意圖,其中,a1-am分別為第n+1層瀝青混凝土層的表層及各間隔層的位于軸線上的各點(diǎn),b1-bm,c1-cm分別為第n+1層的瀝青混凝土層與其兩側(cè)的過(guò)渡料層的交接處的各點(diǎn),an、bn、cn分別為第n層的瀝青混凝土層的軸線上的點(diǎn)和位于瀝青混凝土層兩側(cè)的過(guò)渡料層上與其交接的點(diǎn)。

      采用本發(fā)明的方法進(jìn)行瀝青混凝土的施工時(shí),施工后會(huì)發(fā)現(xiàn),相鄰兩層瀝青混凝土攤鋪后形成的部分心墻的溫度并非均勻變化,而是呈現(xiàn)出場(chǎng)效應(yīng):在第n+1層的瀝青混凝土的中間層的軸線上的a2點(diǎn)的溫降最高,以a2點(diǎn)為中心,垂直方向的溫降高于沿水平方向(即寬度方向)的溫降(第n+1層表層以上為空氣,第n層為較冷基面),但每層厚度有限,厚度約為30-34cm,而寬度可達(dá)0.6-2m以上。由此可以知道,在攤鋪瀝青混凝土過(guò)程中,已攤鋪的瀝青混凝土的表層溫降要快于深層溫降,所以可以采用本發(fā)明的方法,當(dāng)已攤鋪的下瀝青混凝土的表層溫度較低時(shí),可在已攤鋪的下層瀝青混凝土層上面直接攤鋪溫度較高的瀝青混凝土,即通過(guò)溫度高的瀝青混凝土直接將下層瀝青混凝土層的表層融掉并與其對(duì)接即可,使先后攤鋪的兩層瀝青混凝土層的結(jié)合面處無(wú)分層,且形成的瀝青混凝土心墻的各項(xiàng)參數(shù)均可達(dá)到規(guī)范要求。

      其中,采用本發(fā)明的方法,每次攤鋪的瀝青混凝土的厚度可大于37cm、小于或等于40cm(碾壓后的厚度大于30cm、小于或等于34cm),攤鋪厚度超出規(guī)范,結(jié)合快速碾壓,使得已攤鋪的瀝青混凝土的溫降減慢、保溫效果更好,極大提高攤鋪速度,在對(duì)已攤鋪的瀝青混凝土表面溫度掌握合理的情況下,可實(shí)現(xiàn)一次性攤鋪,即無(wú)需對(duì)已攤鋪的瀝青混凝土表面進(jìn)行預(yù)加熱烘干處理,即可直接在其上面攤鋪上一層瀝青混凝土。

      綜上所述,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的高海拔地區(qū)砂礫石壩連續(xù)鋪設(shè)的施工方法的有益效果體現(xiàn)在以下方面:

      1、本發(fā)明的方法,可在已鋪設(shè)并凍結(jié)的下層壩殼料層上繼續(xù)鋪設(shè)壩殼料,以便利用在前鋪設(shè)的下層壩殼料層中熱能的熱傳導(dǎo)作用,使上層壩殼料層與下層壩殼料層結(jié)合密實(shí),從而形成由下至上壩體溫度呈場(chǎng)分布的砂礫石壩,減少低溫環(huán)境對(duì)施工的影響,提高施工效率,且形成的砂礫石壩密實(shí),抗?jié)B透性好。

      2、本發(fā)明的方法,針對(duì)高海拔地區(qū)經(jīng)常有風(fēng)且風(fēng)力較大的特點(diǎn),在施工時(shí)營(yíng)造出可以減小風(fēng)速的凹谷地帶,使瀝青混凝土和過(guò)渡料可以在風(fēng)速較小的環(huán)境下進(jìn)行,從而利于施工的順利進(jìn)行,提高施工效率。

      3、本發(fā)明的方法,對(duì)瀝青混凝土和過(guò)渡料一次性同時(shí)鋪筑,鋪筑效率高,鋪筑后采用三臺(tái)碾壓機(jī)同時(shí)碾壓,提高碾壓效率,降低攤鋪后的瀝青混凝土的熱量散失速度,當(dāng)在其上面攤鋪上一層瀝青混凝土?xí)r,不需將已攤鋪的瀝青混凝土表面加熱,即可直接在其上面直接攤鋪瀝青混凝土,從而減少施工工序,極大提高施工效率;

      4、本發(fā)明的方法,在瀝青混凝土和過(guò)渡料鋪筑后,采用三臺(tái)重型碾壓機(jī)以品字形布局的方式對(duì)鋪筑后的瀝青混凝土和過(guò)渡料進(jìn)行碾壓,縮短碾壓時(shí)間,降低碾壓后瀝青混凝土的孔隙率,降低攤鋪后的瀝青混凝土的熱量散失速度,使過(guò)渡料與瀝青混凝土接合面處結(jié)合更好;

      5、本發(fā)明的方法,在進(jìn)行瀝青混凝土鋪設(shè)的過(guò)程中,既使已鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的表層溫度小于70℃,也可以將待鋪設(shè)的瀝青混凝土直接鋪設(shè)在下層瀝青混凝土層上面,無(wú)需對(duì)下層瀝青混凝土層進(jìn)行預(yù)加熱,極大提高施工效率,減少施工成本,縮短施工周期。

      6、本發(fā)明的方法,當(dāng)已鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的表層溫度小于70℃時(shí),通過(guò)已鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的溫度數(shù)據(jù),確定待鋪設(shè)的瀝青混凝土的出機(jī)口溫度、攤鋪溫度等,并根據(jù)確定的溫度值對(duì)瀝青混凝土的拌合、攤鋪等過(guò)程進(jìn)行調(diào)整,從而可將待鋪設(shè)的瀝青混凝土直接鋪設(shè)在下層瀝青混凝土層上面,并通過(guò)當(dāng)前鋪設(shè)的瀝青混凝土融掉下層瀝青混凝土層的表層,使兩層瀝青混凝土層直接對(duì)接,兩層瀝青混凝土層之間無(wú)結(jié)合分層面,確保形成的瀝青混凝土心墻壩的各參數(shù)及強(qiáng)度符合甚至超過(guò)規(guī)范要求。

      7、本發(fā)明的方法,在鋪設(shè)瀝青混凝土的過(guò)程中,把已鋪設(shè)的瀝青混凝土的表層和深層的溫降與外部氣候條件聯(lián)系起來(lái),并根據(jù)溫度數(shù)據(jù)指導(dǎo)上層瀝青混凝土的鋪設(shè),從而避免規(guī)范中表層溫度小于70℃時(shí)必須對(duì)下層瀝青混凝土層進(jìn)行烘烤以預(yù)加熱的問(wèn)題,提高施工效率。

      8、本發(fā)明的方法,在瀝青混凝土心墻壩施工的過(guò)程中,將已鋪設(shè)的瀝青混凝土在不同條件下的溫度數(shù)據(jù)與待鋪設(shè)瀝青混凝土的出機(jī)口溫度、攤鋪溫度、碾壓前后溫度等融合在一起,形成瀝青混凝土心墻施工的施工數(shù)據(jù)庫(kù),從而可為將來(lái)在高海拔地區(qū)進(jìn)行瀝青混凝土心墻的施工提供有力指導(dǎo)與支持,對(duì)類似項(xiàng)目起到積極推動(dòng)作用。

      盡管上述對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)說(shuō)明,但本發(fā)明不限于此,本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改,因此,凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

      當(dāng)前第1頁(yè)1 2 
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