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沥青混凝土心墙 “高原变形计”
 
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2021-05-11
 

  □通讯员 王丰收

  早上七点,在水电基础局西藏某项目的施工现场,机械的轰鸣声响了起来。只见一个忙碌的身影在工地各作业面来回穿梭。

  “为了确保主体工程顺利开工,临建工作得加快进度了”,他边走边说,并把挖机师傅叫了过去,指着道路右侧交代施工注意细节。

  他是娄旭峰,37岁,来自贵州,担任该项目副经理,今年是他进藏的第8个年头。瘦小的脸上架着一幅大大的黑边眼镜,浓浓的的眉毛下,一双眼睛炯炯有神,黝黑的皮肤诉说着他与沥青混凝土心墙的故事。

  碎石、石屑或砂、矿粉等,与一定比例的沥青材料在严格控制条件下拌制就成了沥青混凝土。常被作为路面铺设的材料,同时具有防渗性可靠、适应坝体和基础变形能力强等优点,在国内外水利大坝防渗处理中多被采用。

  但是沥青混凝土对施工要求相对较高,要在高原建造沥青混凝土心墙可比内地难上加难。娄旭峰进藏8年,凭着一股子钻研劲头,带着团队硬是把苛刻的施工条件沥青混凝土心墙改进应用到高原地区。

  沥青混凝土铺设的最低气温大于零摄氏度,风力小于4级,日降水量小于5毫米;下层沥青混凝土层的表层温度需在70℃以上。单层铺设的沥青混凝土层厚度不能大于25厘米;铺设沥青混凝土的振动碾小于1.5吨;气温低于零下10摄氏度时,大坝填筑按要求应停止施工。

  在内地,按规范按部就班地施工是可行。但在海拔寒冷地区,施工区域的气候特点和环境因素是不可忽视的,不能因环境因素影响而停止施工,无形增加了较大难度,导致沥青混凝土心墙工程以往在高海拔地区应用相对较少,至旁多水利枢纽工程开启了沥青混凝土心墙坝在西藏高海拔地区应用的序幕。

  在实际施工中,海拔3000米以上的高海拔地区,植被稀少、空气稀薄、气温气压低、氧含量少、昼夜温差大、夏秋季多雨、春秋季多风沙、冬季时段长等,复杂恶劣的施工环境给沥青心墙混凝土施工造成了超出规范因素多,施工难度大等系列难题。加上施工设备高原适应性差、燃油设备功效降低60%~75%,以及人员劳动强度降低等因素的影响,致其施工设备使用效率和人员劳动强度远不如海拔较低的地方。

  施工环境、施工设备、人员劳动强度,这些问题个个都是客观存在的极难问题,就像治疗疑难杂症一样。如何破局?成为项目施工亟待解决的“中梗阻”。

  大气候条件不适应,就改造局部气候。他提出了高海拔寒冷地区沥青混凝土心墙坝填筑的温度场及局部气候营造方法,以应对恶劣的气候条件。通过多次生产试验比对,采用了提高沥青混合料虚铺厚度和振动碾吨位的方法改进施工工艺,同时充分利用高海拔地区阳光辐射热能,组织开展冬季砂砾石大坝施工研究和沥青混凝土防风沙等措施。经过多次生产性试验论证与多方面技术研究,将沥青混凝土松铺厚度从25厘米提高到了30~35厘米,将当地砂砾石骨料代替了传统施工的沥青心墙混凝土灰岩骨料,并将各项研究成果转换到工程中实践应用,经雅砻、卓于等项目蓄水检验心墙质量效果良好,由此在解决了高海拔地区复杂恶劣施工环境影响问题的同时,也提高了施工进度,降低了施工成本。

  他结合高原实际施工条件,创新推出一种摊铺厚度和宽度可调节的沥青心墙摊铺机,高海拔地区的节能型沥青混凝土制备设备,通过改进现有摊铺设备和生产设备,提高生产效率,局部解决设备降效问题,并获得多项适用新型专利。

  西藏水利资源丰富,采用沥青心墙坝这一工程措施,对其进行充分利用是可行的。但在西藏地区,高海拔寒冷条件下,沥青心墙坝施工可供借鉴的成功经验不多,加上诸多不利条件限制,如何有效突破是成为了一个课题,持续开展相关研究,势在必行。

  娄旭峰团队在雅砻水库工程经过长时间深入研究,形成了《高海拔寒冷地区沥青混凝土心墙坝施工关键技术》。他首创了沥青混凝土心墙施工温控技术,利用该技术很好地控制出机口和入仓温度,确保层间热传递,形成温度场效应分布,保证填筑温度符合规范要求。他创新了低风速聚温施工环境营造方法,在沥青混凝土心墙两侧铺设坝壳料,形成减小风速的凹谷地带,解决了风速大、降温快、施工效率低的难题。

  自2015年开始研究以来,至今形成四个方面的创新成果,获得国家发明专利7项,实用新型专利6项,天津市科技成果3项、电建集团科学技术奖一等奖 1 项、电力科技创新二等奖1项。各项成果经推广应用于雅砻水库、结巴水库、拉洛水利枢纽、卓于水库等工程中,这些科技成果技术的应用,不同程度的节约了施工成本、缩短了施工工期。

  《高海拔寒冷地区沥青混凝土心墙坝施工关键技术》在高海拔寒冷地区工程的成功应用,极大地改变了高海拔地区水利工程施工组织与管理架构,有效解决了高海拔地区气候寒冷、含氧量低、风沙大、冬季时段长、施工燃油设备功效低以及人员劳动强度低等诸多不利因素影响的难题。

  在每个工作面都检查一遭后,娄旭峰站在施工现场最高点,DY水库整个现场一览无余:天高云淡,艳阳略显刺眼,工人和施工机械在场地往来穿梭,不时发出清脆的声响,好像一首大地鸣奏曲。此时,一个想法嗖一下子在他脑中闪过——他知道和沥青混凝土心墙坝的故事在这里还将继续。

  来源:中国水利网站 2021年5月11日

王丰收
责任编辑:尼冰琳
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