1、1浅谈水库大坝沥青混凝土心墙施工技术摘 要本文结合水库大坝设计沥青混凝土心墙施工方法、施工工艺、拌和站布置、沥青混合料拌制、施工机械配置及质量控制等，总结出适用于水库大坝沥青混凝土心墙施工的方法。关键词堆石坝 沥青混凝土心墙 施工方法 质量控制 水库绪论：沥青混凝土具有抗渗能力强，变形能力大，结构简单，工程量小，施工速度快，安全可靠，不破坏环境资源，因此优于其他材料的心墙。沥青心墙防渗能力可达 10-8以上，可视为不漏水，同时有较好的塑性和柔性，能适应坝体的变形和沉陷，对已产生的裂缝有一定的自愈能力，是一种安全合理的防渗形式设计。我国从 70 年代以来，已建成了东北的尼尔基，三峡茅坪渓，重庆黔
2、江洞塘，四川冶勒，新疆鄯善坎尔其等许多座沥青混凝土心墙坝。本文结合我公司正在准备承建的水库大坝沥青混凝土心墙，介绍今后其施工方法、施工工艺、拌和站布置、沥青混合料拌制、施工机械配置及质量控制等，总结出适用于水库工程沥青混凝土心墙施工的方法。1、工程概况水库工程坝型；以沥青混凝土心墙坝为代表坝型。沥青混凝土心墙与灌浆廊道基座结合处设置，接触段需要加大，扩大段高3m，厚度由 2m 过渡到 1m；心墙由底向上分别为 0.8m、0.7m、0.6m、0.5m 四种梯形断面，沥青砼心墙与防浪墙连接处同样设置。在心墙上游侧设置 3m 宽碎石过渡带及在下游侧设置 4m 宽碎石过渡带（最大粒径为 80mm） 。
3、2、原材料、施工配合比及质量要求2.1 原材料选用水库沥青混凝土材料建议选用 70#水工沥青、库区临近石料场粗细骨料。S75 矿粉填料。1）沥青。沥青是混合料的重要组成部分，其质量的好坏直接影响工程的防渗效果，沥青的选择是工程质量的关键。本工程选用 70#水工沥青，厂家对每批进场沥青提供材质试验合格报告，工地试验室进行复检后方可用于工程施工。沥青主要指标及检验成果达标见表 1；22）矿料。沥青混凝土矿料包括粗骨料、细骨料及矿粉。水库沥青混凝土粗、细骨料采用的石料破碎后筛分成 2010mm、105mm、50.074mm 三种成品运至工地分仓堆存。矿粉堆存在铺有木板且其上敷有油毡的干燥库房内。骨料
4、堆存场均架设有防雨棚，地面采用低标号混凝土找平并高出周围地面 10cm，以防雨水倒灌。在沥青混凝土摊铺前对加工好的粗细骨料的物理力学性能进行了检验，检验结果见表 2、表 3。从检测成果可以看出，沥青混凝土原材料主要指标满足规范要求，可用于工程施工。表 1 70#水工沥青主要指标检测成果表薄膜烘箱试验后（153，5h） 项 目 针入度（25，0.1mm） 软化点（） 延 度（15，cm） 密 度（g/cm 3） 质量损失（%） 针入度比（%） 延 度（15，cm） 技术要求 6080 4855 150 实测1 68 80 表 2 粗、细骨料物理力学性能检验成果表骨料 项 目 密 度 （g/cm
5、3） 吸水率（%） 压碎率（%） 含泥量（%） 耐久性（5 次Na2SO4循环重量损失） 粗 技术要求 2.6 2.0 30 0.5 12 细 技术要求 2.55 2.0 2 15 允许偏差（%）2 1 0.5稀释沥青（冷底子油）配合比沥青：汽油40：60砂质沥青玛蹄脂配合比沥青：矿粉：人工砂1：2：2细度（）各筛通过率项 目密 度（g/cm 3）含水率（ %）亲水系数（ %） 0.6mm 0.15mm 0.074mm技术要求 2.5 110 每层随时检测5 摊铺厚度 20mm 每层随时检测6 碾压遍数 静 2 动 67 外 观 无裂纹、蜂窝、麻面、空洞及花白料 每层随时检测8 渗透系数 2.
6、4g/cm3 核子密度仪无损检测10 孔隙率 80cm 时或与两岸廊道砼结合处扩大段部分采用人工立模摊铺。4.4.1 人工摊铺 测量放线支立钢模毡布铺盖模板过渡料铺筑与初步压实基面面处理（表面清理、干燥、加热）人工摊铺沥青混合料抽掉钢摸铺盖毡布过渡料碾压和沥青混合料碾压施工质量检查。1）混凝土基础面处理沥青混凝土心墙同周边建筑物的连接是防渗系统结构的关键，其处理的好坏将直接影响大坝的安全，必须精心组织施工。混凝土基础面凿毛：待混凝土强度达到设计值的 70后即可进行凿毛。采用带刃的小斧或锤剁掉混凝土表面的乳皮，并用高压风吹净，保证混凝土面平整、干燥。涂刷稀释沥青：稀释剂采用汽油，其掺配比例应视气
7、温、风力等气候条件确定，一般采用 40：60(沥青：汽油)。涂刷后的混凝土表面应为棕色。涂刷沥青玛蹄脂：厚度一般为 12cm。在施工现场采用人工拌和，对人工砂和矿粉分别加热，温度控制在 150170，然后再加入到热沥青5（140160）中一起搅拌均匀。铜止水表面用热沥青涂刷两遍。2)钢模安装钢模采用 300mm6mm1250mm 的钢板制作，模版两侧采用角钢限位卡固定，模板间连接采用承插式。钢模安装前表面涂刷废机油脱作为模剂，拼装好的模板平整严密，尺寸准确。定位后模板距心墙中心线偏差一般控制在5mm 内。 3）过渡料铺筑：模板立好后，用毡布遮盖心墙表面，防止砂石、杂物落入仓面内。采用 1m3反
8、铲将掺配好的过渡料粗平，人工配合整平，松铺厚度为30cm。心墙两侧的过渡料应同时铺筑，靠近模板部位作业时要特别小心，防止模板走样、变位。4）结合面清理与加热：结合面要清理干净，摊铺前用红外线加热器（公司部采用煤气喷灯）使接合面加热到 70以上。当面层为沥青玛蹄脂时不需要加热。5）沥青混凝土混合料运输及入仓：由于沥青拌和站距离心墙铺筑现场较近，沥青混凝土混合料拌好后采用 ZL50G 装载机由拌和站直接运输至仓面入仓，人工整平，松铺厚度为 28cm，误差控制在2cm 内，入仓温度控制在 140170。沥青混合料在活动钢模内摊平后将钢模拔出，采用先拆模后碾压的方法，可使沥青混凝土与过渡带形成犬牙交错
9、的断面，利于两者的结合，这样对防止沥青心墙的塑性变形具有重要意义。钢模拆除后，立即将粘附在模板内壁的沥青混凝土清理干净，以备下次使用。6）混合料与过渡料碾压碾压顺序及方法：采用 2 台 2.0t 自行式振动碾同时静压心墙两侧过渡料2 遍后再动压 6 遍，最后振动碾压沥青混凝土混合料 6 遍。振动碾行进速度按30m/min 控制。沥青混合料摊铺完成后，用毡布将沥青混合料表面覆盖，其宽度为盖住上下游过渡料各 20cm，然后振动碾在毡布上碾压，这样不仅解决了沥青混合料表面污染，而且保持了沥青混合料表面的温度，不产生硬壳。实践证明经过这种方法碾压后的沥青混合料表面“返油”良好，未产生纵向裂缝。由于采用
10、毡布遮盖，解决了沥青混凝土表面的“冷却”问题，所以在用振动碾碾6压时，还可以采用边下料、边摊平、边遮盖，集中碾压的方法施工。当摊铺长度达到 810m 时，用振动碾集中碾压，其压实标准以沥青表面“返油”为准。对于振动碾碾压不到的边角部位（如铜止水附近和齿槽边角） ，采用重锤人工夯实，直至表面“返油”为止。碾压温度：碾压时最高温度不超过 150，最低温度不低于 110。4.4.2 机械摊铺基础结合面处理（使表面干净、干燥）测量放线并固定定位金属丝摊铺机摊铺沥青混合料和过渡料人工摊铺两侧岸坡扩大段沥青混合料过渡料碾压沥青混合料碾压施工质量检测。 1）两岸混凝土基础面处理及心墙结合层面清理方法与人工摊
11、铺相同。2）测放中线：心墙中线在机械摊铺时尤为重要。采用全站仪每隔 510m 测放并用铁钉标记中点，用金属丝连接各点。在施工中发现在摊铺机行进过程中金属丝易变松而偏离中线，后来改用墨斗在心墙上弹出白线控制中线，效果较为理想。3）摊铺机就位工程使用的摊铺机械可用 JXT-07 型牵引式沥青混凝土心墙摊铺机，该机械包括自动调频卷扬机和沥青混凝土心墙专用小型摊铺机。采用 1m3反铲将卷扬机和摊铺机吊装就位，就位时应注意摊铺机出料口和卷扬机中心线要与心墙轴线吻合。4）混合料摊铺沥青混合料用 ZL50G 装载机运至摊铺现场后直接给摊铺机上料，摊铺机行进速度按 0.81.2m/min 控制。摊铺厚度 25
12、cm，其允许误差2cm，摊铺温度为140170。5）过渡料铺筑填筑顺序：心墙沥青混凝土与过渡料的铺筑超前坝壳料 23 层，不高于80cm。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，防止摊铺机行进过程中心偏移。紧贴心墙两边 50cm 宽度过渡料采用人工上料，沥青混凝土摊铺机布料，其它7过渡料紧随摊铺机后人工配合机械铺筑，整平。每摊铺段采用毡布遮盖心墙，然后整平碾压，6）心墙与过渡料压实用 2 台振动碾先同时静压 2 遍后振压 6 遍心墙两侧过渡料；接着振压沥青混凝土混合料 6 遍。振动碾压行进速度以 30m/min 为宜，初碾时温度不高于150；终碾温度不低于
13、110。45 沥青混凝土施工过程中应注意的几个问题1）沥青混凝土铺筑筑应与过渡料平起施工，沥青混凝土心墙铺筑应均衡上升，心墙基面尽可能保持同一高程，避免或减少横缝，当由于客观原因出现横缝，其结合面坡度应缓于或等于 1：3，同时上、下层横缝应相互错开 2m 以上，横缝处应重叠碾压 3050cm，用振动夯夯至表面返油为止；。 2）对于连续上升、层面干净且已压实好的沥青混凝土，表面温度大于70即可铺筑上层沥青混合料，当下层沥青混凝土表面温度低于 70时，要进行加热，但加热时间不宜过长，以防止沥青混凝土老化。若已压实沥青混凝土表面有污物，采用人工清铲， 无法铲掉的，加热软化后铲除。不合格、因故间歇时间
14、太长或温度损失过大的沥青混合料应及时清除，清除废料时，严禁损害下层已铺好的沥青混凝土；3）对两岸坡接头部位、结合槽、铜止水周围等振动碾不易到达的地方，采用 1t 振动夯配合重锤人工夯实至“返油” ；4）钻孔取芯的部位要随取随盖，尽可能保持孔内洁净并及时回填，回填时，先将钻孔擦干，然后用喷灯将孔壁烘干加热到 70后再分层人工回填捣实。5）振动碾在心墙上不得急刹车，心墙两侧 2m 范围内，禁止大型机械进入及横跨心墙。5 沥青混凝土心墙施工机械设备配置沥青混凝土心墙施工机械设备配置见表 6表 6 沥青混凝土心墙主要施工机械设备配置表名 称 规格型号 数量 主要技术性能及作用摊 铺 机 牵引式 JXT
15、-07 1 套摊铺厚度 0.25m，宽度 0.50.8m 梯级渐变,行进速度 0.81.2m/min8自行式振动碾 YZ2 （2t） 3 台 碾压沥青混凝土心墙及两侧过渡料沥青混凝土拌和站 QLB30B 1 台 全自动双轴间歇强制式，最大拌和量 1000kg/次沥青储存加热罐 30t 1 个 储存散装沥青，采用燃煤进行加热装 载 机 ZL30、ZL50G 2 台 砂石骨料上料，沥青混合料运输及入仓反 铲 小松 270 1 台 摊铺机就位及过渡料整平振 动 夯 22kw 2 台 对振动碾碾压不到部位进行人工振密钢 模 板6mm（1250mm30cm）140m 人工摊铺部位使用6 质量控制沥青混凝
16、土心墙施工是一种热施工，对沥青混凝土的配合比和温度控制等要求较高，施工过程中的质量控制和检测尤为重要。施工单位实行“三检制” ，施工过程中严格执行“水库工程大坝沥青混凝土心墙施工编制的导书” ，对各工序进行全过程质量控制，按照每层为一个单元进行验收签证。沥青混凝土开仓实行联合开仓证制度，即由业主、监理、设计三方联合进行验仓，同意开仓后当场在开仓证上签字。监理和业主对沥青混凝土心墙施工的全过程进行旁站监督，在沥青拌和站和大坝施工现场均安排专人测记沥青混凝土出机口温度、入仓温度、碾压温度等参数。拌和站质量控制重点：原材料质量控制；混合料制备过程中的温度控制及外观检查；沥青、矿料的计量控制；摊铺现场
17、质量控制重点：工序质量控制；摊铺宽度、厚度控制；混合料入仓温度、碾压温度控制；碾压质量控制（密度、孔隙率、渗透系数） ；外观检查。沥青混凝土心墙施工期间需要在出机口和摊铺现场对沥青混合料入仓温度进行检测，每层为一个单元进行抽提试验并进行无损检测沥青混凝土指标如密度、孔隙率、渗透系数等，沥青混凝土心墙已完成单元需全部合格，优良率要达到 88.%以上，青混凝土检测检测结果见表 7。表 7 沥青混凝土检测项目统计表检测项目 检测组数 平均值 最大值 最小值9密度（g/cm 3） 930 2.42 2.44 2.39孔隙率（%） 930 1.8 2.8 1.7出机口温度（）1200 160 178 1
18、45入仓温度（） 1200 157 175 1407沥青混凝土心墙埋设仪器观测资料分析沥青混凝土心墙进行埋设观测仪器，其中包括包括温度计、测斜仪、渗压计、测缝计，要取得各组观测数据，各种测量数据平稳变化，无突变，观测结果要表明：心墙温度变化平稳缓慢，测斜仪、测缝计未有大的变形产生，心墙应力应变小于沥青混凝土允许范围，以确保沥青混凝土心墙正常运行。8 结束语水库碾压式沥青混凝土心墙自开始铺筑施工至完工，只要严格按上术可行的施工方法及沥青混凝土拌和站的设备配置、拌和工艺、机械运输、摊铺机械、碾压设备的选择及各工序人员的安排、施工工艺和各种指标满足设计和技术规范要求去施工将会是有非常成功的优良工程效果！编制人：徐钧华2013 年 2 月 5 日
