現(xiàn)澆瀝青混凝土心墻技術(shù)在水庫(kù)除險(xiǎn)工程中的應(yīng)用

姜英俊，柳沂波，郭友文

(1.黑龍江省水利工程建設(shè)局，哈爾濱 150081；2.虎林市邊境河流堤岸管理站，黑龍江 虎林 158400)

現(xiàn)澆瀝青混凝土心墻技術(shù)在水庫(kù)除險(xiǎn)工程中的應(yīng)用

姜英俊1，柳沂波2，郭友文1

(1.黑龍江省水利工程建設(shè)局，哈爾濱 150081；2.虎林市邊境河流堤岸管理站，黑龍江 虎林 158400)

水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中，為提高壩體抗?jié)B性能，常增設(shè)心墻。文章結(jié)合哈拉臺(tái)河水庫(kù)除險(xiǎn)加固中現(xiàn)澆瀝青混凝土心墻施工實(shí)際，闡述了使用材料的基本要求，冷底子油的配置，瀝青混凝土的制備與拌合等工藝流程要求。介紹了瀝青混凝土心墻的澆筑技巧與施工管理技術(shù)，并總結(jié)出6點(diǎn)施工經(jīng)驗(yàn)與建議。

水庫(kù)消險(xiǎn)；石壩心墻；現(xiàn)澆技術(shù)；瀝青混凝土；施工應(yīng)用

1 工程概況

哈拉臺(tái)河水庫(kù)位于黑河市境內(nèi)的公別拉河中游右側(cè)一級(jí)支流哈拉臺(tái)河上，在黑河市西南部，距黑河市62km，是一座以供水為主，兼顧防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的小(1)型水庫(kù)。

工程等別為IV等，主要建筑物等級(jí)為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。主要建筑物按50a一遇洪水設(shè)計(jì)，100a一遇洪水校核，臨時(shí)建筑物按10a一遇洪水設(shè)計(jì)。

攔河壩為瀝青混凝土心墻堆石壩，壩長(zhǎng)400m，加固后壩頂寬度4m。上游坡比1∶1.6，下游坡比1∶1.6，壩頂設(shè)防浪墻，墻高1.2m，墻頂高程348.9m，瀝青混凝土心墻頂高程345.7m，壩基采用帷幕灌漿處理。

2 使用材料的基本要求

材料的基本要求主要有7個(gè)方面：

2.1 瀝青混凝土

2.1.1 瀝青混凝土配合比

粗骨料14%，中骨料34%，細(xì)骨料40%，石粉(礦粉)12%，瀝青12%。

其中：瀝青占礦物混合料的12%，骨料為石灰石，瀝青大慶110#石油瀝青。

2.1.2 瀝青砂漿配合比

瀝青：石粉：細(xì)骨料為1∶1∶3。

2.1.3 冷底子油配合比

瀝青30%、汽油或柴油70%。

2.1.4 礦料級(jí)配

粗骨料20～30mm；中骨料10～20mm；細(xì)骨料0.6～10mm；石粉0.075～0.6mm。

2.1.5 瀝青混凝土指標(biāo)要求

容重>2.4kN/m3，孔隙率<3%，滲透系數(shù)≤1×10-7cm/s，滲透破壞比降>300，馬歇爾穩(wěn)定性(600，N)>5000，馬歇爾流值(1/100cm)30～110，水穩(wěn)定系數(shù)≥0.85[1]。

2.2 瀝青的運(yùn)輸與保管

有以下3點(diǎn)內(nèi)容：

1)對(duì)桶裝瀝青應(yīng)碼放整齊，裝卸時(shí)應(yīng)防止硬摔硬碰，防止瀝青外流。

2)對(duì)灌裝瀝青，運(yùn)輸與儲(chǔ)備的設(shè)備應(yīng)有加熱裝置或措施。

3)避免雜質(zhì)的侵入和水分侵入，存放場(chǎng)地迎加強(qiáng)防火措施，并適當(dāng)?shù)目拷鼮r青混凝土拌制場(chǎng)地，減少瀝青的二次運(yùn)輸。

2.3 冷底子油的配制

先將瀝青加熱到110～130℃，然后冷卻至70～90℃，在不斷攪拌下以細(xì)流狀加入溶劑，直至瀝青全部溶解。

稀釋瀝青的閃火點(diǎn)低，在配制與使用時(shí)要特別注意防火。

2.4 碎石骨料加工

碎石骨料加工，應(yīng)采用堅(jiān)硬新鮮的石灰?guī)r，不得混入酸性碎石，不得使用風(fēng)化巖加工。碳酸鹽含量應(yīng)>95%。

2.4.1 粗骨料

要求質(zhì)地堅(jiān)硬、新鮮，不因和加熱引起性質(zhì)變化，吸水率≤3%；含泥量≤0.5%；耐久性好，用硫酸鈉法干濕循環(huán)5次，重量損失<12%；黏附型號(hào)，與瀝青混凝土的黏附力應(yīng)≥4級(jí)，且級(jí)配良好。

2.4.2 細(xì)骨料

要求質(zhì)地堅(jiān)硬，不因和加熱引起性質(zhì)變化，不含有機(jī)質(zhì)和其他物質(zhì)，天然砂含泥量≤2%；耐久性好，用硫酸鈉法干濕循環(huán)5次，重量損失<15%；水穩(wěn)定等級(jí)≥6級(jí)，且級(jí)配良好[2]。

2.5 骨料的堆存

有以下5點(diǎn)內(nèi)容：

1)骨料的堆存要便于裝卸，并盡量靠近瀝青混凝土拌合場(chǎng)地。

2)堆放場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行平整，對(duì)松土地面還應(yīng)壓實(shí)，加設(shè)水泥砂漿抹面，做到排水暢通。

3)砂與粗骨料應(yīng)分別堆放，防止混雜。

4)砂的存儲(chǔ)必須要有防御設(shè)施，加熱前含水率≤4%，堆存時(shí)應(yīng)采取措施防止分離。

5)存儲(chǔ)量應(yīng)滿足施工要求。

2.6 石粉的技術(shù)要求

石粉及其顆粒組成應(yīng)符合以下規(guī)定：0.075mm篩孔通過(guò)率80%以上，0.15mm篩孔通過(guò)率90%以上。

2.7 瀝青混凝土各種拌合物的加熱溫度

石粉加熱到100℃，粗、細(xì)骨料加熱180～200℃，瀝青加熱160～180℃，瀝青混凝土出機(jī)溫度為160～180℃，瀝青混凝土澆筑溫度為140～160℃。

3 瀝青混凝土的制備與拌合

瀝青混凝土的制備與拌合包括4個(gè)方面：

3.1 拌合場(chǎng)地的設(shè)備

1)瀝青混凝土拌合場(chǎng)地應(yīng)盡量選擇靠近鋪筑現(xiàn)場(chǎng)，以減少瀝青混合料的溫度損失與分離，并便于施工管理。

2)在工地開(kāi)挖爆破區(qū)之外，遠(yuǎn)離易燃品倉(cāng)庫(kù)，不受洪水威脅，排水條件良好，

3)在壩的下風(fēng)處，保持壩面作業(yè)的良好環(huán)境。

4)遠(yuǎn)離生活區(qū)，有利于防火及環(huán)境衛(wèi)生。

5)瀝青混凝土的拌合設(shè)備，其生產(chǎn)能力應(yīng)滿足鋪筑高峰強(qiáng)度的要求并有備用容量。

拌合場(chǎng)地應(yīng)根據(jù)地形合理布置，使各工序能緊密銜接，互相協(xié)調(diào)，減少溫度損失，充分發(fā)揮機(jī)械效能，保證施工質(zhì)量。

3.2 對(duì)瀝青的要求

1)瀝青的熔化、脫水和加熱必須有防風(fēng)、防雨、防火設(shè)施。

2)瀝青脫水后的溫度應(yīng)根據(jù)瀝青混凝土拌合的出機(jī)溫度而定，一般情況下石油瀝青的加熱溫度≤180℃，在加熱鍋內(nèi)停留≤6h。

3)在用燃油鍋加熱瀝青時(shí)，應(yīng)調(diào)好風(fēng)門(mén)及油門(mén)壓力，使油嘴噴出的油成霧狀并充分燃燒。開(kāi)機(jī)點(diǎn)火時(shí)，應(yīng)先開(kāi)風(fēng)門(mén)后開(kāi)油門(mén)，停機(jī)時(shí)應(yīng)先關(guān)油門(mén)后關(guān)風(fēng)門(mén)，經(jīng)常檢查油路、風(fēng)路，嚴(yán)防因管道泄漏燃油發(fā)生火災(zāi)。

4)應(yīng)適時(shí)清理瀝青加熱鍋底，以免沉淀物積聚，引氣鍋底過(guò)熱而熔裂或引起鍋內(nèi)瀝青燃燒。

3.3 對(duì)骨料的要求

1)骨料的烘干、加熱宜用內(nèi)熱式加熱滾筒進(jìn)行，加熱滾筒傾角的大小應(yīng)根據(jù)礦料加溫?zé)岫韧ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)確定，一般在3～5℃間選擇。

2)骨料的加熱溫度，應(yīng)根據(jù)瀝青混凝土拌合的出機(jī)溫度確定，但骨料溫度不應(yīng)比瀝青溫度高20℃。

3)礦料均按重量配料，各種原材料均已干燥狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 瀝青混凝土的拌制

1)拌制瀝青混凝土的加料次序?yàn)椋合却趾蠹?xì)。

2)拌合時(shí)間：骨料與填料拌制15～25s后，再加入瀝青拌合，要求拌和均勻，拌合時(shí)間一般為2～3min。

3)瀝青混凝土拌合出機(jī)溫度，一般控制在150～170℃，同時(shí)應(yīng)滿足不同季節(jié)澆筑要求，但最高不得超190℃。

4)在攪拌機(jī)停機(jī)前，應(yīng)用熱礦料攪拌并清理干凈攪拌機(jī)。

5)當(dāng)因機(jī)械故障或其它原因停機(jī)超30min時(shí)，應(yīng)將攪拌機(jī)內(nèi)的瀝青混合料放出，并用熱礦料攪拌清理，防止瀝青混合料凝固在攪拌機(jī)內(nèi)。

4 瀝青混凝土心墻的澆筑

有以下5點(diǎn)要求：

1)混凝土預(yù)制塊砌筑前必須用鐵刷除去與瀝青混凝土接觸面的浮灰，并在干燥的條件下刷上冷底子油，待冷底子油中的稀釋劑(汽油或煤油)揮發(fā)后，方可砌筑。

砌筑預(yù)制塊時(shí)，應(yīng)用坐漿法錯(cuò)縫砌筑，每次一至二層，砌筑后應(yīng)平穩(wěn)順直，砌筑縫應(yīng)確保瀝青砂漿飽滿。

2)必須做好瀝青混凝土心墻與剛性建筑物間的的連接，將工作面清理干凈，干燥后涂刷冷底子油，待冷底子油中的稀釋劑(汽油或煤油)揮發(fā)后，方可澆筑瀝青混凝土。

3)澆筑瀝青混凝土?xí)r，應(yīng)將原來(lái)瀝青混凝土表面清理干凈，并用高壓風(fēng)吹掉瀝青混凝土表面的塵土、浮渣、雜物等。如果瀝青混凝土運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象，澆筑入倉(cāng)前應(yīng)做輔助攪拌，并嚴(yán)禁集中一處下料，每層澆筑高度控制在20cm以?xún)?nèi)，并用振搗鏟等振搗工具振實(shí)。

4)瀝青混凝土澆筑溫度≥140℃，嚴(yán)寒季節(jié)施工應(yīng)≥160℃，并應(yīng)減少橫向接縫，橫向接縫的結(jié)合坡比為1∶3，上下層橫向接縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。

5)在瀝青混凝土澆筑接近設(shè)計(jì)高程時(shí)，應(yīng)將銅止水安裝就位并固定好，在銅止水兩側(cè)均勻下料，并同時(shí)澆筑到設(shè)計(jì)高程，并將瀝青混凝土表面覆蓋好，防止雜物污染已澆筑完畢的瀝青混凝土表面[3]。

5 瀝青混凝土心墻施工技術(shù)管理

有以下4點(diǎn)要求：

1)瀝青混凝土心墻施工，應(yīng)制定質(zhì)量檢驗(yàn)制度，建立工地試驗(yàn)室，對(duì)原材料、瀝青混合料、和澆筑后的瀝青混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

施工過(guò)程中加強(qiáng)工序、工藝控制，做好施工原始記錄(如施工部位、高程、樁號(hào)、施工日期、配合比、實(shí)驗(yàn)人員等)，并及時(shí)整理分類(lèi)歸檔。

2)瀝青運(yùn)到工地后，由工地試驗(yàn)室取樣，對(duì)針入度、軟化點(diǎn)、延伸度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)、規(guī)范要求。

每批砂石料應(yīng)按各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行自檢，檢驗(yàn)合格后方能使用。施工生產(chǎn)時(shí)應(yīng)每天對(duì)骨料進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)骨料的各項(xiàng)指標(biāo)不同及時(shí)調(diào)整配合比。

3)瀝青混凝土制備過(guò)程中，應(yīng)派專(zhuān)人隨時(shí)監(jiān)測(cè)瀝青、骨料、瀝青混合料的溫度，控制好各工序加熱溫度和出機(jī)時(shí)時(shí)瀝青混凝土的溫度，注意觀察出機(jī)后瀝青混合料的外觀質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)有花白料，時(shí)稀時(shí)稠或出黃煙現(xiàn)象，應(yīng)立即查明原因，及時(shí)調(diào)整消除，以保證施工質(zhì)量。

4)澆筑瀝青混凝土心墻前，應(yīng)對(duì)混凝土砌塊立模的中心線、心壁厚度進(jìn)行校核，使各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合實(shí)際要求[4]。

6 施工經(jīng)驗(yàn)與建議

總結(jié)出6點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)與建議：

1)瀝青混凝土防滲墻施工系高溫作業(yè)，必須注意安全，訂立安全制度，對(duì)施工人員進(jìn)行安全教育及技術(shù)交底，經(jīng)常進(jìn)行安全檢查，防止事故發(fā)生。

2)凡對(duì)瀝青有過(guò)敏反應(yīng)的人，不能參加瀝青混凝土施工。

3)進(jìn)行瀝青混凝土施工人員的勞動(dòng)保護(hù)品必須發(fā)放到位，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有柴油、棉紗、防護(hù)手套、防護(hù)眼鏡等用品。

4)在瀝青、骨料及瀝青拌合物加熱過(guò)程中，要有防污、防火、防爆措施，并配備足夠的消防器材。

5)在雨季施工時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)骨料進(jìn)行覆蓋，防止因雨水淋濕骨料，延長(zhǎng)骨料加熱脫水時(shí)間，影響施工進(jìn)度。

6)瀝青混凝土澆筑后的成品應(yīng)及時(shí)覆蓋，避免陽(yáng)光照射，因現(xiàn)澆瀝青混凝土軟化點(diǎn)低，陽(yáng)光長(zhǎng)時(shí)間照射，瀝青混凝土軟化后會(huì)發(fā)生流淌等現(xiàn)象，不利于成品保護(hù)。

[1]張懷生.水工瀝青混凝土[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2]李亞杰，方坤河.建筑材料：第五版[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2007.

[3]王德庫(kù)，金正浩.土石壩瀝青混凝土防滲心墻施工技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.

[4]岳躍真，郝巨濤，等.水工瀝青混凝土防滲技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

1007-7596(2014)01-0091-03

2013-07-09

姜英俊(1959-)，男，黑龍江哈爾濱人，高級(jí)工程師；柳沂波(1982-)，男，黑龍江虎林人，助理工程師；郭友文(1972-)，男，黑龍江哈爾濱人，高級(jí)工程師。

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