大壩填筑和瀝青心墻的施工技術(shù)探討

孫德剛

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 新疆 烏魯木齊 830000）

瀝青心墻是修建于大壩軸線上游一側(cè)的一個(gè)完整的不透水薄壁墻體。瀝青混凝土心墻防滲性能好、抗變形能力強(qiáng)，抗震性能好等特點(diǎn)，同時(shí)工程造價(jià)較為適中，有利于耕地的保護(hù)，因此在水利工程中廣泛應(yīng)用。瀝青混凝土心墻的施工工藝可以分成澆筑法和碾壓法。澆筑法成墻的密實(shí)度較低，一般情況下，是適合在50m以下的壩體中使用，因此通常情況下，高壩瀝青混凝土心墻采用的是碾壓式施工工藝。

1 工程概況

本工程為Ⅵ等?。?）型工程，主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。工程導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)取5年一遇，相應(yīng)最大洪峰流量為6.76m3/s；大壩施工期臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，相應(yīng)洪峰流量為31.6m3/s。

四道溝水庫大壩為瀝青混凝土心墻砂礫石壩，壩型為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩。本工程主要的組成部分包括攔河壩、導(dǎo)流放水隧道、溢洪洞等。攔河壩為碾壓式瀝青混凝土心墻壩。最大的壩長為215m，壩頂高程為1963.18m。導(dǎo)流、放水隧洞兼有導(dǎo)流、防水以及沖砂等作用，布置在右岸山體內(nèi)。溢洪洞布置在左壩肩。溢洪洞由側(cè)槽段、隧洞段以及出口消能段組成。

攔河壩為碾壓式瀝青混凝土心墻壩，最大壩高70.2m；壩長215m。壩頂高程1963.18m，防浪墻頂高程1964.38m，高出壩頂1.2m。大壩上游壩坡取1∶2.25，下游壩坡取1∶1.8，下游壩坡綜合坡度為1∶2.2。碾壓式瀝青混凝土心墻厚度：高程1923.00m以上厚40cm，高程1923.00m～1893.00m厚70cm。高程1893.00m以下本次設(shè)計(jì)采用厚度為80cm的槽孔混凝土防滲墻。防滲體由瀝青混凝土心墻、槽孔混凝土防滲墻、固結(jié)灌漿、帷幕灌漿處理后的穩(wěn)定基巖組成，壩體固結(jié)灌漿為2排，排距為3m，孔距2m，固結(jié)灌漿深10m，兩岸坡帷幕灌漿為2排，孔、排距均為2m，帷幕灌漿深度伸入小于5lu區(qū)域；河床段帷幕灌漿為1排，孔距為1m，帷幕灌漿深度伸入小于5lu區(qū)域。

2 施工方案

在本工程中進(jìn)行壩體的填筑施工，采用的是高效的配套施工機(jī)械實(shí)行全面的機(jī)械作業(yè)，局部及小結(jié)構(gòu)則靈活采用其他施工方。本工程壩體施工所采用的設(shè)備為15～20m3的自卸汽車、小型振動(dòng)平碾，25t振動(dòng)碾、山推220推土機(jī)、沃爾沃360挖掘機(jī)、振動(dòng)夯板以及蛙夯機(jī)等。

碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩的填筑施工采用平起法，即瀝青混凝土心墻同上下游過渡層及壩殼土石料平起填筑，跨縫碾壓，均衡上升，瀝青混凝土心墻必須采取先填筑過渡層后鋪筑心墻的平起法施工，同時(shí)跨瀝青混凝土心墻考慮兩座臨時(shí)鋼棧橋，解決上下游交通聯(lián)系。

3 瀝青混凝土心墻控制指標(biāo)

（1）瀝青混凝土。本工程進(jìn)行瀝青混凝土心墻采用的是碾壓施工工藝。如表1所示為瀝青混凝土心墻的施工控制指標(biāo)。

表1 瀝青混凝土心墻的施工控制指標(biāo)

（2）過渡層料。本工程中進(jìn)行過渡層的施工，所采用的材料為天然河床砂礫料。如表2所示為過渡層料的控制指標(biāo)。

表2 過渡層料的控制指標(biāo)

4 碾壓式瀝青混凝土心墻施工

本工程進(jìn)行碾壓式瀝青混凝土心墻的施工，其具體的施工工藝流程為：測(cè)量心墻軸線→立鋼?！膲蓚?cè)過渡料的施工→瀝青混凝土運(yùn)輸入倉→瀝青混凝土的人工攤鋪平整→達(dá)到溫度要求時(shí)進(jìn)行瀝青混凝土的碾壓。

4.1 瀝青混凝土生產(chǎn)

（1）瀝青的熔化和加熱。瀝青的熔化和脫水使用蒸汽加熱法，其脫水穩(wěn)定應(yīng)控制在120℃，加熱溫度控制在150℃～170℃之間。需要特別注意的是瀝青在加熱管中的存儲(chǔ)時(shí)間應(yīng)控制在6h以內(nèi)。

（2）骨料的加熱。骨料的加熱溫度不得超過熱瀝青溫度20℃。一般情況下骨料的溫度應(yīng)控制在170℃。

（3）瀝青混合料的拌和。本工程進(jìn)行瀝青混合料的拌和施工，采用強(qiáng)制式混凝土拌和機(jī)。當(dāng)進(jìn)行瀝青混合料的拌和施工時(shí)，應(yīng)按照粗骨料、細(xì)骨料以及礦粉的順序進(jìn)行下料。這些材料拌和25s之后，再往其中加入熱瀝青，并進(jìn)行60s的濕拌?；旌狭系陌韬褪┕?yīng)確保攪拌均勻。如果拌和施工過程中，暫停作業(yè)的時(shí)間超過30min時(shí)，應(yīng)將拌和機(jī)內(nèi)的混合料放出，并對(duì)其進(jìn)行處理。

4.2 瀝青混合料的運(yùn)輸

瀝青混合料的運(yùn)輸車應(yīng)確保不存在灰塵、泥塊以及積液等雜物，保持車內(nèi)的干凈整潔。在混合料的運(yùn)輸過程中應(yīng)避免混合料出現(xiàn)離析和分層等問題。運(yùn)輸過程中，應(yīng)采取保溫和防曬等措施。同時(shí)運(yùn)輸過程中應(yīng)避免中途出現(xiàn)堵塞。延誤時(shí)間等問題。當(dāng)瀝青混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)對(duì)其溫度和外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果溫度不滿足要求，或者存在花白料等問題時(shí)，應(yīng)將其作為廢料進(jìn)行處理。

4.3 瀝青混合料攤鋪

為了確保瀝青混凝土與基座混凝土之間的有效連接，在瀝青混凝土施工之前，應(yīng)確?；炷帘砻娴拇植凇．?dāng)基座混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后，應(yīng)對(duì)其表面進(jìn)行打毛處理，并對(duì)其表面進(jìn)行清理，之后在其上均勻的噴涂一層冷底子油，然后再刷涂一層砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂。

基座混凝土表面處理完成之后，即可開始進(jìn)行瀝青混合料的攤鋪施工。為了確保壓實(shí)施工的質(zhì)量，瀝青混凝土心墻的施工應(yīng)與過渡層平起平壓，這樣可以有效的減少削坡的工作量。此外，在施工之前，應(yīng)對(duì)施工機(jī)具設(shè)備進(jìn)行清理和檢查。

本工程進(jìn)行瀝青混合料的鋪筑施工采用人工立鋼模成型的方式。模板采用拆移式鋼模。在正式支設(shè)模板之前，應(yīng)先在模板內(nèi)側(cè)刷涂一層脫模劑。鋼模的架設(shè)應(yīng)確保牢固、尺寸準(zhǔn)確。相鄰鋼模之間的搭接長度應(yīng)控制在5cm以內(nèi)，定位之后鋼模距離心墻中心線的偏差應(yīng)控制在1cm以內(nèi)。鋼模精確定位完成之后，即可開始進(jìn)行兩側(cè)過渡料的填筑。在填筑施工中，應(yīng)確保兩側(cè)過渡料同時(shí)填筑，同時(shí)壓實(shí)，這樣可以避免鋼模出現(xiàn)偏差移動(dòng)。當(dāng)過渡料壓實(shí)完成之后，接著即可將瀝青混合料填入鋼模內(nèi)鋪平，一般情況下，瀝青混合料的虛鋪厚度應(yīng)控制在25cm。在瀝青混凝土的攤鋪施工中，應(yīng)將瀝青混凝土表面的溫度控制在70℃～90℃之間，如果溫度低于70℃，則應(yīng)采取相應(yīng)的加熱措施進(jìn)行處理，其中需要特別注意的是加熱時(shí)間不得過長，以免造成瀝青混凝土的老化。在瀝青混合料碾壓施工之前，應(yīng)先將鋼模拔出。對(duì)于拔出的鋼模應(yīng)進(jìn)行清理，以備下次重復(fù)進(jìn)行使用。在瀝青混凝土的攤鋪施工過程中，應(yīng)安排專人對(duì)未攤鋪的倉面進(jìn)行檢查，確保干凈。對(duì)于倉面的清理，采用高壓風(fēng)。

4.4 瀝青混合料的碾壓

當(dāng)瀝青混合料卸入倉內(nèi)之后，應(yīng)及時(shí)采用平板振動(dòng)器輔助人工進(jìn)行攤鋪平倉。接著按照碾壓試驗(yàn)所確定的碾壓遍數(shù)進(jìn)行施工。本工程中進(jìn)行碾壓施工，其具體的碾壓遍數(shù)為：先進(jìn)行一遍靜壓施工，接著進(jìn)行6遍振壓施工，然后再進(jìn)行一遍的靜壓施工，總共8遍。在瀝青混合料的碾壓施工過程中，壓路機(jī)不得出現(xiàn)突然剎車和橫跨心墻行車的問題。橫向接縫處，應(yīng)確保有30cm的重疊寬度。在瀝青心墻鋪筑完成之后，在心墻的兩側(cè)4m的范圍內(nèi)應(yīng)禁止使用大型機(jī)械碾壓壩坑填筑材料，這樣可以有效的避免混凝土心墻受到局部損害。當(dāng)碾壓過程中，應(yīng)安排專人進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)陷碾的問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)將碾子吊開，并將出現(xiàn)陷碾問題的部分的新鋪瀝青混凝土挖除，然后將挖除的部位兩側(cè)按照1∶3的斜坡進(jìn)行處理，最后按照規(guī)范的要求重新進(jìn)行處理。

5 結(jié)語

瀝青心墻其需要滿足防滲性能好、抗變形能力強(qiáng)以及抗震性能好等要求。文章通過結(jié)合四道溝水庫大壩中的瀝青混凝土心墻砂礫石壩為例，對(duì)壩體填筑施工采用高效的配套施工機(jī)械實(shí)行全面的機(jī)械作業(yè)，局部及小結(jié)構(gòu)則靈活采用其他施工方法。碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩的填筑施工采用平起法。從本工程實(shí)施效果表明，本工程高壩瀝青混凝土心墻所采取的碾壓式施工工藝可以有效地確保了瀝青心墻性能要求，可在同類工程中推廣應(yīng)用。※

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