大壩填筑和瀝青心墻的施工技術(shù)分析

張志

摘 要：瀝青混凝土心墻具有多重優(yōu)勢。如，良好的抗震性能與較強(qiáng)抗變形能力，普遍應(yīng)用在國內(nèi)水利工程中。從許多工程的應(yīng)用效果反饋得知，其性能良好。在本次施工中，選取了具體的碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩例子，對其中的施工流程做出了詳細(xì)的分析，希望借此指導(dǎo)工程施工的進(jìn)行，同時本次研究也為相關(guān)研究提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：大壩填筑 瀝青心墻 施工

瀝青心墻為不透水薄壁墻體，該墻體比較完整，不但具有較強(qiáng)的抗變形能力，而且還具有出色的防滲性能，此外，抗震性能優(yōu)異，通常造價適中，在水利工程中應(yīng)用較普遍。瀝青混凝土心墻運(yùn)用的施工工藝有澆筑法，也有碾壓法。澆筑法在成墻方面具有較低的密實(shí)度，通常在超過50m以下的壩體中較適宜使用，所以，為加速瀝青混凝土施工速度，一定要研究施工方法。

1.工程概況

瓊中抽水蓄能電站位于海南省瓊中縣境內(nèi)，工程建成后其主要任務(wù)是承擔(dān)海南電力系統(tǒng)的調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相等。電站樞紐建筑物主要由上水庫、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及下水庫組成，其中，上庫大壩采用碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩。

2.施工方案

壩體填筑采用分區(qū)填筑施工程序進(jìn)行施工。壩基底部過渡料、反濾料填筑，基礎(chǔ)面較為平緩，自卸汽車直接將反濾料運(yùn)輸至工作面，后退法卸料，采用推土機(jī)平整，自行碾壓實(shí)。瀝青混凝土心墻上下游兩側(cè)的反濾層、過渡層，因鋪筑寬度較窄，填筑規(guī)格要求高，采用反鏟挖掘機(jī)平整，并進(jìn)行規(guī)格修正，自行碾碾壓。反濾層與過渡層同步施工。反濾料與瀝青混凝土心墻、壩體均衡上升。壩體填筑運(yùn)輸利用壩基開挖的施工道路，自卸汽車直接運(yùn)料至工作面，采用進(jìn)占法和后退法相結(jié)合的混合法卸料，推土機(jī)平整，拖式振動碾碾壓。為了防止壩體出現(xiàn)不均勻沉陷，壩體填筑平起上升。砌石護(hù)坡施工采取邊填筑，邊整坡、邊砌石護(hù)坡的方式，石料可由壩面汽車直接卸料到工作面，人工搬放、砌筑。

3.瀝青混凝土心墻控制指標(biāo)

3.1瀝青混凝土的施工控制指標(biāo)

該工程在瀝青混凝土心墻施工中，分層攤鋪厚度小于0.25m，碾壓壓實(shí)后的厚度控制在20±2cm，瀝青混凝土指標(biāo)如表1所示：

3.2過渡層料的施工控制指標(biāo)

該工程在過渡層施工中，將人工砂石料作為施工材料，級配連續(xù)，碾壓后強(qiáng)度指標(biāo)要求干容重不小于2.15t/ m3。擬定的過渡料級配如表2所示。

4.碾壓式瀝青混凝土心墻施工

本次工程在施工中使用了50CM寬度的碾壓式瀝青混凝土心墻，施工流程為施工準(zhǔn)備→測量放線→基礎(chǔ)面清理及加熱→鋪設(shè)2cm厚瀝青砂漿→心墻瀝青混合料攤鋪→裝入過渡料→整平→碾壓瀝青心墻及過渡料→試驗檢驗→進(jìn)入下一循環(huán)。

4.1生產(chǎn)瀝青混凝土

瀝青的熔化、脫水和加熱保溫場所必須有防雨、防火措施。

①瀝青的熔化：送至工地的瀝青為袋裝瀝青，開包后，人工送進(jìn)瀝青熔化爐進(jìn)行加熱，該加熱過程以導(dǎo)熱油為介質(zhì)來加熱熔化，確保加熱均勻，防止瀝青因溫度過高而老化。

②瀝青的脫水：瀝青脫水溫度控制在110～140℃，經(jīng)脫水后，瀝青含水率應(yīng)低于2‰。

③瀝青的加熱：瀝青熔化、脫水一定時間后，繼續(xù)加熱，用專用的恒溫儲存罐儲瀝青，加熱溫度控制在140℃以內(nèi)，瀝青在使用前加熱至150℃～170℃，加熱時間不超過4小時。

④拌和瀝青混合料。根據(jù)工程實(shí)際情況，為減少費(fèi)用，本次工程采用簡易移動式瀝青混凝土拌和站，其中攪拌機(jī)采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，容量不小于1000kg。正式生產(chǎn)前，對拌和系統(tǒng)進(jìn)行檢測，并且進(jìn)行預(yù)熱，連續(xù)預(yù)熱時間不得低于40分鐘，。拌制瀝青混合料時，先投骨料和礦粉干拌20秒，然后再噴灑瀝青濕拌，拌和時間60秒。瀝青混合料要求拌和均勻，無白煙，包裹效果好，卸料時不產(chǎn)生離析。當(dāng)在這個過程中，暫停作業(yè)時間在30分鐘以上時，需要放出攪拌機(jī)內(nèi)的混合料，然后做出處理。

4.2運(yùn)輸瀝青混合料

瀝青混合料通過裝載機(jī)運(yùn)至倉面，裝載機(jī)料斗四周添加保溫材料。運(yùn)輸設(shè)備及運(yùn)輸?shù)缆窇?yīng)能保證瀝青混合料在運(yùn)輸混合料過程中，不出現(xiàn)骨料分離和外漏，溫度損失在允許的控制范圍內(nèi)。運(yùn)輸中間防止產(chǎn)生堵塞，不會出現(xiàn)時間延誤的情況。瀝青土運(yùn)至施工場地后，檢查瀝青土的溫度，保證其質(zhì)量符合要求，當(dāng)溫度和要求不相符時，將其視作廢料，做出處置。此外，在任何情況下，瀝青混凝土心墻都不允許承受橫跨心墻的荷載作用。

4.3攤鋪瀝青混合料

攤鋪機(jī)攤鋪瀝青混合料前，首先掀開瀝青心墻覆蓋布，進(jìn)行除塵清掃，使用全站儀出準(zhǔn)確放出壩軸線，并由鐵釘及粉筆線定位。瀝青混凝土與常態(tài)混凝土的結(jié)合面設(shè)置2cm厚瀝青砂漿，且涂抹寬度至少比心墻基底每側(cè)寬出20cm。瀝青混合料采用XT120-95專用聯(lián)合攤鋪機(jī)攤鋪，水平分層碾壓，分層厚度28cm，壓實(shí)后約24cm左右。改裝的保溫自卸車裝散料運(yùn)至工作面，并卸至改裝的裝載機(jī)料斗內(nèi)，由裝載機(jī)向攤鋪機(jī)料斗裝料。攤鋪總寬度為50cm，攤鋪機(jī)行走速度控制為1～2m/min。瀝青混合料攤鋪厚度小于28cm，壓實(shí)厚度控制在23±2cm。專用攤鋪機(jī)具有良好的預(yù)壓實(shí)功能，可保證心墻受力均勻，碾壓密實(shí)。

心墻兩側(cè)的過渡料要同步鋪筑、碾壓，因第一層攤鋪需裝設(shè)模板，靠近模板部位作業(yè)要特別小心，防止模板變樣。過渡料攤鋪前，用防雨布遮蓋心墻表面，防止雜物污染倉面。距離模板20～30cm的過渡料先不進(jìn)行碾壓，待模板拆除后，與心墻瀝青混合料同時進(jìn)行碾壓。

攤鋪時，對于連續(xù)上升、層面干凈且已壓實(shí)的瀝青混凝土，表面溫度大于70℃的，層面不作處理，當(dāng)下層瀝青混凝土表面溫度低于70℃時，采用自制的煤氣罐+紅外加熱器進(jìn)行加熱，保證溫度符合規(guī)范要求，，再進(jìn)行瀝青混合料攤鋪、碾壓。瀝青混凝土每天鋪筑層數(shù)不大于3層，瀝青混凝土心墻全線均衡上升，一般無橫向接縫。當(dāng)因天氣、設(shè)備等原因?qū)е履雺褐袛?，其結(jié)合坡度做成緩于1：3的斜坡。

4.4碾壓瀝青混合料

瀝青混凝土心墻碾壓采用BW90AD型1.5t振動碾，心墻碾壓時以碾壓試驗要求的碾壓遍數(shù)進(jìn)行碾壓，本工程在碾壓遍數(shù)上，先靜壓施工2遍，停10min，再振動碾壓6遍，最后再靜壓2遍，總共分為10遍。碾壓瀝青混凝土?xí)r，碾壓溫度控制在140℃～170℃，并且不得低于120℃，不超過180℃。碾壓時，應(yīng)蓋布碾壓，碾壓過程中應(yīng)及時清理倉面上的污物，并防止心墻斷面縮小。碾壓完畢后，用核子密度儀進(jìn)行密度、孔隙率檢查，進(jìn)用滲透儀檢測滲透系數(shù)，結(jié)束瀝青心墻鋪筑后，在心墻的兩邊4m內(nèi)不得在壩體填筑材料的碾壓中使用大型機(jī)械，如此，可保護(hù)混凝土心墻不受局部破壞。安排專人負(fù)責(zé)整個碾壓過程的檢查工作。

5.結(jié)束語

心墻的施工進(jìn)度對度汛安全產(chǎn)生直接影響，較大程度上影響到整體工程成功與否。瀝青心墻需要滿足多項要求。本次研究的對象選取瀝青混凝土心墻土石壩。在壩體填筑施工中，將高效的配套施工機(jī)械應(yīng)用其中，將其余施工方法應(yīng)用在小的結(jié)構(gòu)與局部中。填筑施工運(yùn)用的施工方法為平起法。從實(shí)踐反饋的效果來看，該次工程中使用了碾壓式施工工藝，如此，確保了瀝青心墻性能和實(shí)際要求相符，可于相似工程中普及使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱志堅，晉良軍.氣候惡劣地區(qū)碾壓瀝青混凝土心墻快速施工方法[J].水利水電施工，2015， （04）：21-22+30.

[2]孫德剛.大壩填筑和瀝青心墻的施工技術(shù)探討[J].陜西水利，2015， （S1）：68-69.