水利防滲工程瀝青混凝土心墻技術(shù)研究

寇曉峰

摘 要：作為防滲結(jié)構(gòu)的主要類型，瀝青混凝土防滲是按照一定比例加熱攪拌瀝青和各種級配石料，可形成瀝青混合料，并經(jīng)機(jī)械碾壓可構(gòu)成防滲體。在水利防滲工程中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，可有效提升工程防滲能力及耐久性。本文以碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)為主題，結(jié)合具體工程案例，對瀝青混凝土心墻施工材料準(zhǔn)備及施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：水利工程；瀝青混凝土心墻；施工材料

中圖分類號：TV543.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0147-01

1 工程概況

某水利樞紐工程控制流域面積達(dá)6.64萬km2，該工程的主要功能為防洪、供水、發(fā)電及航運(yùn)等，是水澇旱災(zāi)防治的重要工程。水庫主壩處于河床位置，總長度為1657.31m，主要為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩，選取澆筑式瀝青混凝土心墻壩作為導(dǎo)流明渠。壩軸線上游為瀝青混凝土心墻中心線，與壩軸線之間的距離為2m左右，且將砂礫石過渡帶設(shè)置到心墻兩側(cè)，寬度為3m左右。則豎向、水平向排水體設(shè)置到下游砂礫石過渡帶。221m為主壩壩頂高程，41.5m為壩最大高度，8m為壩頂寬度。選取二級坡用于壩上下游，205m為馬道高程，4m為馬道寬度，1：2.2為上游壩坡，1：1.9為下游壩坡。選取四角空心混凝土預(yù)制塊+干砌石用于上游壩面護(hù)坡，選取干砌石用于下游壩面護(hù)坡。并將貼坡式排水體設(shè)置到下游壩址。以200m作為碾壓式瀝青混凝土心墻分界點(diǎn)，以下位置為0.7m厚，以上位置為0.5m厚，218.5m為心墻頂高程。本工程主要工程量如表1所示。

2 水利防滲工程瀝青混凝土心墻材料準(zhǔn)備

（1）瀝青材料。瀝青性能直接影響到土石壩防滲體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，為此，必須合理選擇瀝青材料。根據(jù)本工程施工實(shí)際情況，可選取90#重交通道路瀝青材料，其質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)指標(biāo)。（2）骨料。骨料在瀝青混凝土內(nèi)所占比例較大，對瀝青混凝土性能具有重大影響。作為瀝青混凝土的骨架結(jié)構(gòu)，骨料可提高瀝青混凝土的強(qiáng)度，且保證其能夠承受較大的外力。為此，應(yīng)選取堅(jiān)硬、性能穩(wěn)定的材料作為瀝青混凝土骨料，為保證其粘附性良好，必須確保其表面潔凈無污染，且粒徑、級配符合相關(guān)指標(biāo)規(guī)定。根據(jù)粒徑大小，可將骨料分為兩種，即細(xì)骨料與粗骨料。細(xì)骨料應(yīng)選取0.074～2.5mm粒徑的礦料，通常以河砂、人工砂等為主。為提高混合料的和易性，可適當(dāng)添加天然砂。粗骨料可選取2.5mm粒徑以上的礦料，一般選取堿性骨料最佳。要求所選材料具有潔凈、堅(jiān)硬等特點(diǎn)。（3）填料。0.074mm以下粒徑的礦料可看做是填料，其特點(diǎn)為表面積較大。填料在瀝青混凝土礦料整體表面內(nèi)所占比例高達(dá)90%以上。填料可與瀝青構(gòu)成瀝青膠結(jié)料，能夠粘結(jié)骨料，并對骨料縫隙進(jìn)行填充。因填料表面較大，當(dāng)填料自身具有良好粘附性時(shí)，其能夠有效結(jié)合瀝青材料。一般選取石灰石等材料作為填料原材料。

按照室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，以表2數(shù)據(jù)作為現(xiàn)場鋪筑試驗(yàn)?zāi)雺菏綖r青混凝土配合比設(shè)計(jì)。

3 水利防滲工程瀝青混凝土心墻施工工藝

3.1 拌和施工

選取瀝青混凝土拌和樓進(jìn)行瀝青混凝土拌和施工，瀝青在拌和前需進(jìn)行加熱，溫度達(dá)到170℃以后即可泵送至拌和樓，通過加熱、二次篩分后，骨料可向拌和樓熱料倉內(nèi)存儲(chǔ)。瀝青混合料拌制過程中，應(yīng)先進(jìn)行骨料、礦粉投放，需干拌施工，隨后進(jìn)行瀝青濕拌噴灑施工，一般以10s作為干拌時(shí)間，45s作為濕拌時(shí)間。

3.2 運(yùn)輸施工

水平及垂直運(yùn)輸是瀝青混合料運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，垂直運(yùn)輸主要是成品料倉轉(zhuǎn)移至現(xiàn)場入倉的過程，而其他過程都是水平運(yùn)輸。按照現(xiàn)場攤鋪情況，間隔相應(yīng)時(shí)間，需由成品料倉內(nèi)下料到自卸車保溫箱內(nèi)，且在2m內(nèi)控制落差。卸料環(huán)節(jié)，應(yīng)勻速下料，且依照實(shí)際情況，對運(yùn)料車適當(dāng)挪動(dòng)。向攤鋪場地運(yùn)送時(shí)，必須對瀝青混合料的溫度進(jìn)行檢測，在運(yùn)輸環(huán)節(jié)還需充分掌握瀝青混合料的溫度情況。

3.3 攤鋪施工

施工前，需鑿毛凹槽基座表面，并清理干凈表面雜物，確?；炷帘砻娓稍?、清潔。隨后將一層稀釋瀝青噴灑到基礎(chǔ)面，3：7為稀釋瀝青配比中瀝青與汽油的比例，待汽油完全揮發(fā)后，應(yīng)將一層瀝青砂漿涂抹其上，厚度為1到2cm。根據(jù)工程所需可選取人工、機(jī)械兩種方式進(jìn)行攤鋪施工。

（1）人工攤鋪。選取全站儀由測量人員進(jìn)行心墻中心線、兩邊界線測放，間隔20m設(shè)置一組測量控制點(diǎn)。攤鋪施工應(yīng)選取便于拆除的模板，穩(wěn)固架設(shè)模板后，需保證相鄰鋼模接縫緊密，向設(shè)計(jì)寬度調(diào)整鋼模進(jìn)行定位后，需在5mm以內(nèi)控制模板中心線和心墻軸線之間誤差。如下層瀝青混凝土表面溫度不足，加熱時(shí)可選取液化氣噴燈施工。立模作業(yè)結(jié)束后，需進(jìn)行兩側(cè)過渡料填筑，選用反鏟先填筑與模板距離遠(yuǎn)的位置，隨后填筑、整平距離模板近的位置。整平施工時(shí)，應(yīng)避免骨料離析，影響施工質(zhì)量。隨后去除模板，清理干凈內(nèi)側(cè)黏粘的混合料。最后過渡料通過雙輪振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，要求“2遍靜碾+4遍動(dòng)碾”。同樣根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況選取雙輪振動(dòng)碾進(jìn)行瀝青混合料碾壓施工。收光時(shí)遍數(shù)需控制在2遍以上。

（2）機(jī)械攤鋪。施工前，應(yīng)清理干凈場面，并對攤鋪機(jī)進(jìn)行檢測。選取專用攤鋪機(jī)進(jìn)行機(jī)械攤鋪，保證瀝青混合料、過渡料同時(shí)進(jìn)行攤鋪施工。根據(jù)實(shí)際情況，可在每分鐘2到3m之間合理控制攤鋪速度。如過渡料下料出口向?yàn)r青混合料攤鋪位置行走時(shí)，可選取裝載機(jī)將過渡料放入過渡料斗內(nèi)，隨后連續(xù)上過渡料與瀝青混合料。施工過程中，需指派專人檢查，避免出現(xiàn)漏鋪等問題。因1.2m為過渡料攤鋪寬度，如過渡料在攤鋪機(jī)控制范圍之外，需通過反鏟先進(jìn)行填筑。攤鋪施工后，如攤鋪機(jī)和反鏟預(yù)鋪的過渡料之間存有間隙，需通過人工方式找平施工。攤鋪后，可先碾壓過渡料，一般碾壓遍數(shù)為6遍，機(jī)械以雙輪振動(dòng)碾為主。

碾壓時(shí)應(yīng)與心墻保持一定距離，不得過度碾壓，避免因擠壓出現(xiàn)心墻位移現(xiàn)象。如陷碾等問題出現(xiàn)于碾壓施工中，需及時(shí)清理陷碾位置的混合料，并進(jìn)行新瀝青混合料的回填。當(dāng)邊角、接頭位置振動(dòng)碾碾壓難度較大時(shí)，需采取人工夯進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)，當(dāng)瀝青混凝土表面呈現(xiàn)為反油狀態(tài)時(shí)即可停止夯實(shí)施工，該過程應(yīng)保證夯實(shí)具有合理性，避免粉碎骨料。

3.4 施工控制

因?yàn)r青混合料壓實(shí)度不同于過渡料，為提高瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量，保證其壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，攤鋪過程中，相比瀝青混合料高度，過渡料應(yīng)高一些。根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況，鋪設(shè)瀝青混凝土心墻時(shí)需全線平起，盡可能避免橫縫產(chǎn)生。如存在橫縫，需按1：3設(shè)置接合坡度，且錯(cuò)開上下層橫縫，2m以上控制錯(cuò)開距離。碾壓過程中，橫向接縫位置需設(shè)置30到50cm重疊寬度。

攤鋪時(shí)，必須實(shí)時(shí)對瀝青混合料溫度進(jìn)行檢測，如材料不合格，則不得使用。特別是雨浸材料，必須作廢。瀝青混合料碾壓施工中，特殊情況下，需將帆布鋪設(shè)到表面，避免混用振動(dòng)碾對倉面造成嚴(yán)重污染。

4 結(jié)語

綜上所述，作為一種薄壁柔性結(jié)構(gòu)，壩殼對瀝青混凝土心墻變形起決定作用，但幾乎不影響壩體變形，卻嚴(yán)重影響心墻兩側(cè)壩體分布。為此，在水利防滲工程施工中，必須合理設(shè)置瀝青混凝土心墻位置。選定位置后，應(yīng)根據(jù)碾壓式瀝青混凝土心墻的具體要求，依據(jù)工程類型、等級及施工現(xiàn)場的工作條件、氣候等因素，選擇各類施工材料，提高防滲體結(jié)構(gòu)的整體性能。完成上述作業(yè)后，需進(jìn)一步規(guī)范施工工藝，提高施工技術(shù)水平，做好攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，只有這樣才能全面提升工程質(zhì)量，才能推動(dòng)我國水利工程事業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]魯浦吐拉·木提里浦.水庫碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)[J].河南水利與南水北調(diào)，2017，（08）.