沁縣西湯水庫工程瀝青混凝土心墻施工工藝

張海飛 賈宇珍

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

0 引言

瀝青混凝土心墻堆石壩是以堆石為受力主體、瀝青混凝土心墻作為防滲體的一種壩型，能充分利用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧稀Ｉ轿魇∮?015年在沁縣西湯水庫工程大壩壩型首次采用了瀝青混凝土心墻堆石壩，在工程中成功地應(yīng)用并且研究總結(jié)出一套具有科學(xué)性、指導(dǎo)性的施工工藝。

西湯水庫庫壩區(qū)位于海河流域濁漳河北源一級支流涅河支流西湯河上，水庫樞紐為Ⅳ等工程，工程規(guī)模為小（1）型，主要建筑物級別4級，包括大壩、隧洞、溢洪道等，次要建筑物5級，臨時建筑物5級。壩頂總長285 m，壩頂寬6 m，最大壩高20.3 m，瀝青混凝土心墻寬度為40～50 cm，上下游過渡區(qū)寬度均為3 m。壩體主要分區(qū)有上下游堆石區(qū)、上下游過渡料區(qū)、瀝青混凝土心墻、混凝土基座、壩基防滲墻。詳細分區(qū)見圖1大壩橫剖圖。

1 瀝青混凝土心墻施工的工藝特點

瀝青混凝土心墻施工工藝具有以下特點：

1）瀝青混凝土心墻采用專業(yè)攤鋪機鋪料，小振動碾碾壓，設(shè)備方便快捷，大大提高施工進度，降低了施工成本，具有施工快速和經(jīng)濟兩大優(yōu)勢。

2）冬季低溫季節(jié)不受影響，只要保證瀝青混凝土達到規(guī)范要求可以正常施工。

2 施工工藝流程及操作要點

1）施工工藝流程

圖1 大壩橫剖圖

心墻普通混凝土基座施工→混凝土基座鑿毛→刷冷底子油→鋪砂質(zhì)瑪蹄脂→清倉驗收→專業(yè)攤鋪機鋪料→振動碾碾壓→帆布覆蓋保護。

2）施工過程

（1）施工過程全部由全站儀測量放線。

（2）心墻基座普通混凝土澆筑

①混凝土拌和系統(tǒng)

為滿足本工程混凝土的澆筑強度要求，在大壩下游建有一套混凝土拌和站，均采用自動化計量裝置。砂石料堆存場就近合理安排布置，地面經(jīng)整平壓實后使用，砂、石骨料進場后分區(qū)堆放，中間用擋墻分隔；水泥和粉煤灰分別由專用儲存罐存放。

②混凝土原材料選用

混凝土原材料包括水泥、砂、石、粉煤灰、外加劑。

本工程水泥采用華潤水泥（長治）有限公司生產(chǎn)的42.5普通硅酸鹽水泥；砂子、碎石采用武鄉(xiāng)生產(chǎn)的合格產(chǎn)品；粉煤灰為長治漳澤電廠生產(chǎn)的Ⅱ級灰。

③模板工程

采用鋼模板，由人工拼接安裝。

④銅止水、閉口泡沫板安裝

銅止水在現(xiàn)場壓制成型、安裝。銅止水連接采用雙面搭接焊。閉孔泡沫板安裝前，依據(jù)伸縮縫斷面尺寸，切割成滿足伸縮縫尺寸要求的形狀，將其固定在伸縮縫面上。

⑤混凝土運輸

混凝土罐車運輸，挖掘機端送至工作面上進行澆筑。

⑥基座混凝土澆筑

心墻基座水平段混凝土每8 m為一個澆筑段，跳倉澆筑；岸坡段混凝土澆筑段根據(jù)設(shè)計尺寸連續(xù)澆筑?；炷琳駬v采用50軟軸振搗器。

⑦混凝土養(yǎng)護及表面保護

待混凝土澆筑完畢后12～18 h，進行灑水養(yǎng)護。養(yǎng)護派專人進行，保證混凝土始終保持在濕潤狀態(tài)下，混凝土養(yǎng)護期時間不低于14 d。在干燥、炎熱氣候條件下，延長養(yǎng)護時間至少28 d以上。

（3）瀝青混凝土心墻施工

①瀝青混凝土拌和系統(tǒng)

在大壩下游普通混凝土拌和站旁邊建一套瀝青混凝土拌和站。骨料堆存場就近合理安排布置，地面經(jīng)整平壓實后使用，骨料進場后分區(qū)堆放，中間用擋墻分隔；瀝青由專用儲存罐存放；填料由水泥罐存放。

②基座處理

當(dāng)基座混凝土強度達到設(shè)計要求、干燥后，清除表面的乳皮、浮漿、粘著物，個別的潮濕部位加熱烘干；基座表面人工噴涂一層冷底子油。待冷底子油中的汽油充分揮發(fā)后，再往其上部均勻攤鋪一層1.5～2.0 cm 瀝青瑪蹄脂（詳見圖 2、3、4）。

圖2 混凝土表面清理

圖3 噴涂冷底子油

圖4 攤鋪瀝青瑪蹄脂

③瀝青混凝土原材料選用和拌和

骨料：產(chǎn)地武鄉(xiāng)縣，石灰?guī)r料分為19～9.5 mm、9.5～4.75 mm、4.75～2.36 mm 和小于 2.36 mm 的人工砂。

填料：產(chǎn)地長治市，石灰?guī)r礦粉。

瀝青：采用新疆克拉瑪依70號A級瀝青。

瀝青混凝土拌和嚴(yán)格按照現(xiàn)場試驗確定的配合比，配合比見表1。

表1 瀝青混凝土配合比

投料順序與拌和：

先依次投入粗骨料、細骨料、填料，干拌15 s再投入瀝青，濕拌45 s后成為瀝青混凝土。

④瀝青混凝土運輸

瀝青混凝土由專用三輪車運送至壩面，斜坡喂料由裝載機改裝的上料機內(nèi)，并運至現(xiàn)場，填筑時直接卸料在攤鋪機料斗內(nèi)（詳見圖5），圖中中間位置為專用攤鋪機，圖左側(cè)是改裝裝載機為攤鋪機瀝青混凝土料倉喂料，右側(cè)是挖機為攤鋪機過渡料倉喂料。

圖5 往攤鋪機中喂料（瀝青混凝土與過渡料）

⑤瀝青混凝土攤鋪

心墻采用專用瀝青混凝土攤鋪機進行攤鋪，與上下游過渡料同時攤鋪。兩種料的攤鋪厚度與寬度均由攤鋪機內(nèi)部定型模板控制，其中心墻攤鋪厚度為30cm，寬度為40～50 cm（隨壩體高度改變）；上下游過渡料攤鋪厚度均為32 cm，寬度為2 m，由于攤鋪機攤鋪過渡料寬度有限，過渡區(qū)寬度不足處由挖機填筑（詳見圖6）。

圖6 瀝青混凝土與過渡料攤鋪

⑥瀝青混凝土碾壓

瀝青混凝土與上下游過渡料碾壓同步進行，瀝青混凝土采用1.5 t振動碾碾壓，過渡料采用3 t振動碾碾壓。碾壓方式為：先靜壓過渡料2遍，隨后靜壓瀝青混凝土2遍，然后對上下游過渡料和瀝青混凝土振壓6、8、10遍，最后對瀝青混凝土面靜碾2遍收光（詳見圖7），圖中左右為碾壓過渡料的3 t振動碾，中間為碾壓瀝青混凝土的1.5 t振動碾。

圖7 瀝青混凝土與過渡料碾壓

瀝青混凝土心墻與過渡區(qū)接縫處，在瀝青混凝土與過渡料全部碾壓完成達到設(shè)計及規(guī)范要求后，接縫處再由1.5 t振動碾騎縫碾壓2遍收光，振動碾面和瀝青混凝土面在碾壓過程中保證無泥土雜物。

⑦瀝青混凝土保溫和防塵

瀝青混凝土碾壓完成后，采用耐高溫帆布進行全面覆蓋保溫和防塵。

⑧瀝青混凝土溫度控制

瀝青加熱溫度控制在155～165℃之間，骨料加熱溫度控制在165～185℃之間，礦粉不加熱；拌制完成的瀝青混凝土出機口溫度控制在155～170℃之間，入倉溫度控制在140～165℃之間；碾壓溫度根據(jù)施工時的氣溫條件控制，初碾溫度不低于130℃，終碾溫度不低于110℃；在已壓實的心墻上繼續(xù)鋪筑時表層溫度不低于70℃，當(dāng)溫度達不到要求時，采取燃氣噴燈加熱至70℃以上。

⑨瀝青混凝土質(zhì)量檢測

采用核子密度儀無損檢測容重；現(xiàn)場取瀝青混合料進行抽提及馬歇爾擊實試驗檢測；現(xiàn)場取芯樣進行密度、孔隙率、最大密度試驗、抽提試驗、滲透試驗、小梁彎曲試驗、拉伸試驗、壓縮試驗、水穩(wěn)定試驗和三軸試驗。

3 安全措施

1）堅持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，針對工程項目的具體情況采取相應(yīng)的安全措施。

2）落實安全責(zé)任制，明確安全責(zé)任人，加強對操作人員的安全培訓(xùn)，提高安全防范意識，加強安全管理。

3）運料車由專人負責(zé)指揮，保證交通暢通。

4 環(huán)保措施

1）認真貫徹落實國家有關(guān)環(huán)境保護的法律、法規(guī)、規(guī)章和招標(biāo)文件的有關(guān)規(guī)定，做好施工區(qū)域的環(huán)境保護工作。

2）堅持保護周邊地區(qū)的生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，防治污染和其他公害，保障人體健康的環(huán)保方針。

3）在工程施工期間，對土石渣料、噪聲、揚塵、振動、廢水、廢油、固體廢棄物、生活垃圾等進行全面控制，防止因為工程施工造成施工區(qū)附近的環(huán)境污染和破壞。

4）對不使用的瀝青、礦粉、成品廢料等及時回收處理，不得隨便丟棄。

5）每層心墻瀝青混凝土鋪筑完畢后，要將施工設(shè)備粘黏的瀝青進行及時清理，保證設(shè)備整潔、美觀，并做好必要的維護。

5 施工過程中建議

1）采用專業(yè)攤鋪機進行過渡料和瀝青混凝土心墻同時鋪筑時，關(guān)于軸線控制問題，要實時監(jiān)控，測量放線與攤鋪機司機密切配合，保證瀝青混凝土心墻的軸線。

2）注意過渡料的選擇對瀝青混凝土使用量的影響。優(yōu)選合格的過渡料，在過渡料與瀝青混凝土同時鋪筑碾壓完成后，瀝青混凝土不會侵占過渡料，從而控制了瀝青混凝土的使用量，間接節(jié)約了成本。

3）施工中減少層間施工縫面處理，保證心墻的整體性，減少壩體安全隱患。

6 結(jié)語

瀝青混凝土心墻在壩型上來說，具有良好的適應(yīng)變形能力、抗沖蝕能力、抗老化能力的優(yōu)點；在環(huán)境保護上來說，與其他壩型對比，可以減少耕地的破壞，減少水土流失，減少移民工程的優(yōu)點。在今后山西的水利工程中適用率會增加。