土石壩澆筑式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)探究

【摘要】為了研究土石壩澆筑式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)。采用理論結(jié)合實際的研究方式，通過筆者多年研究經(jīng)驗，為同行提供建設(shè)性意見。

【關(guān)鍵詞】土石壩；澆筑；瀝青；混凝土

1、引言

目前我國在澆筑式瀝青混凝土心墻土石壩設(shè)計中，心墻的型式多采用主、副墻結(jié)構(gòu)，即主墻為瀝青混凝土，副墻為瀝青砂漿砌體。該種心墻的結(jié)構(gòu)型式，由于副墻與主墻、副墻與上下游側(cè)過渡料的變形模量發(fā)生突變，不利于應(yīng)力的傳遞，造成主應(yīng)力差值偏大。

2、瀝青混凝土防滲墻的特點

瀝青混凝土防滲墻的使用源于二戰(zhàn)時期的水壩工程施工，最早使用和研究該種施工技術(shù)的有美國和德國。傳統(tǒng)的瀝青混凝土防滲墻可以按照施工方法和結(jié)構(gòu)等多種因素進行分類，不同類別的瀝青混凝土防滲墻特點不同。根據(jù)筆者經(jīng)驗，最為簡便和普及的為結(jié)構(gòu)分類中的瀝青混凝土斜墻（包括防滲面板）和瀝青混凝土心墻。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)瀝青混凝土防滲墻具有如下特點：

（1）優(yōu)良的防滲性。通常經(jīng)過碾壓處理后的瀝青混凝土滲透性較低，經(jīng)測算其滲透系數(shù)通常是小于等于1X10-7-10-8cm/s。所以從某種意義上來講澆筑式瀝青混凝土是不透水的。

（2）較強的變形適應(yīng)能力。瀝青具有一定延展性與抗剪切性，所以瀝青混凝土呈現(xiàn)一定程度的柔性特質(zhì)。能在絕大多數(shù)情況下的不均勻沉陷進行適應(yīng)性應(yīng)用。如遇特殊情況發(fā)生較大裂縫，即使在水流沖刷影響情況下也不會進一步發(fā)生惡化。甚至能在溫度變化前提下產(chǎn)生愈合，利于后續(xù)修復(fù)。當(dāng)岸坡較陡時，任何不良應(yīng)力都會誘發(fā)土質(zhì)心墻的裂縫產(chǎn)生，可以嘗試使用耐水性高塑瀝青混凝土心墻根治相關(guān)問題。

（3）在保護耕地減少農(nóng)田侵占方面由于不用防滲土料可以極大提高環(huán)境經(jīng)濟價值，優(yōu)越性明顯。

（4）在人力資源成本方面可以最大限度節(jié)約人力勞動，在保證施工進度的同時使用一定比例的成品或半成品粘性土防滲體。確保瀝青混凝土防滲體工程量小，使用勞動力集中，便于提高工效，加快施工進度。

（5）瀝青防滲體比土質(zhì)防滲體易于施工，在多雨地區(qū)，更顯示其優(yōu)越性。但是，在施工中需選擇適當(dāng)?shù)臑r青材料，要采用熱施工，重視安全，注意質(zhì)量控制。

（6）瀝青混凝土的塑性性能可有效地吸收壩體超載引起的材料變形而不影響其防滲性能，抵抗沖擊能力較強，其耐久性、防滲可靠性、裂縫自愈能力均優(yōu)于面板混凝土。

（7）瀝青混凝土生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制要求較高。瀝青加熱、瀝青混凝土拌和及運輸對環(huán)境污染較大。

3、澆筑式瀝青混凝土心墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

作為土石壩防滲體的瀝青混凝土采用的原材料都是相同的，但由于施工方法不同導(dǎo)致瀝青混合料的配比、施工中采用的機械設(shè)備設(shè)備、瀝青混凝土的性能和適應(yīng)條件都有所區(qū)別。

在瀝青混凝土防滲心墻型式選擇方面。采用碾壓混凝土或澆注瀝青混凝土來選擇防滲瀝青混凝土施工方式的最終選擇。這種選擇使施工工藝和機械設(shè)備單一，施工技術(shù)要求一致，便于施工質(zhì)量控制。然而，滿足各種不透水的條件，充分發(fā)揮各自的特點是不利的。滾動型瀝青混凝土的施工機械成套設(shè)備和完整的施工工藝和方法，可以加快施工進度，但不適應(yīng)低溫的條件下施工，在我國北方地區(qū)，春季秋季和冬季開始建設(shè)。鑄型瀝青混凝土適應(yīng)低溫的條件下施工，炎熱的夏天施工進度緩慢，雖然沒有對機械化施工成套機械設(shè)備，但對于中國的北方地區(qū)，冬天是干燥的季節(jié)，冬季施工有其獨特的經(jīng)濟意義，因此，在中國北方地區(qū)，選擇鑄造和軋制，兩種混合形式不透水的身體可以充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢。根據(jù)施工安排，不同壩段的不同瀝青混凝土是工程設(shè)計中應(yīng)解決的問題。

根據(jù)筆者某大壩工地實際情況進行室內(nèi)研究后得出通用性結(jié)論：在分析研究澆筑式和碾壓式兩種瀝青混凝土特點的基礎(chǔ)上，主壩防滲體采用兩種瀝青混凝土的混合形式。一期導(dǎo)流期間，要進行三年，主壩大部分采用碾壓式瀝青混凝土防滲體，在溫暖季節(jié)機械化施工。二期導(dǎo)流期間，要完成一期導(dǎo)流明渠段的壩體施工，由于工程量少，采用澆筑式瀝青混凝土可以在一個枯水季節(jié)完成，二期導(dǎo)流就不必跨汛期，避免了汛期施工帶來的問題，導(dǎo)流工程量可以大大減少，工程工期可以提前約半年。因此導(dǎo)流明渠段壩體采用澆筑式瀝青混凝土防滲體是最現(xiàn)實的。

4、土石壩澆筑式瀝青混凝土施工工藝與施工方法

土石壩澆筑式瀝青混凝土施工工藝與施工方法是一項系統(tǒng)工程，其中主要包括：瀝青混凝土材料和配合比；瀝青混凝土試驗；瀝青混凝土制備；瀝青混凝土運輸；瀝青混凝土澆筑；質(zhì)里管理；施工質(zhì)盈檢查和工程驗收。其中質(zhì)里管理貫穿土石壩澆筑式瀝青混凝土施工全過程，必須相當(dāng)重視。

根據(jù)筆者經(jīng)驗，瀝青混凝土防滲墻的施工工藝高，整個施工工藝對各種材料和瀝青混合料的混合比和溫度要求嚴(yán)格。失去對任何過程的控制不僅會影響下一個過程，而且可能會對防滲墻的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，必須強調(diào)質(zhì)量管理的重要性。應(yīng)首先建立施工現(xiàn)場實驗室。其任務(wù)不僅限于施工過程的質(zhì)量檢驗，還可以對實際問題進行實驗研究。

另外，瀝青、粗骨料、填料和摻料的進料、加工、保管應(yīng)在滿足室內(nèi)試驗質(zhì)量要求的條件下制定現(xiàn)場的管理辦法。瀝青的加熱要經(jīng)過融化、脫水和摻料的進料加工、保管應(yīng)在滿足室內(nèi)試驗質(zhì)量的條件下制定現(xiàn)場的管理辦法。瀝青的加熱溫度應(yīng)按混合料的自行密實程度、氣候條件、運距等情況而定。骨料的加熱溫度，與內(nèi)燃式加熱滾筒的燃油量、骨料在筒內(nèi)的停留時間、骨料的含水量、氣溫條件有關(guān)。當(dāng)加熱滾筒的傾角固定后，通常都是從調(diào)整加熱速度和燃油量來控制骨料溫度。

5、結(jié)語

澆筑式瀝青混凝土防滲心墻施工的研究和應(yīng)用新技術(shù)，有利于提高混凝土整體均勻性，提高混凝土防滲墻的可靠性和安全性。為此，有必要加強對瀝青混凝土壩混凝土防滲墻施工新施工技術(shù)的進一步研究，并根據(jù)規(guī)范要求，全面提高工程質(zhì)量和水平。

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