碾压式沥青混凝土防渗心墙施工质量控制

碾压式沥青混凝土防渗心墙施工质量控制

邱正金

云南建投第一水利水电建设有限公司云南昆明650217

摘要：近年来碾压式沥青混凝土防渗心墙开始广泛用作土石坝工程的防渗体，本文根据昆明市东川区轿子山水库工程从原材料、沥青混合料拌合、施工配合比调整、施工过程控制措施、成品质量检测等环节，总结碾压式沥青混凝土防渗心墙的施工质量控制要点。

关键词：沥青混凝土；防渗；质量控制

1、工程概况

昆明市东川区轿子山水库工程是目前云南省最高的一座沥青混凝土心墙坝，大坝为沥青混凝土心墙风化料坝，坝顶高程2204.00m，心墙最低建基高程2105.00m，最大坝高99m，坝顶设置防浪墙，墙顶高程2205.00m，坝顶长319m，坝顶宽度10m；水库正常蓄水位2201.50m，死库容315万m3，兴利库容1635万m3，总库容2033万m3。

沥青混凝土心墙采用垂直布置，将墙体轴线向上游侧偏移，以便与坝体防浪墙连接，心墙轴线距坝轴线2.0m。心墙厚度从顶部向下阶梯式增厚，厚度分别为0.5m、0.7m、0.9m、1.1m，与基座混凝土结合部加厚至2.3m。

2、原材料选择

沥青混凝土主要组成原材料包括：沥青、粗骨料、细骨料和填充料。本工程粗细骨料采用工程周边的白泥井石料场，岩性为灰岩。

2.1粗骨料

沥青混凝土粗骨料是指粒径在19～2.36mm间的矿料，本工程采用人工破碎的砾石，经试验检测，粗骨料密度为2.713g/cm3，吸水率为0.14%，黏附力为5级，坚固性为0.23%，针片状含量为0，含泥量为9.2%，压碎率为2.71%，与SL501-2010《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》中的技术指标比较，以上检测结果均满足规范要求，可作为本工程沥青混凝土的粗骨料。

2.2细骨料

沥青混凝土中细骨料是指粒径为2.36mm～0.075mm的矿料，采用送来的石灰岩破碎料。经试验检测，细骨料密度为2.716g/cm3，水稳定等级9级，吸水率为0.35%，有机质及泥土含量0%，硫酸钠5次循环重量损失1.13%，<0.075mm颗粒含量为14.2%。均满足SL501-2010《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》中的技术指标要求，可作为本工程沥青混凝土心墙的细骨料。

2.3.填料

填料采用石灰岩石粉，石粉在沥青混凝土中起到填充的作用，同时和沥青共同形成胶体，粘结沥青混凝土的混合料，形成整体，提高混合料自身的强度。

经试验检测，填料各项检测指标结果如表1所示：

表1填料质量鉴定结果表

填料试验检测结果均满足SL501-2010《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》的技术要求，可用本工程沥青混凝士心墙的填料。

2.4沥青

作为轿山水库大坝防渗体结构的碾压式沥青混凝土，沥青性能很大程度上影响着它的物理力学性能，本工程根据试验鉴定克拉玛依70号A级沥青的各项指标均满足SL501-2010《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》的要求，可作为本工程沥青混凝土心墙的沥青。

3、沥青混凝土配合比

沥青混凝土配合比的设计是指在一定施工工艺条件下，按照沥青混凝土原材料的技术特性和沥青混凝土的技术要求，通过多次试验后确定粗骨料、细骨料、矿粉及沥青的最优参比，使其既能满足心墙防渗、变形、强度的技术要求，又符合经济、安全的原则。

本工程经过多组试验后，选择出两组满足工程要求的较优配合比沥青混凝土作为推荐配合比和备用配合比。

表2推荐配合比和备选配合比的参数表

4、心墙填筑施工过程质量控制

基座灌浆结束后进行沥青心墙混凝土填筑施工，心墙填筑采用分层填筑，每层厚度为30cm，压实厚度为28cm。

4.1沥青混凝土与基座混凝土结合面处理

沥青混凝土填筑前先在混凝土基座面上进行以下施工处理：

（1）在基座混凝土表面采用风镐进行凿毛处理，增强基座混凝土与沥青混凝土的结合效果；

（2）用高压水枪冲洗，除去已凿毛混凝土面上的渣粒，保持基座毛面的清洁；

（3）采用高压风和抹布清除基座混凝土毛面的积水，达到毛面干燥的目的；

（4）仓面进行干燥处理，保证仓面条件达到施工要求；

（5）在基座混凝土毛面上喷洒冷底子油，改善沥青混凝土与基座混凝土的胶结力；

（6）为防止出现火灾，喷洒过的冷底子油的基座混凝土面需待12小时让冷底子油中的汽油彻底挥发，再铺2cm厚的沥青玛蹄脂。

4.2沥青混凝土的拌制

沥青混凝土的粗细骨料和石粉装入料仓初配混合后，用胶带机混合输送至干燥加热筒进行加热（加热温度控制在180℃±5℃），再进行二次筛分，与经溶化、脱水、加热、恒温（沥青恒温温度控制在160℃±5℃）等工序处理后的热沥青按设计配合比掺配，在搅拌机内拌合成沥青混凝土，混凝土出仓温度控制在160℃±5℃，确保在运输及摊铺结束后，沥青混凝土的温度能满足碾压的温度要求。

4.3沥青混凝土入仓摊铺

碾压式沥青混凝土心墙摊铺根据心墙的断面型式分为机械摊铺段和人工摊铺段，心墙与基座结合部为2.3m厚的非标准断面，采用人工摊铺，其余标准断面采用机械摊铺。

（1）人工摊铺：由人工进行心墙混凝土仓面两侧模板架立，保证心墙的有效断面尺寸，架立完成后采用10t自卸汽车运输沥青混凝土至工作面，配合保温立罐进行沥青混凝土卸料，人工进行摊铺整平。两侧过渡料摊铺时采用帆布对架模仓面进行覆盖保护，防止过渡料施工对心墙造成污染。

（2）机械摊铺：施工准备→仓面（结合）层面清理→测量放线、固定金属丝（中心线）→沥青混合料、过渡料分别装入→专用摊铺机摊铺并自振压实→过渡料补填→过渡料碾压→沥青混合料碾压→过渡料补碾

采用XT120型沥青混合料和过渡料联合摊铺机进行摊铺，根据设计要求调校摊铺宽度和摊铺厚度等参数，摊铺速度控制为1～3m/min。心墙混凝土的摊铺是由改装的装载机将沥青混凝土装入摊铺机储料仓，再由摊铺机完成沥青混凝土的铺筑。

连续进行2层及以上沥青混凝土铺筑时，下层沥青混凝土表面温度应控制在70℃～90℃，可直接进行上层沥青混凝土填筑。当沥青混凝土心墙层面温度低于70℃时，采用红外线加热器加热至70℃以上再铺筑上层沥青混凝土。

对已铺筑完成的沥青心墙及时采用帆布进行覆盖保护，防止过渡料填筑时对心墙造成污染。

4.4沥青混凝土碾压

摊铺完成后，由振动碾先对心墙两侧的过渡料进行压实，再对沥青混凝土进行碾压，沥青心墙与过渡料结合部进行骑缝碾压，沥青混凝土碾压采用1.5t双轮振动碾碾压，碾压标准为静压两遍，振动碾压8遍，静压2遍收光。碾压温度控制在140～155℃范围内，振动碾行走速度控制为25～30m/min。

5、沥青混凝土质量检测

对每一层铺筑完成的沥青心墙及时进行外观检查，主要为断面尺寸及中心线位置等，碾压完成后心墙厚度不大于设计厚度，铺筑面平整；现场施工每层均对入仓温度、初碾温度进行测量；碾压完成后用无核密度仪及渗气仪对沥青混凝土实体进行检测，主要检测压实密度及渗透情况；沥青混凝土心墙每填筑2～4m钻取芯样进行密度、孔隙率及级配等检查，并检查层间结合情况；心墙每上升10～12m钻取芯样进行三轴试验，芯样长度30～40cm。

6、结语

沥青混凝土心墙作为、东川区轿子山水库大坝的主要防渗体，其施工质量关系到大坝的蓄水安全，避免对下游群众生命、财产的安全构成威胁。同时沥青心墙作为隐蔽工程，如果施工质量存在问题，对以后的检查和修复造成很大的困难。因此在施工过程中对沥青混凝土的每一道工序都要严格控制，确保心墙质量。

参考文献：

[1]《水工沥青混凝士试验规程》DLT5362-2006.

[2]《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》SL501-2010.

[3]《沥青混凝土心墙坝的施工与质量控制》（凤家骥）.