关于水利工程沥青混凝土心墙施工工艺的浅谈

关于水利工程沥青混凝土心墙施工工艺的浅谈

刘威

重庆市弘禹水利咨询有限公司 重庆市 400020

摘要：本文通过对水利工程沥青混凝土施工中关于沥青混凝土施工进行深入研究，形成一套成熟的碾压式沥青混凝土心墙施工技术，为今后水利工程项目沥青混凝土施工提供了参考经验。

关键词：成熟；沥青混凝土施工；施工技术；

沥青混凝土心墙作为水利工程坝体防渗结构是一种可靠、成熟的水工防渗措施。它的优越性表现在沥青混凝土作为土石坝的防渗体，具有防渗性能好；适应能力强；塑性性能好，低抗冲击能力强；耐久性和裂缝自愈能力好；不需设置接缝，易于修缮补强等优点。

通过研究国内碾压混凝土心墙坝施工技术，借鉴同类型沥青混凝土心墙坝的施工技术，应用到重庆市南川区鱼枧水库工程中，对沥青混凝土心墙防渗技术和施工技术进行深入研究和经验总结，形成一套成熟的碾压式沥青混凝土心墙施工工艺技术。

1、工程概况

南川区鱼枧水库工程沥青混凝土心墙采用竖直式布置，心墙顶高程为712.00m，底高程为658.50m，设计工程量为7000m³。心墙为梯形结构，顶宽0.5m，向下逐渐加厚，底部最大厚度为2.0m，心墙沿左右岸坡均设置了扩大段3m长*(2m递减至0.75m)。

2、施工过程

南川区鱼枧水库沥青混凝土于2019年11月开始施工，2021年8月底完工，根据现场沥青混凝土施工经验，各主要工作内容时间如下：

（1）沥青混凝土配合比的设计

沥青混凝土配合比应在芯墙施工前4个月由施工单位、监理单位、业主单位共同选定原材料送实验室做试验配合比，4个月的时间组成为沥青配合比时间（约3个月）+现场沥青混凝土摊铺试验（1个月）。

（2）沥青混凝土拌合站设置、调试

沥青混凝土拌合站的采购选型不但要满足工程设计及规范要求，也要从经济角度考虑。根据鱼枧水库沥青混凝土工程量较大的特点，在经过多次考察和比较，鱼枧水库沥青混凝土拌合系统采购的是1000B型沥青混凝土拌合站，该系统完全能够满足鱼枧水库沥青混凝土施工。

沥青混凝土拌合站宜布置在距离心墙一公里范围内，这样可以节省运距和设备，还能减少沥青混凝土温度损失。沥青混凝土拌合站应在现场摊铺试验前一个月内安装完成，安装完成后要向工程属地的计量监督局申请对拌合系统的称量系统做率定，选定适合于本工程配合比骨料级配要求的筛网，再此基础上进行空载试机、带荷载试机，一切准备就绪后进行热料生产做热筛分试验论证成品料是否满足试验配备比的要求，过程中须根据筛分结果进行微调直至满足要求为止。

（3）沥青混凝土现场摊铺试验

沥青混凝土基座应提前30天浇筑完成（28天龄期+2天的基面处理等准备工作）。

2019年10月15日，沥青混凝土基座（C20混凝土）浇筑完成，11月10日混凝土基础面清理、涂（或者刷、喷）冷底子油，11月11日沥青玛蹄脂敷设，11月12日开始沥青混凝土现场摊铺试验。11月15日，沥青混凝土取芯样送检测，检测结果满足设计要求。标志着鱼枧水库沥青混凝土施工准备工作已全面完成。

（4）沥青混凝土施工前准备工作

沥青混凝土开始施工前，应好相应的准备工作，如原材料检测（粗骨料、细骨料、矿粉、水工专用沥青）、燃料（煤、重油）准备充足、模板及支撑件按摊铺试验成果确定的松铺厚度提前加工备足、碾压所需的帆布、温度计、人员及机械设备（两台铲车、两台运输车、三台2T振动碾）到位等准备工作。并且配备充足的过渡料。

3、主要施工工序

作业程序：基面清理→冷底子油涂刷→沥青玛蹄脂敷设→测量放线→立模加固→两侧过滤料铺筑→沥青混凝土人工摊铺→拆模铺盖→碾压→施工检测。

（1）基面和铜止水清理：清除混凝土表面积渣杂物，采用小斧或锤进行试验区混凝土基础面凿毛处理，并用高压水冲洗干净，再用高压风管风干，使其表面保持干燥洁净。

（2）冷底子油涂刷：稀释溶剂首先选用汽油，其次选用柴油或煤油等，本工程选用汽油，采用质量比40：60(沥青：汽油)。涂刷后的混凝土表面为棕色。配制稀释沥青时，宜将汽油以细流状缓缓加入熔化的沥青中，沥青温度不应超过120℃。冷底子油喷涂量为0.2kg/m2，涂刷后的混凝土表面为棕色。

（3）沥青玛蹄脂敷设：沥青玛蹄脂采用质量比为沥青：矿粉：细砂=1:2:2拌制, 敷设厚度一般为1～2cm。因沥青玛蹄脂用量小，在施工现场采用人工拌制，将人工砂和矿粉搅拌均匀后加热，温度控制在150～170℃，然后再加入热沥青（140～160℃）一起搅拌均匀，保证无结块、沉积物。沥青玛蹄脂采用人工涂刷，以铁抹子均匀涂抹。

图3    沥青马蹄脂拌合及施工

（4）钢模安装：钢模采用300mm×8mm×1500mm的钢板制作，底角采用打插筋固定，上口使用角钢卡具固定，保证模板宽度。定位后模板距心墙中心线偏差一般控制在±1cm内。

图4    模板施工

（5）过渡料铺筑：钢模安装固定后用毡布遮盖心墙表面，防止砂石、杂物落入仓面内。过渡料采用装载机入仓、挖机粗平、人工配合整平，松铺厚度为

28cm（应比沥青厚度低2cm），过渡料铺筑完成后用2T振动碾进行碾压（静2、动8遍）。

图5    过渡料施工

（6）沥青混凝土摊铺：沥青混凝土摊铺前检查仓内是否被污染，如果存在污染现象，首先是清理出污染物，并使用湿毛巾将沥青玛蹄脂表面擦洗干净，再用喷枪加热使其表面干燥（温度达到70度）。沥青混凝土拌好后采用5t自卸汽车由沥青混凝土拌和站运输至施工场地，由装载机接料入仓，人工整平，使用帆布覆盖。松铺厚度为30cm，误差控制在±2cm内，沥青混凝土在钢模内摊平后将钢模拔出，钢模拆除后，立即将粘附在模板内壁的沥青混凝土清理干净，以备下次使用。沥青混凝土入仓要做温度检查记录。

    图6    沥青砼入仓施工

（7）碾压：铺料完毕后，拔出钢模板,进行沥青混凝土的碾压。碾压时，先静碾2遍过沥青混凝土，再按实验碾压遍数（动碾8遍）碾压沥青混凝土，碾压完动碾8遍后将帆布掀开检查反油效果，再将帆布铺上进行2遍静碾收光。碾压期间要做碾压遍数记录，控制好沥青混凝土与过渡料之间的骑缝碾压。与岸坡结合部位采用蛙式打夯机进行夯实。

碾压温度：碾压时最高温度不超过160℃，最低温度不低于130℃。

图7    沥青砼碾压

（8）施工检测：沥青混凝土施工完成后应对其进行检测，检测分为每一层的无损检测和每隔4m(12m)的芯样检测。无损检测采用核子密度仪或渗气仪（详见图）。芯样检测采用Z1Z-GC-200工程钻机取芯（详见图）

图8    沥青砼碾压

（9）施工注意事项：

1）混凝土基础面处理：基础面无乳皮，平整度应严格控制，严禁出现凹凸不平现象（防止冷底子油挥发效果差，局部沥青玛蹄脂过厚等现象）。

2）冷底子油：严格按照配合比施工，在施工前检查基础面是否清洁。建议采用汽油（汽油挥发性好，为下一道工序节约大量时间），涂刷厚度不应过厚，已涂刷后的混凝土表面为棕色为宜（详见右图9）。局部未挥发好的部位采用喷灯将其烤干。

3）模板：模板一般采用8～10mm厚的钢板制作而成（模板太薄会变形，太厚不利于施工），高度根据摊铺厚度确定。

4）过渡料：沥青心墙是大坝的心脏，那么过渡料就是起到保护心脏的作用，故沥青心墙两侧过渡料应严格按照设计要求及规范施工。

5)沥青混凝土摊铺：沥青混凝土施工前运输机械设备应清洗洁净。沥青混凝土入仓前一定要测量温度(包括下层沥青混凝土温度和沥青混凝土温度)，温度满足规范要求后方可入仓(右图10为质检员测量沥青混凝土温度)，严禁不合格聊入仓，摊铺厚度严格按照摊铺试验厚度控制。摊铺完成后根据沥青混凝土温度覆盖帆布（沥青混凝土内部散热慢，覆盖帆布过早温度降不下来，会影响施工进度），但气温低的冬季应及时覆盖（沥青混凝土表面温度损失过快，会对混凝土表层质量有影响）。

6）沥青混凝土碾压：沥青混凝土碾压机械应满足设计及规范要求，严禁用大型振动机械碾压。碾压时应先碾压过渡料（两台振动碾同时、同步碾压，防止沥青混凝土扩散出设计边线，造成不必要浪费），后碾压沥青混凝土心墙，应按照静2遍（使沥青混凝土表面平整，保证碾压质量）、动N遍（根据摊铺试验确定）、静2遍（沥青混凝土面收光）顺序施工。在碾压过程中，应派专人定期平整帆布（防止帆布错位，同时也将沥青混凝土碾压过程中产生的气泡排出）。

3、施工成果

截止2022年8月29日沥青混凝土全部施工完成。所有检测结果全部合格（详见表1和表2），所有评定全部合格，一次合格率100%，优良率100%。

表1                  沥青混凝土检测结果(1)                  

表2     沥青混凝土检测结果(2)

3、结论

通过对南川区鱼枧水库沥青混凝土施工全过程的深入研究，以及上述图片、检测数据等证明，南川区鱼枧水库工程的沥青混凝土心墙施工技术成熟、可靠，可以为今后同类坝型施工提供施工工艺技术的参考经验。