水库大坝沥青混凝土心墙施工质量控制

水库大坝沥青混凝土心墙施工质量控制

李勋炳

四川省宜宾市叙州区水利局四川宜宾644000

摘要：近年来，随着经济社会的快速发展和各级政府对水利的高度重视，，水利工程建设项目日益增多，水利施工技术水平也不断提高。沥青混凝土心墙施工技术在水库大坝建设中得到广泛应用，但其施工质量与施工水平直接影响着水利工程的整体质量。结合宜宾市叙州区蟠龙湖水库沥青混凝土心墙坝建设的工程实践，从原材料、温度控制、沥青混合料拌和、心墙施工方法、质量检测等方面，简要总结了碾压式沥青混凝土心墙坝的施工质量控制经验。

关键词：水库；沥青混凝土心墙；质量控制

1水库大坝沥青混凝土心墙研究背景

沥青混凝土心墙堆石坝是一种新型土石坝型，具有防渗性高、抗变形能力强、施工机械化水平高等优点，这种心墙防渗措施较粘土心墙施工技术要求高、周期短、占地少、工艺较为成熟，在水利工程建设中应用程度越来越广。但缺点是：不仅承受水平推力，而且受到坝体沉降时附加垂直荷载的影响；沥青混凝土为黏弹性体，材料物理力学参数不易确定，心墙应力应变状态难以精确计算；下游坝坡较缓，坝体工程量稍大于沥青泥凝土面板坝，心墙与坝壳施工有较大干扰，影响填筑速度，检查漏水及修理补强比较困难。

2沥青混凝土心墙施工技术在水库大坝施工中的应用分析

沥青混凝土心墙对施工质量的要求高，施工材料的选取、拌制、运输、摊铺，碾压等施工过程任何一个环节的施工质量问题都有可能让大坝存在渗水量过大等安全隐患，甚至导致整体质量不合格。常见的问题是原材料质量及级配不能完全满足质量技术指标要求，沥青混凝土温度控制达不到设计规范要求，沥青混凝土心墙施工时摊铺、碾压没严格遵循工艺流程和施工规范，检验检测不能完全达到设计规范要求。

2.1原材料控制

沥青混凝土的主要原材料有沥青、骨料和填料（水泥）。沥青料，采用A级沥青。每批沥青出厂时必须有出厂合格证和品质检验报告，沥青运到工地后应进行复检，复检不合格的沥青不能使用。骨料采用天然砂砾石人工破碎骨料，加工后的成品料粒径和强度应满足质量技术要求。填料主要采用普通硅酸盐水泥作填料，水泥的强度等级不低于42.5，在运输和储存过程中注意防雨防潮，不合格的水泥不得使用。

2.2沥青混凝土配合比、铺筑试验与生产性试验

沥青混凝土配合比选定应按室内配合比试验、现场铺筑试验和生产性试验三个阶段进行。经试验确定的施工配合比不得随意更改。生产过程中，如矿料的级配发生变化，应及时调整配合比；如沥青或矿料品质发生变化，应重新进行配合比设计试验。

2.3温度控制

温度控制在沥青混凝土制作、运输、铺筑及碾压等环节中尤为重要，若控制不当就会影响大坝心墙施工质量。沥青脱水温度应控制在120℃±10℃，沥青加热温度应根据沥青混合料出机口温度确定，宜为155～165℃。沥青加热到规定温度后，输送至恒温罐储存待用，恒温控制在160°±5℃，保温时间不宜超过24h。骨料的加热控制，应根据季节、气温的变化进行调整，骨料加热温度比沥青加热温度高10℃～20℃。矿料加热温度控制可靠，保证矿料温度达到设计要求。填料如需加热，加热温度宜为70℃～90℃。在拌制沥青混合料前，应预先对拌和楼系统进行预热，拌和时拌和机内温度不应低于100℃。沥青混合料的出机口温度控制在155℃～165℃，并应满足运输、摊铺和碾压温度的要求。对出机口沥青温度应进行逐盘检测，不合格的则作为废料处理。沥青混合料的入仓温度应根据不同环境温度通过试验确定，宜为140～165℃。沥青混合料摊铺过程中应随时检测沥青混合料的温度，发现温度不合格的料应及时清除。

沥青混合料的加热与施工温度参考表

2.4沥青混合料的拌和

在拌制沥青混合料前，应预先对拌和楼系统进行预热，拌和时拌和机内温度不应低于100℃。拌和设备的称量系统应定期进行动、静态检定。拌制沥青混合料时，应先将骨料与填料干拌15s，再加入热沥青拌和。沥青混合料的拌和时间不少于45s。应拌和均匀，使沥青裹覆骨料良好，无花白料，卸料不产生离析。拌和时间应通过试验确定。所有称量、计时和测温设备应定期进行校准、测试。对每盘拌和过程应进行监控和记录。

2.5沥青混合料的运输

沥青混合料运输车辆、斜坡喂料车的容积应与摊铺机的容积配套，运输车辆数量，应与沥青混合料的拌和能力及摊铺机械的生产能力相适应。沥青混合料运输道路应进行处理并及时维护，确保道路平整，防止沥青混合料在运输过程中因过度颠簸造成离析。沥青混合料运输车辆应相对固定，运输车厢应保持干净、干燥，并采取保温防漏措施。各种运输机具应保证沥青混合料在卸料、运输及转料过程中不发生离析、分层现象。在转运或卸料时，出口处沥青混合料自由落差应小于1.5m。沥青混合料在斜坡上的运输，应采用专用的斜坡喂料车；根据具体情况也可由摊铺机直接运料或其他专用机械运输。

2.6沥青混凝土心墙铺筑

现场铺筑的质量控制主要包括工艺流程控制、温度控制、心墙厚度控制、心墙宽度控制及碾压控制。沥青混凝土心墙施工宜遵循的工艺流程：机械摊铺：施工准备→层面清理→定轴线→摊铺机就位→层面预热→沥青混合料、过渡料同时铺料→沥青混合料静止一定时间→帆布遮盖→沥青混合料初碾（碾压分两次完成）→过渡料初碾（碾压分两次完成）→沥青混合料与过渡料骑缝碾压→过渡料终碾。

2.6.1铺筑前的准备

沥青混凝土心墙施工前，对底部混凝土基座与其连接部位的处理应按设计要求施工。在沥青混凝土施工前应按设计要求完成心墙底部的混凝土基座及坝基防渗工程的施工，经验收合格后方可进行沥清混凝土施工。

2.6.2心墙摊铺

沥青混凝土心墙、过渡层以及与过渡层相邻的坝壳料应平起平压，均衡施工，以保证压实质量。心墙摊铺应采用将心墙和过渡料一同摊铺的联合摊铺机，摊铺机宜有预压实功能，摊铺速度宜为1～3m/min，或由现场摊铺试验确定。专用机械难以铺筑的部位可采用人工摊铺，用小型机械压实。连续施工时，一日宜铺筑1～2层沥青混凝土。如需多层铺筑，应进行场外试验论证，并确保压实质量和心墙尺寸满足设计要求。机械摊铺时，施工前应调整摊铺机自带的钢模板宽度以满足设计要求。心墙两侧的过渡层铺筑应对称进行，并用小型振动碾同时对称压实，以免钢模移动。沥青混合料摊铺厚度宜不大于30cm或由摊铺试验确定。机械摊铺时应经常检测和校正摊铺机的控制系统。每次铺筑前，应按设计的施工要求调校铺筑宽度、厚度等相关参数，防止“超铺”、“漏铺”和“欠铺”现象。机械摊铺时，应确保激光定位仪在整个摊铺过程中稳定不动，以保证过渡料及沥青混合料摊铺平整。

2.7心墙沥青混合料碾压

沥青混合料碾压宜采用1.0～1.5t振动碾，过渡层碾压宜采用2.0～2.5t振动碾。沥青混合料与过渡料的碾压设备不应混用。碾压时，可先静压两遍，再振动碾压，最后静压收光。碾压遍数应通过试验确定。沥青混合料的碾压温度应考虑施工时的气候条件，按试验确定。初碾温度不低于130℃，终碾温度不低于110℃。碾压轮宽度大于心墙宽度时，可采用振动碾在帆布上进行碾压，并应随时将帆布展平。沥青混凝土心墙宽度大于振动碾宽度时，应采用错位碾压方式。碾压遍数应合适，不欠碾，不过碾。机械设备碾压不到的边角和斜坡处，应采用人工夯或振动夯板夯实。碾压施工过程中，不应将柴油或油水混合液直接撒在层面上，受污染的沥青涂料应予清除。施工遇雨时，应及时用防雨布覆盖沥青混合料，并停止施工。未经压实受雨、浸水的沥青涂料，应予铲除。碾压过程中应及时清除仓面上的污物和冷料块，并用小铲将嵌入沥青混凝土心墙的砾石清除。

2.8心墙接缝及层面处理

与沥青混凝土相接的水泥混凝土表面应采取凿毛、刷毛等措施，将其表面全部清理干净，并使表面干燥。经处理后的水泥混凝土表面，应均匀喷涂1～2遍稀释沥青，待稀释沥青干涸后，再铺设一层沥青玛蹄脂（厚度2cm）。沥青混凝土心墙应采用水平分层、全轴线不分段一次摊铺的施工方法，心墙全线保持同一高程均衡上升施工，以避免横缝。当无法避免横缝时，其结合部应做成缓于1∶3的斜坡，坡面应压实。上、下层横缝应错开2m以上。在已压实的心墙上继续铺筑前，应将结合面清理干净。沥青混凝土表面停歇时间较长时，应采取覆盖保护措施。继续铺筑时应将结合面清理干净，使其干燥并加热至70℃以上后，方可铺筑上一层沥青混合料。必要时可在层面上均匀喷涂一层稀释沥青，待稀释沥青干涸后再铺筑上层沥青混合料。

2.9沥青混凝土心墙质量检验

温度检测：沥青混合料运到现场后，每车料必须进行温度测试，可选用红外线温度计检测，从车箱、卸料斗、铺料现场、碾压及铺料前层面各个环节进行全覆盖的温度检测。心墙铺筑质量现场无损检测：主要检测密度、孔隙率和渗透性。心墙厚度检测：保证心墙的厚度不得小于设计厚度，心墙中心线偏差应小于5mm。心墙外观检查：每层应进行外观检查，如发现裂纹等异常现象，应及时处理。钻孔取芯样检测：包括自检和大样检测。自检：当心墙每升高3.0m，沿心墙轴线方向均匀布置钻孔取芯样一组，进行沥青混凝土的物理力学性能试验。芯样最小长度应不小于30cm，至少取到两层结合面。大样检测：当心墙每升高10.0m时钻芯取大样一组，进行密度、孔隙率、渗透系数等力学性能检验。抽提试验：在每层摊铺现场取样，取3个断面的料混合后使用，检测沥青混合物的实际配合比（各级矿料级配、沥青含量等）是否满足设计要求。

3结语

沥青混凝土心墙的施工质量管理与控制是水库大坝的安全保证，并且关系到运营期大坝维护成本。施工过程中必须对各个工序进行质量把控，严格执行施工规范和技术要求，加大施工监管力度，确保水库大坝质量和后期的正常运行。

参考文献

1.《水工沥青混凝土施工规范》SL514—2013；

2.《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》SL501—2010；

3.《水工沥青混凝土试验规程》DL/T5362—2006；

4.《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129―2013；

5.《水工混凝土施工规范》SL677—2014；

6.《土石坝安全监测技术规范》SL551—2012；