隘口水庫大壩瀝青混凝土心墻施工技術(shù)

1、隘口水庫大壩瀝青混凝土心墻施工技術(shù)孫洪濤 邵國兵 杜浩亮 楊和明 徐更曉摘要：隘口水庫大壩地處典型的喀斯特巖溶發(fā)育地區(qū)，地質(zhì)條件極為復(fù)雜，設(shè)計選擇了適應(yīng)地基變形能力較強、防滲性能好且具有一定自愈合能力的瀝青混凝土心墻堆石壩作為擋水建筑物。本文就大壩瀝青混凝土心墻的設(shè)計參數(shù)、配合比、施工設(shè)備選型、拌和及鋪筑工藝、質(zhì)量控制與檢測等進行了總結(jié)和介紹，以供類似工程參考與借鑒。關(guān)鍵詞：隘口水庫 瀝青心墻 施工技術(shù)1 工程概況隘口水庫位于重慶市秀山土家族苗族自治縣隘口鎮(zhèn)，水庫大壩位于岑龍河與涼橋河匯合口下游500m處的平江河上。隘口水庫樞紐工程主要由高100.3m的瀝青混凝土心墻堆石壩、寬16m開敞式溢洪

2、道、高55.10m岸邊斜臥式取水塔及引水隧洞等組成。大壩底部高程EL448.9m，壩頂高程549.2m，壩頂長度233.87m，壩頂寬度10m。瀝青混凝土心墻底部高程471.2m，頂部高程545.9m。大壩底部沿壩軸線設(shè)灌漿廊道，廊道頂部與瀝青心墻底部相接，相接部位設(shè)擴大段，擴大段高3m，厚度由3m過渡到1.2m。心墻自底部向上由1.2m漸變至0.6m。心墻頂部與防浪墻之間設(shè)置倒梯形擴大段，高度2.0m，厚度由0.6m漸變至1.0m。2. 瀝青混凝土原材料及配合比2.1 原材料工程選用四川瀘州中海油70#水工瀝青，對每批進場瀝青均提供材質(zhì)檢驗合格報告，工地試驗室再進行復(fù)檢后用于工程施工。粗、細

3、骨料現(xiàn)場加工采用干洞石料廠的石灰?guī)r破碎后加工成20mm10mm、10mm5mm、5mm2.5mm、2.5mm0.074mm、0.074mm以下五種成品料分倉堆存。骨料堆存場均架設(shè)防雨棚，地面采用混凝土找平并高出周圍地面10cm。2.2 瀝青混凝土配合比瀝青混凝土配合比委托西安理工大學(xué)水工防滲研究所通過試驗提供，油石比為6.6%。瀝青混凝土配合比見表1。表1 瀝青混凝土配合比（kg/m3）材料種類骨 料石粉瀝 青1020mm510mm2.55mm0.0752.5mm0.075mm數(shù)量5454133157312731503 瀝青混凝土主要施工設(shè)備配置（1）瀝青混凝土拌和站選用一套LB-1000型全

4、自動瀝青混合料攪拌設(shè)備，主要由兩個50t散裝瀝青儲存加熱罐及自動配料、骨料加熱、礦料計量、瀝青計量等系統(tǒng)組成。瀝青拌和站設(shè)置5個儲料倉分別堆存各粒徑粗、細骨料及礦粉。拌和站距離大壩約500m。（2）攤鋪設(shè)備：選用西安理工大學(xué)防滲研究所研制的JXT-09型牽引式瀝青混凝土心墻施工專用攤鋪機，攤鋪寬度0.61.2m，行進速度0.81.2m/min。（3）運輸設(shè)備：選用3臺經(jīng)改造的5t自卸汽車。使用前，預(yù)先對自卸汽車車廂底板及兩側(cè)進行保溫改造，對車廂頂部加裝防保溫防雨設(shè)施。（4）碾壓設(shè)備：結(jié)合過渡料碾壓選用了3臺的2.0t振動碾，實現(xiàn)“品”字碾壓。4 場外攤鋪、碾壓試驗2010年9月20日至9月26

5、日，進行了瀝青混凝土壩外攤鋪碾壓試驗。通過試驗驗證室內(nèi)設(shè)計配合比的可行性，熟悉瀝青混凝土施工各項工藝過程，為心墻瀝青混凝土的填筑提供合理的施工工藝和施工參數(shù)。5 瀝青混凝土心墻施工5.1 瀝青混凝土原材料的加熱處理（1）瀝青加熱：散裝瀝青在加熱罐內(nèi)采用導(dǎo)熱油加熱至150170。（2）骨料加熱：骨料由稱量系統(tǒng)自動配制流入提升料斗后送入加熱臥式回轉(zhuǎn)窯加熱，該系統(tǒng)采用專用的磨煤噴粉機通過燃煤加熱，加熱溫度為170190。5.2 瀝青混合料的制備瀝青混凝土采用全自動雙軸強制式攪拌機拌制，整個拌制過程由微機自動控制。將熱骨料與礦粉（礦粉不需加熱）干拌15s，再加入熱瀝青濕拌50s。瀝青混凝土混合料出機口

6、溫度控制在150170。5.3 瀝青混合料的運輸瀝青混合料的運輸采用5t保溫自卸汽車由拌合站運至作業(yè)面，運距600m，然后使用LW321裝載機接料入倉或給攤鋪機上料。5.4 混凝土基礎(chǔ)面處理采用帶刃的小斧或錘剁掉混凝土表面的乳皮，并用高壓風(fēng)吹凈，保證混凝土面平整、干燥。5.5 涂刷稀釋瀝青及瀝青瑪蹄脂先將銅止水表面用熱瀝青（140160）涂刷兩遍，再涂刷稀釋瀝青。稀釋劑采用汽油，其摻配比例視氣溫、風(fēng)力等氣候條件確定，一般采用40：60(瀝青：汽油)。涂刷后的混凝土表面應(yīng)為棕色。涂刷瀝青瑪蹄脂：厚度一般為1mm2mm。在施工現(xiàn)場采用人工拌和，對人工砂和礦粉分別加熱，溫度控制在150170，然后再

7、加入到熱瀝青（140160）中一起攪拌均勻。5.6 瀝青混合料攤鋪、碾壓施工程序：基礎(chǔ)結(jié)合面處理（使表面干凈、干燥）測量放線并固定定位金屬絲攤鋪機攤鋪瀝青混合料和過渡料人工攤鋪兩側(cè)岸坡擴大段瀝青混合料過渡料碾壓瀝青混合料碾壓施工質(zhì)量檢測。（1）結(jié)合面要清理干凈，攤鋪前用紅外線加熱器（局部采用煤氣噴燈）使接合面加熱到70以上。當(dāng)面層為瀝青瑪蹄脂時不需要加熱。（2）測放中線：采用全站儀每隔5m10m測放并用鐵釘標記中點用墨斗在心墻上彈出白線控制中線。（3）攤鋪機就位：工程使用的攤鋪機械為西安理工大學(xué)防滲研究所研制的JXT-09型牽引式瀝青混凝土心墻攤鋪機，包括自動調(diào)頻卷揚機和瀝青混凝土心墻專用小型

8、攤鋪機。采用CAT320反鏟將卷揚機和攤鋪機吊裝就位，注意攤鋪機出料口和卷揚機中心線要與心墻軸線吻合。瀝青混凝土心墻攤鋪（4）瀝青混合料攤鋪：瀝青混合料用5t自卸汽車至攤鋪現(xiàn)場后使用LW321裝載機給攤鋪機上料，攤鋪機行進速度按0.81.2m/min控制。攤鋪厚度30cm，其允許誤差±2cm，攤鋪溫度為140170。瀝青混凝土心墻攤鋪見圖1。（5）過渡料鋪筑填筑順序：心墻瀝青混凝土與過渡料的鋪筑超前壩殼料12層，不高于60cm。 圖1 瀝青混凝土心墻攤鋪混合料攤鋪前在心墻兩側(cè)準備好過渡料。攤鋪機行進路線上的過渡料人工二次整平，防止攤鋪機行進過程中心偏移。緊貼心墻兩邊50cm寬度過渡料

9、采用人工上料，瀝青混凝土攤鋪機布料，其它過渡料緊隨攤鋪機后人工配合機械鋪筑，整平。每攤鋪段采用氈布遮蓋心墻，然后整平碾壓。對靠近兩岸坡部位采用人工立模攤鋪瀝青混合料，其施工次序為：人工支模、攤鋪兩側(cè)過渡料并初壓、攤鋪瀝青心墻料、抽 圖2 瀝青混凝土心墻及過渡料碾壓出模板、對心墻料及過渡料進行碾壓。（6）心墻與過渡料“品”字碾壓：用2臺振動碾先同時靜壓2遍后振壓4遍心墻兩側(cè)過渡料；接著1臺碾子振壓瀝青混凝土混合料8遍，再靜碾2遍收光；瀝青混合料碾壓完成后，再對心墻兩側(cè)過渡料振碾4遍靜碾2遍整平。振動碾壓行進速度以30m/min為宜，初碾時溫度不高于150；終碾溫度不低于110。瀝青混凝土心墻及過

10、渡料碾壓見圖2。（7）對于連續(xù)上升、層面干凈且已壓實好的瀝青混凝土，表面溫度大于70即可鋪筑上層瀝青混合料，當(dāng)下層瀝青混凝土表面溫度低于70時，要進行加熱，但加熱時間不宜過長，以防止瀝青混凝土老化。瀝青混凝土溫度檢測見圖3。圖3 瀝青混凝土溫度檢測 圖4 瀝青混凝土質(zhì)量（核子密度儀）檢測5.7 瀝青混凝土心墻接縫處理瀝青混凝土鋪筑應(yīng)與過渡料平起施工，瀝青混凝土心墻鋪筑應(yīng)均衡上升，心墻基面盡可能保持同一高程，避免或減少橫縫，當(dāng)由于客觀原因出現(xiàn)橫縫，其結(jié)合面坡度應(yīng)緩于或等于1：3，同時上、下層橫縫應(yīng)相互錯開2m以上，橫縫處應(yīng)重疊碾壓30cm50cm，用振動夯夯至表面返油為止。5.8 低溫季節(jié)施工（

11、1）氣溫在5以下即進入低溫施工，需采取相應(yīng)的低溫施工措施；氣溫在-5以下即停止瀝青混凝土心墻的施工。（2）低溫施工時，骨料加熱、瀝青混合料的拌和、入倉溫度等均采取規(guī)范規(guī)定的上限值進行控制。（3）瀝青混合料入倉后，及時采用氈布進行表面覆蓋，以防止表面冷卻過快形成硬殼，及碾壓后出現(xiàn)龜裂等現(xiàn)象。（4）適當(dāng)提高瀝青混合料的初碾溫度，并根據(jù)現(xiàn)場實際通過試驗選定為155150，溫度過高容易出現(xiàn)“陷碾”（5）建立施工現(xiàn)場氣象信息預(yù)報發(fā)布機制，當(dāng)預(yù)報有降溫、降雪或大風(fēng)時，提前做好停工安排和防護工作。5.9 雨季施工（1）氣象預(yù)報有連續(xù)降雨時不安排施工，遇中到大雨停止施工，短時小雨時采取全封閉的方式組織施工。（

12、2）對骨料儲存、拌和、瀝青混合料運輸、攤鋪等設(shè)備架裝防雨設(shè)施，兩側(cè)岸坡設(shè)置擋水埂， 防止雨水流入心墻施工部位。（3）碾壓后的瀝青混凝土，遇下雨時及時覆蓋；未經(jīng)壓實而受雨浸水的瀝青混合料，應(yīng)徹底鏟除。（4）雨后恢復(fù)生產(chǎn)時，清除倉面積水，并對瀝青混凝土表面加熱，保證層面干燥。6 瀝青混凝土心墻質(zhì)量控制6.1 瀝青混凝土施工工藝指標控制瀝青混凝土心墻施工是一種熱施工工藝，對瀝青混凝土的配合比和溫度控制等要求較高，施工過程中嚴格按照預(yù)先編制的施工作業(yè)指導(dǎo)書組織施工， 結(jié)合瀝青混凝土現(xiàn)場攤鋪技術(shù)指標對各工序進行全過程質(zhì)量控制。其中瀝青混凝土質(zhì)量檢測（采用核子密度儀）見圖4，滲透系數(shù)檢測見圖5，主要施工技

13、術(shù)指標見表2。6.2 瀝青混凝土質(zhì)量檢測施工過程中，通過無損檢測及鉆取芯樣檢測，瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量均滿足規(guī)范和設(shè)計要求。其中，選取第2批芯樣其檢測結(jié)果見表3。表2 瀝青混凝土現(xiàn)場攤鋪施工技術(shù)指標序號檢查項目質(zhì)量要求備 注1模板軸線偏差±5mm人工攤鋪2攤鋪軸線偏差±5mm機械攤鋪3初碾溫度140160每層隨時檢測4終碾溫度>110每層隨時檢測5攤鋪厚度30±2cm6碾壓遍數(shù)人工攤鋪：靜2+動10+靜2機械攤鋪：靜2+動8+靜27外   觀無裂紋、蜂窩、麻面、空洞及花白料每層隨時檢測8滲透系數(shù)<1×10-7每層滲氣儀、核

14、子密度儀無損檢測；心墻每升高2m4m沿壩軸線每100m150m鉆取芯樣檢測2組9密度2.42g/cm310孔隙率<3%11過渡料攤鋪厚度30±2cm12過渡料碾壓遍數(shù)靜2+動8+靜2圖5 瀝青混凝土滲透系數(shù)檢測 圖6 瀝青混凝土鉆孔取芯芯樣表3 孔隙率試驗結(jié)果序號密度（g/cm3）孔隙率（%）滲透系數(shù)（cm/s）小梁彎曲撓跨比（%）靜三軸水穩(wěn)定系數(shù)設(shè)計實測設(shè)計實測設(shè)計實測設(shè)計實測設(shè)計實測設(shè)計實測12.422.43131.808<1×10-78.854×10-90.84.273：2635°c：0.350.5 MPa：28°c：0.413 MPa