现浇沥青混凝土心墙技术在水库除险工程中的应用.pdf

2 0 1 4年第 1 期 ( 第4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ．1 ． 2 01 4 ( T o t M N 0 ． 4 2 ) 文章编号 ： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) 0 1— 0 0 9 1— 0 3 现浇沥青混凝土心墙技术在水库除险工程中的应用 姜英俊 ， 柳沂波 ， 郭友文 ( 1 ．黑龙江省水利工程建设局， 哈尔滨 1 5 0 0 8 1 ； 2 ．虎林市边境河流堤岸管理站， 黑龙江 虎林 1 5 8 4 0 0 ) 摘要： 水库除险加固工程中， 为提高坝体抗渗性能， 常增设心墙。文章结合哈拉台河水库除 险加固中现浇沥青混凝土心墙施工实际， 阐述了使用材料的基本要求 ， 冷底子油的配置， 沥青 混凝土的制备与拌合等工艺流程要求。介绍了沥青混凝土心墙的浇筑技巧与施工管理技术 ， 并总结出 6 点施工经验与建议。 关键词 ： 水库消险； 石坝心墙 ； 现浇技术 ； 沥青混凝土； 施工应用 中图分类号： T V 6 9 7 ． 3 文献标识码 ： B 1 工程概况 哈拉台河水库位于黑河市境 内的公别拉河中游 右侧一级支流哈拉 台河上 ， 在黑河市西南部 ， 距黑河 市6 2 k m， 是一座 以供水为主 ， 兼顾防洪、 水产养殖 等 综合利用的小 ( 1 ) 型水库 。 工程等别 为 I V等 ， 主要建筑物等级为 4级 ， 次 要建筑物为 5级。主要建筑物按5 0 a 一遇洪水设计 ， 1 0 0 a 一 遇 洪水 校 核， 临 时建 筑物 按 1 0 a 一 遇 洪水 设计。 拦河坝为沥青混凝 土心墙堆石坝 ， 坝长4 0 0 I n ， 加 固后 坝顶 宽 度4 i n 。上游 坡 比1 ： 1 ． 6 ， 下游 坡 比 1 ： 1 ． 6 ， 坝 顶 设 防 浪 墙， 墙 高 1 ． 2 m， 墙 顶 高 程 3 4 8 ． 9 m， 沥青混凝土心墙顶高程3 4 5 ． 7 I n ， 坝基采用 帷幕灌浆处理。 2 使 用材 料的基本要 求 材料的基本要求主要有 7个方面 ： 2 ． 1 沥青混凝土 2 ． 1 ． 1 沥青混凝土配合比 粗骨料 1 4 ％ ， 中骨料 3 4 ％ ， 细骨料 4 0 ％ ， 石 粉 ( 矿粉 ) 1 2 ％ ， 沥青 1 2 ％。 其中： 沥青 占矿物混合料的 1 2 ％， 骨料为石灰 石 ， 沥青大庆 1 1 0 石油沥青。 2 ． 1 ． 2 沥青砂浆配合 比 沥青 ： 石粉 ： 细骨料为1 ： 1 ： 3 。 2 ． 1 ． 3 冷底子油配合 比 沥青 3 0 ％、 汽油或柴油 7 0 ％。 2 ． 1 ． 4矿料级配 粗骨料 2 0～ 3 0 mm； 中骨料 1 0— 2 0 m m； 细骨料 0 ． 6～1 0 m m； 石粉 0 ． 0 7 5～ 0 ． 6 mm。 2 ． 1 ． 5 沥青混凝土指标要求 容重 > 2 ． 4 k N ／ m ， 孔隙率 3 0 0， 马 歇 尔稳 定 性 ( 6 0 0 ， N)>5 0 0 0 ， 马歇尔流值 ( 1 ／ 1 0 0 c m) 3 0～1 1 0， 水稳定系数 I>0 ． 8 5 ⋯ 。 2 ． 2 沥青 的运输与保管 有以下 3点 内容 ： 1 ) 对桶装沥青应码放整齐， 装卸时应防止硬摔 硬碰 ， 防止沥青外流。 2 ) 对灌装沥青 ， 运输与储备的设备应 有加热装 置或措施 。 3 ) 避免杂质 的侵 入和水分侵入 ， 存放场地迎加 强防火措施 ， 并适 当的靠近沥青混凝土拌制场地， 减 少沥青的二次运输 。 2 ． 3 冷底子油 的配制 先将沥青加热到 1 1 0 — 1 3 0 o C， 然后冷却至 7 0 ～ 9 0℃， 在不断搅拌下以细流状加入溶剂， 直至沥青全 [ 收稿 日期 ] 2 0 1 3— 0 7— 0 9 [ 作者简介] 姜英俊( 1 9 5 9一) ， 男， 黑龙江哈 尔滨人 ， 高级工程师 ； 柳沂波( 1 9 8 2一) ， 男， 黑龙 江虎林人 ， 助理 工程师 ； 郭友文( 1 9 7 2一) ， 男， 黑龙江哈 尔滨人 ， 高级工程师。 一 91 — 2 0 1 4年第 1 期 ( 第4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ．1 ． 201 4 ( T o t a l No ． 4 2) 部溶解。 2 ) 在工地开挖爆破区之外 ， 远离易燃 品仓库 ， 不 稀释沥青的闪火点低 ， 在配制 与使用 时要 特别 注意防火 。 2 ． 4 碎石骨料加工 碎石骨料加工 ， 应采用坚硬新鲜的石灰岩 ， 不得 混入酸性碎石 ， 不得使用风化岩加工。碳酸盐含量 应 > 9 5 ％。 2 ． 4 ． 1 粗骨料 要求质地坚硬 、 新鲜 ， 不 因和加热 引起性 质 变 化， 吸水率≤ 3 ％； 含泥量≤0 ． 5 ％； 耐久性好， 用硫酸 钠法干湿循环 5次 ， 重量损失 <1 2 ％ ； 黏附型号 ， 与 沥青混凝土的黏附力应 ≥4级， 且级配 良好。 2 ． 4 ． 2 细骨料 要求质地坚硬 ， 不因和加热引起性质变化， 不含 有机质和其他物质 ， 天然砂含泥量 ≤2 ％ ； 耐久性好 ， 用硫酸钠法干湿循环 5次 ， 重量损失 6级 ， 且级配良好 J 。 2 ． 5 骨料的堆存 有以下 5点内容： 1 ) 骨料的堆存要便于装卸， 并尽量靠近沥青混 凝土拌合场地。 2 ) 堆放场地应进行平整 ， 对松土地面还应压实 ， 加设水泥砂浆抹面 ， 做到排水畅通。 3 ) 砂与粗骨料应分别堆放 ， 防止混杂。 4 ) 砂的存储必须要有防御设施 ， 加热前含水率 ≤4 ％， 堆存时应采取措施防止分离。 5 ) 存储量应满足施工要求。 2 ． 6 石粉的技术要求 石粉及其颗粒组成应符合 以下规定 ： 0 ． 0 7 5 n l m 筛孔 通过 率 8 0 ％ 以上 ， 0 ． 1 5 mm筛孔 通 过 率 9 0 ％ 以上 。 2 ． 7 沥青混凝土各种拌合物的加热温度 石 粉 加 热 到 1 0 0 o C， 粗、 细 骨 料 加 热 1 8 0～ 2 0 0℃ ， 沥青加热 1 6 0— 1 8 0 o C， 沥青混凝土出机温度 为 1 6 0 —1 8 0℃ ， 沥 青 混 凝 土 浇 筑 温 度 为 1 4 0 ～ 1 6 0℃ 。 3 沥青混凝土的制备与拌合 沥青混凝土的制备与拌合包括4 个方面： 3 ． 1 拌合场地的设备 1 ) 沥青混凝土拌合场地应尽量选择靠近铺筑现 场 ， 以减少沥青混合料 的温度损失与分离 ， 并便于施 工管理。 一 9 2 一 受洪水威胁 ， 排水条件 良好 ， 3 ) 在坝的下风处， 保持坝面作业的良好环境。 4 ) 远离生活 区， 有利于防火及环境卫生。 5 ) 沥青混凝土的拌合设备 ， 其生产能力 应满足 铺筑高峰强度的要求并有备用容量。 拌合场地应根据地形合理布置 ， 使各工 序能紧 密衔接 ， 互相协 调 ， 减少温度损失 ， 充分发挥 机械效 能 ， 保证施工质量。 3 ． 2 对沥青 的要求 1 ) 沥青 的熔化 、 脱水和加热必须有防风、 防雨 、 防火设施。 2 ) 沥青脱水后的温度应根据沥青混凝 上拌合的 出机温度而定 ， 一般情况下石油沥青 的加热温度 ≤ 1 8 0℃ ， 在加热锅 内停 留≤6 h 。 3 ) 在用燃油锅加热 沥青 时， 应调好风 门及 油门 压力 ， 使油嘴喷出 的油成雾状并充分燃烧。开机 点 火时， 应先开风 门后开油 门， 停机时应先关油 门后关 风门， 经常检查 油路 、 风路 ， 严 防因管道泄漏燃 油发 生火灾。 4 ) 应适时清理沥青加热锅底 ， 以免沉淀物积聚， 引气锅底过热而熔裂或引起锅内沥青燃烧 。 3 ． 3 对骨料的要求 1 ) 骨料的烘干、 加热宜用内热式加热滚筒进行 ， 加热滚筒倾角的大小应根据矿料加温热度通过实验 确定 ， 一般在 3～ 5℃间选择。 2 ) 骨料的加热温度 ， 应根 据沥青混凝土拌合 的 出机温度确定 ， 但骨料温度不应 比沥青温度高2 0 c I = 。 3 ) 矿料均按重量配料 ， 各 种原材料均 已干燥状 态为标准。 3 ． 4 沥青混凝土的拌制 1 ) 拌制沥青混凝土的加料次序为 ： 先粗后细。 2 ) 拌合时间 ： 骨料与填料拌制 1 5～2 5 s 后 ， 再加 入沥 青 拌合 ， 要 求 拌 和 均 匀 ， 拌 合 时 间 一般 为 2 —3 mi n。 3 ) 沥青混凝土拌合出机温度 ， 一般控制在 1 5 0～ 1 7 0℃， 同时应满足不同季节浇筑要求， 但最高不得 超1 9 0 o C。 4 ) 在搅拌机停 机前 ， 应用热矿料搅拌并 清理 干 净搅拌机。 5 ) 当因机械故 障或其它原 因停 机超3 0 m i n 时， 应将搅拌机 内的沥青混合料放 出， 并用热矿料搅拌 ： 姜英俊 ， 等： 现浇沥青混凝土心墙技术在水库除险工程中的应用 第 1 期 清理 ， 防止沥青混合料凝固在搅拌机 内。 4 沥青混凝土心墙的浇筑 有 以下 5点要求 ： 1 ) 混凝土预制块砌筑前必须用铁刷除去与沥青 混凝土接触面的浮灰 ， 并在干燥 的条件 下刷上冷底 子油 ， 待冷底子油 中的稀释剂( 汽油或煤油 ) 挥发后 ， 方可砌筑。 砌筑预制块 时， 应用坐浆法错缝砌筑 ， 每次一至 二层 ， 砌筑后应平 稳顺直 ， 砌 筑缝应 确保 沥青砂 浆 饱满。 2 ) 必须做好沥青混凝土心墙与刚性建筑物间的 的连接 ， 将工作 面清理干净 ， 干燥 后涂刷冷底 子油 ， 待冷底子油 中的稀释剂 ( 汽油或煤油) 挥发后 ， 方 可 浇筑沥青混凝土 。 3 ) 浇筑沥青混凝土时 ， 应将原来沥青混凝 土表 面清理干净 ， 并用 高压 风吹掉 沥青混凝土表面 的尘 土 、 浮渣 、 杂物等 。如果沥青混凝 土运输距离较远 ， 可能出现离析现象， 浇筑入仓前应做辅助搅拌 ， 并严 禁集 中一处 下料 ， 每层浇筑高度控制在2 0 e lIl l 以内， 并用振捣铲等振捣工具振实。 4 ) 沥青混凝土浇 筑温度 ≥1 4 0℃ ， 严 寒季节 施 工应 ≥1 6 0℃ ， 并应减少横 向接缝 ， 横 向接缝 的结合 坡 比为1 ： 3 ， 上下层横 向接缝应相互错开。 5 ) 在沥青混凝 土浇筑接近设计 高程 时， 应将铜 止水安装就位并固定好 ， 在铜止水两侧均 匀下料 ， 并 同时浇筑到设计高程 ， 并将沥青混凝土表面覆盖好 ， 防止杂物污染 已浇筑完毕的沥青混凝土表面 J 。 5 沥青混凝土心墙施工技术管理 有以下 4点要求 ： 1 ) 沥青混凝土心墙施工 ， 应制定质量检验制度 ， 建立工地试验室 ， 对原材料 、 沥青混合料 、 和浇筑后 的沥青混凝土进行质量检验。 施工过程中加强工序、 工艺控制， 做好施工原始 记录( 如施工部位 、 高程、 桩号 、 施工 日期 、 配合 比、 实 验人员等) ， 并及时整理分类归档。 2 ) 沥青运到工地后 ， 由工地试验室取样 ， 对针入 度、 软化点、 延伸度等技术指标进行检验， 以保证技 术指标符合设计 、 规范要求 。 每批砂石料应按 各项技术指标进行 自检 ， 检验 合格后方能使用 。施工生产 时应每天对骨料进行检 验 ， 根据骨料的各项指标不同及时调整配合 比。 3 ) 沥青混凝土制备过程 中， 应派专人随时监测 沥青 、 骨料 、 沥青混合料 的温度 ， 控 制好各工序加热 温度和出机时时沥青混凝土 的温度 ， 注意观察 出机 后沥青混合料的外观质量， 如发现有花白料， 时稀时 稠或出黄烟现象 ， 应 立即查明原 因， 及 时调整消除， 以保证施工质量。 4 ) 浇筑沥青混凝 土心墙前 ， 应对混凝土砌块立 模的中心线 、 心壁厚度进行校核， 使各项技术指标符 合实际要求 j 。 6 施工经验 与建议 总结出 6点经验与建议 ： 1 ) 沥青混凝土 防渗墙施工系高温作业 ， 必须 注 意安全 ， 订立安全制度 ， 对施工人员进行安全教育及 技术交底 ， 经常进行安全检查 ， 防止事故发生。 2 ) 凡对沥青有过敏反应 的人 ， 不能参加沥青混 凝土施工。 3 ) 进行沥青混凝土施工人员 的劳动保护品必须 发放到位， 施工现场应备有柴油、 棉纱、 防护手套、 防 护眼镜等用品。 4 ) 在沥青、 骨料及沥青拌合物加热过程中， 要有 防污、 防火、 防爆措施， 并配备足够的消防器材。 5 ) 在雨季施工时， 应及 时对骨料进行覆盖 ， 防止 因雨水淋湿骨料 ， 延长骨料加热脱水时间， 影 响施工 进度 。 6 ) 沥青混凝土浇筑后的成品应及时覆盖， 避免 阳光照射 ， 因现浇沥青混凝土软化点低 ， 阳光长时间 照射 ， 沥青混凝土软化后会发生流淌等现象 ， 不利于 成品保护。 参考文献 ： [ 1 ] 张怀生 ．水工沥青混凝土[ S ] ．北京 ： 中国水利水电出版 社 ， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 李亚杰， 方坤河 ．建筑材料： 第五版[ M] ． 北京 ： 中国水利 水电出版社， 2 0 0 7 ． [ 3 ] 王德库， 金正浩 ．土石坝沥青混凝土防渗心墙施工技术 [ M] ．北京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 6 ． [ 4 ] 岳跃真， 郝巨涛 ， 等 ．水工沥青混凝土防渗技术[ M] ． 北 京 ： 化学工 、 出版社 ， 2 0 0 6 ． 一 9 3 —