浇筑式沥青混凝土心墙施工技术.pdf

第 4 6卷第 l 期 2 0 1 0年 1月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 Ga n s u W a t e r Co n s e r v a nc y a n d Hy d r o p o we r Te c h n o l o g y Vo 1 4 6 No 1 J a n ， 2 0 1 0 施工技术 浇筑式沥青混凝土心墙施工技术 王志 臣 。 林峰 ( 1 葛洲坝集团项 目管理有限公司 ， 湖北 宜昌4 4 3 0 0 2 ： 2 新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 ， 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 0 ) 摘要 ： 新疆某工程副坝浇筑式沥青混凝土心墙有效施工时间短、 强度大、 气候条件恶劣， 通过配合比确定， 沥青混凝 土制备、 摊铺 、 浇筑形式及工艺的选择都十分重要， 而且对每层压实后的沥青混凝土均进行质量检验。 为严寒地区 浇筑式沥青混凝土心墙施工积累了经验。 关键词： 严寒地区； 浇筑式沥青混凝土心墙； 施工技术； 质量检验 中图分类号： T V 5 4 4 9 2 4 文献标识码 ： B 1概 述 新疆某水利枢纽工程等别为 I 等工程，工程规模为大 ( 1 ) 型。主要建筑物大坝 、 1 、 副坝、 泄水建筑物为 1 级 建筑 物； 1 副坝及 2 副坝坝顶 高程均为 7 4 6 7 0 m， 1 副坝最 大坝 高 l 6 7 i n ， 2 副坝最大坝 高 2 3 2 m， 坝顶宽度均为 1 0 m， 坝 顶上游侧设防撞护栏 ， 下游侧设混凝土护栏。坝顶采用 混凝 土路面， 路 面净宽 9 3 m， 厚 0 3 m 。副坝平面布置见图 1 。 图 1 副坝平面布置图 副坝位于主坝右岸级阶地， 包括 1 副坝及 2 副坝， 均 为浇筑 式沥青? 昆凝土心墙 坝 ， 1 副坝坝顶 长度 1 5 0 0 m， 最 大坝高 1 6 7 0 m； 2 副坝坝顶长度 5 O 0 0 m， 最大坝高 2 3 2 0 m。 2 副坝结构及布置 副坝上游坝坡为 1 ： 2 ， 下游坝坡为 1 ： 1 7 。上游采用 现浇 C 3 0 F 3 0 0混凝土护坡 ， 护坡厚 0 2 0 m， 分块尺寸 3 5 mx 3 5 I n ， 每块护坡板设置4个孑 L 径为 1 5 0 mm的排水孔。 下游 坝坡采用干砌石护坡 ， 护坡厚 0 3 m。沥青混凝土心墙 为垂 直式， 墙体轴线偏向上游 ， 距坝轴线 3 0 m。沥青混凝土心墙 的厚度 0 5 m， 等厚布置。在底 部加厚心墙与基座混凝 土连 接 。沥青 混凝 土心墙顶部高程为 7 4 6 2 m。在心墙两侧设置 过 渡层 ， 水平 宽度 上 、 下游均为 2 0 m。过渡料 填筑至 高程 7 44 7 m， 底部 坐于混凝 土盖板上 ， 采 用级配连续 、 最 大粒 径 为 8 0 m m的 C 料场砂砾石料 。 坝壳料主要采用副坝及 道路 开挖石渣料填筑 ( 不足部分 采用枢纽弃碴场石渣料 ) ， 高程 7 4 4 7 m以上采用 c 料场 砂砾石料填筑。 沥青混凝土心墙防渗体开挖 至弱风化基岩建 基 面上 ， 在建 基面上浇 筑厚 1 0 m、 底 宽 4 0 m的 C 2 0混凝 土基座 ， 将基岩与沥青混凝土防渗体连为一体 。基座混凝土 采用 高抗硫酸盐水泥。 在心墙混凝土基座范围内进行铺盖式 固结灌浆 ， 共设 2 排 ( 中间 2 排 由帷幕灌浆兼顾 ) ， 孑 L 距 2 m， 灌浆深度为 5 m， 固结灌浆孑 L 均布置成梅花形。帷幕灌浆布 置在混凝土基座中部 ， 共设 2排 ， 排距 1 2 m， 孔距 1 5 m， 防 渗帷幕深入 3 L u 线 以下 5 m。 F 断层处理 ： 心墙基础底部开挖 至弱风化层底部 ； 增大 混凝土基座 宽度 ， 混凝土基座宽度 为 6 m， 并 在基座底部设 钢筋网 ； 增加 固结灌浆排数和深度 ， 固灌共 设 4 排 ( 中间 2 排 由帷幕灌浆兼顾 ) ， 孑 L 距 2 m， 孑 L 深 8 m。灌浆水 泥均采用 高 抗硫酸盐水泥。 3 沥青混凝土配合 比确定 3 1 沥青混凝土原材料 沥青： 选用克拉玛依 A H 9 0重交通道路沥青 ， 指标见 表 l 。 粗骨料选用 P 3料场灰岩骨料( 2 3 6 2 0 mm) ， 各项指标 满足沥青混凝土要求 ；细骨料 ( 粒径 2 3 6 0 0 7 4 m m)选用 C 1 2 料场 天然砂 ； 填料选用天山 P 0 4 2 5 普硅水 泥 ， 技术要求 见表 2 。 含水率 0 5 ， 不含有机质、 泥土等杂质， 无结块团粒 ， 收稿 臼期 ： 2 0 0 9 1 2 - 2 5 作者简介 ： 王志臣( 1 9 7 4 一 ) ， 男 ， 甘肃岷县人 ， 高级工程师 ， 硕士 ， 主要从事项 目管理 。 第 l 期 王志臣 等 ： 浇筑式沥青混凝土心墙施工技术 第 4 6卷 表 1 沥青特性指标 项 目名称 指标 针入度 ( 2 5 ， 0 1 m m) 软化点环球法代 延度 e ra 脆点， 含腊量 密度( 2 5) g c m 。 溶解度 含水量 闪点 软化点升高 薄膜烘箱试验 延度 针入度比 质量损失 23 0 7 5 l 亲水系数 1 0 。 3 2 沥青配合 比选定 通过室内试验 、 室外浇筑试验和生产性试验最终确定沥 青混凝土配合 比( 表 3 ) 。 表 3 浇筑式沥青混凝土配合 比 丰 于 料名称 粗 料 细骨料 矿粉沥青 含量 沥青砂浆2 0 l 6 1 6 9 6 9 6 4 ，7 5 4 7 5 2 3 6 沥青混凝土5 0 1 4 4 1 5 0 1 1 7 2 9 5 l 44 1 0 3 3沥青混凝士心墙技术指标 副坝沥青心墙混凝土要求有 良好 的防渗性 、低温抗裂 性， 渗透系数不大于 1 1 0 。 e m s ， 水稳定系数不小于 0 8 5 ， 抗 流变性能好 ， 具体指标见表 4 。 表 4 浇筑式沥青混凝土心墙技术指标 4 浇筑式沥青混凝土施工技术 4 1 沥青混凝土拌制 沥青混凝土拌 和系统采用 L B l O o O型拌 和站 ， 设在 1 副 坝与 2 副坝之间下游侧 ， 距离浇筑工作面运距 4 o 【 ) 一 1 O o o n ， ： 拌和站设 8 o O m a 骨料堆放场 和 2 0 o m ! 固体 沥青堆放场：沥 青经过溶化、 脱水( 溶化、 脱水温度控制在 1 1 O 一 1 3 0 ， 使水 份充分溢 出( 0 5 1 0 h ) ， 不再 冒泡 ) 处理后进人沥青 JJ I】 热 温罐， 继续加至 1 5 0 1 7 0， 保持恒温， 但恒温时间 趋过 6 h 。 骨料加热采用干燥筒 ， 各种不同粒径 的骨料计量后进入 燃油式干燥筒 ， 加热 3 5 mi n ， 温度控制在 1 7 5 1 8 5 ： ， 八料 顺序为先人砂子再加粗骨料 。 加热好的骨料卸入搅拌锅 舌直 接加入称量的填料干拌 1 5 3 0 S ， 再加入热沥青湿拌 4 5 6 0 s ， 混合料 出机 口温度控 制在 1 4 o 1 7 5， 要求拌和均匀 ， 无纥 白料，拌制好的混合料由拌和锅直接卸入 3 0 I n 装载饥运 输至浇筑现场。 4 2 沥青混凝土心墙浇筑 沥青混凝土心墙浇筑与过渡料填筑工序为 ： 立横一过渡 带铺填 、 碾压一 浇筑 沥青混凝土一拆模一取样合格一转 入下 道工序。 ( 1 )混凝土基础面处理 ： 与沥青混凝土相接 的水泥混凝 土面必须表 面平整 、 粗糙 、 采用人工凿毛配合高压风枪处 ， 将表面的浮浆 、 乳皮 、 废渣等全部清除干净 ， 潮湿部位用汽油 喷灯烘干 、 保证混凝土表面 的干燥清 洁， 以保证水 泥混凝土 和沥青混凝 土上下层 良好的结合 。 ( 2 )刷底子油 ： 在干燥清洁 的混凝土面上人工涂刷两避 冷底子 油 ， 涂刷均 匀 ， 无 遗漏空 白。冷底油配合 比： 沥青 ： 汽 N= 3 ： 7 ( 重 量 比 ) 。 ( 3 )沥青马蹄脂 涂抹 ： 待 冷底子油 田化后 ， 涂抹 一层 2 c m厚 的沥青玛碲脂 。 沥青玛碲脂配 比为 ： 沥青：矿粉： 人工砂： 1 ： 2 ： 2。 ( 4 )模板 的架立 ： 钢模采用 5 m m的钢板制作 ， 单块摸 板长 1 2 5 C l n ， 高 4 5 C n l ， 模板 的宽度 控制 阳支撑 采 用 4 ( j m mx 4 0 m m x 6 m m角钢 制成的卡件进行两侧钢模顶 酃 之 撑 ， 每根卡件用切割机锯槽 ， 分刖制作 0 5 m宽度 的 卜 扣 ， 力 了防止基础层热 、 软 而造成模板下沉 ， 采用热钢筋的办法 镪 筋长 7 0 c ， n ， 两端有 1 0 e m放在压实 的过渡料 上， 且在 5 0 c m的两端焊有长 5 c m的挡筋 ， 防止模板 向里滑动 卡 邻 两块模板搭接长度不 小于 5 C I I I 每层立模前测量放线 保 证模板 安装 尺寸准确 ，模板 的中心线 的偏 差控制 征 5 m 以内， 定位 后的钢模距离心墙 【 J 心线的偏差不大于 5 ( 5 )过渡料铺筑及压实 ： 模板立好后 ， 外删 2 n l 范 J IJ 用人工配合装 载机进行过渡料铺 填， 两侧平起填筑 。靠 横 板部位的过渡料避免产生砾石集 中， 对砾石集中部位 人： 整理。过渡料每层压实厚为 2 0 c m， 压实采用 1 2 t 振动联 碾压 8 l 0 遍 。 过渡料与堆石料接缝部位采用 1 8 l 振动瑕骑 缝碾压 ， 搭接宽度不少于 2 0 c m。过渡料 【 nj 填 2 层沥青心墙 浇筑一层。为了使沥青心墙表面保持干净 ， 在浇筑前 H 衫条 布覆盖好仓面 ， 以防填筑料污染沥青心墙 。设备过心墙采f 乃 3 8 h i m厚钢板搭桥。 ( 6 )沥青混凝 土结合层的处理 ： 为保证各层结台 紧密 必须遵守的规定包括铺筑上一层时 ， 下层层面( 下转第 5 4 页 一 一 8 2 0 1 0年第 1期 甘肃水利水 电技术 第 4 6卷 装药量 。水工建设 的经验为 ： 孑 L 深大于 1 O m时 ， 底部增 加的 药量 为线装药密度 的 3 倍 5 倍 ，平均分摊在孑 L 底 1 2 m的 长度上。中水七局的经验， 孔底 1 m装药量增加值当孔深大 于 1 0 m时为 2 倍 p ， 。坚硬岩石取大值， 软弱岩石取小值。 结合山 口电站厂房地质特点及实 际爆破效果 ， 选用增加 3 倍 Q 及 中水七局增加 2倍 p 。 ， 从爆破效果看 ， 各项指 标均 欠佳 ， 最终 选定底部 1 m增加 1 倍 9 ， 即调 整为 2 5 Q 。 ； 底部 1 - 2 m段增加 O 5 0 。 ， 即调整为 1 5 p 。 同时 ， 经过爆破 试验 ， 顶 部 1 n l 装药量适 当减少 ， 调整为 0 7 时 ， 爆破无漏斗 出现 ， 爆破效果 最佳。 ( 2 )线装药密度计算 线装药密度 ： 采用岩石极限抗压强度 和炮孔 间距计算线 装约密度 。 = 0 1 8 8 c 0 a 式 巾： c 一岩石极限抗压强度 ( MP a ) ； 一 炮孑 L 间距( c m) 。 本公 式适用于 O e= 2 0 1 5 0 MP a ， a = 4 5 1 2 5 a m时。根据 公式估算， 线装药密度为( 3 0 0 4 0 0 )咖 ， 取中间值 3 5 0咖 。 考虑两侧预裂缝 的延伸共布孑 L 4 2个 ， 同时为 保护下一 层的边坡 ， 确保底部预裂成缝 ， 设计 超钻 0 5 i n ， 预 裂孔 进尺 4 2 x 1 2 5 = 5 2 5 in ， 线装药 密度控 制在 3 0 0 4 0 0 g m， 预裂 孔总 装药量估算 为 5 2 5 x 0 3 5 = 1 8 3 7 5 k g 。 调整装药量( 堵塞长度取 1 i n ) ： A l = 2 5 0 l= 2 5 x 3 5 0 = 8 7 5 g m 1 5 Q t = 1 5 x 3 5 0 = 5 2 5 g m l F O 7 0 l= 0 7 x 3 5 0 = 2 4 5 g m 调整后总装药量为 ： ( 2 5 0 + 1 5 0 + 8 5 0 -+ 0 7 Q - ) x 4 2 = 1 3 2 x O 4 x 4 2 = 1 9 4 0 4 k g ， 即为总装药量 。堵 塞长度取 1 r t l 。 2 2 4 装药结构 装 药结构形式有两种分别为药 串及连续装药 。 由于 目前 我国尚未研制出低爆速 、 高传爆性能炸药 ， 故采用药 串形式 ， 将 P 3 5 12 1 药卷 ， 按设计 Q线要求绑在导爆索和竹片上 ， 间 隙装药。 药包放入炮孔时， 尽可能放在孑 L 中间( 不耦合原理) ， 避免与孔壁接触 ， 并将竹片面靠保护岩面一侧 ， 以加强对 预 裂面的保护。 2 2 5 起爆 网络 采用导爆索( 分段并联 ： 将联接每个药包的每段传爆线 与另外一根传爆线( 主线) 联接起来) 、 非电塑料导爆管雷管 组成非电毫秒微差起爆网络。 3 爆破效果 预裂孑 L 起爆 后孔 口岩体较 完整处 预裂缝宽 2 4 a m， 岩 体地质结构面较发育处预裂缝宽 1 0 c m左右。大面岩体挖 除之后观测 1 2 m高倾斜预裂面， 对地质结构面较发育处半 孔率达到 8 5 左右， 岩体较完整处半孔率达 9 8 左右 ， 预裂 面起伏差小于 7 a m， 炮孑 L 壁没发现爆破裂隙， 预裂面平整美 观 ， 爆破 效果较理想 。 4结语 在 山 12 1 厂房基坑开挖中 ， 平 整度控制较 好 ， 避 免了欠挖 处 理和超挖回填 。 ( 1 )重视钻孔质量 。因孔距较密 ， 稍一 疏忽就会 造成孔 与孔相交使炸药量过于集中而炸坏保留岩体， 或造成孔与孔 轴线成 “ 八” 字形 ， 使炸药 量相对 较小而 导致预 裂缝不能 形 成。该 预裂工程 由于非常重视钻孔质量 ， 预裂孑 L 轴线无相交 现象。 ( 2 )孔内装药量随前一次爆破效果等情况对爆破参数 做适 当调整 ， 不断优化、 改进。 ( 3 )深孔爆破 中起爆 网路 的可靠性是 保证爆破 安全的 关键 。 ( 4 )爆破应严格按 照爆破规范进行 ， 当爆 区附近有建筑 物时应对爆区临近建筑物等进行爆破安全验算 ， 确保爆区周 边建筑物等的安全。 参考文献 ： 1 李翼琪 爆炸力学 M 北京 ： 科学出版社 ， 1 9 9 2 2 李 文全 爆破原理及应用 M 大连 ： 大连出版社 ， 1 9 9 7 3 张奇 预裂和光面爆 破的装药量 问题 R 长沙 ： 长沙矿 山设 计院 ， 1 9 8 8 4 郭进平 ， 聂兴信 新编爆破工程实用技术大全 M 北京 ： 光 明 日 报出版社 ， 2 0 0 2 ； 不 乖 不 乖 出 钎 钎 希 出 出 尔出 尔 尔 铞 绵 I 上接 第 4 9页) 必须干燥 、 洁净 ； 上下层 的施工间隔时间根据 场气 候、 施工条件及设计要求 确定 ； 对温度低 于设计要 求 的层 ， 应用喷灯加热至设计值后， 及时浇筑。 ( 7 )沥青混凝土运输 ：沥青混合料的运输采用 3 0 m 装载机运输方式。装载机斗涂抹一层防粘剂。 ( 8 )沥青混凝土人仓： 热沥青混凝土入仓前温度控制按 设计要求， 人工平仓 ， 用钢筋棒插振捣密实， 每层浇筑厚度 0 4 m，由最低处开始 向上逐层浇筑 。沥青混凝 土心墙应力求全线 均衡上升。分段间的模缝，应把接缝处的松散沥青混凝土铲 掉， 做成坡面， 施工缝应按以下规定处理： 做成缓于 1 ：4的坡 面 ； 上下层施工缝应错开 ， 错距不小 于 4 m； 对受灰尘等污染 的条幅边缘， 应清扫干净， 污染严重地区， 应全部铲除； 对温度 低于设计要求的坡面 ， 用喷灯加热至设计值后 ， 及时浇筑。 ( 9 )脱模 ： 沥青混凝土入仓浇筑后， 在 3 0 4 5 m i n以内 提出模板 。 两边模板同时垂直提升 ， 为防止提升时粘模 ， 浇筑 前在模板 内侧用胶带粘接牛皮纸 。 提升时将粘在模板上 的沥 青混凝土及时清理铲掉。 脱模 时需要注意事项包括一是 提模 时不能用力过猛； 二是不能拖延时间太长， 防止在提模过程 中拉开结合面而无法 自愈。 5 结语 本工程沥青混凝土心墙施工单元工程合格率 1 0 0 、 优 良率 9 5 以上。是我国又一次在高纬度严寒地区进行浇筑 式沥青混凝土心墙施工 的成功事例( 尼尔基及冶勒水利枢纽 均为碾压式心墙) ， 为国内在严寒地区进行浇筑式沥青混凝 土心墙施工积累了宝贵 的经验。 参考 文献 ： 1 祁世京 土石 坝碾 压式沥青混凝 土心墙施 工技术 M 北京 ： 中 国水利水 电出版社 ， 2 0 0 0