土石坝沥青混凝土防渗心墙的施工技术及质量控制.pdf

水利技术监督 2 0 1 4年第2期 土石坝沥青混凝土防渗心墙的 施工技 术及质量控制 李 红娜 ( 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】 沥青混凝土防渗墙具有结构简单、施工速度快等特点，其 良好的防渗性能和柔性能适应坝体的沉陷 变形，并且还具有一定的自愈能力，是一种较为安全合理的防渗结构，己得到广泛的应用。作者根 据多年的工程实践经验，主要介绍了沥青混凝土防渗心墙的碾压、浇筑和振捣三种施工技术，并且 对施工后防渗心墙的质量检验与控制进行了详细描述，总结沥青混凝土防渗心墙从施工到质量控制 等环节的注意事项。 【 关键词】 沥青；混凝土；碾压；浇筑：振捣；检验；控制 D O I 编码 】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 4 0 2 0 0 3 【 中图分类号】 T V 5 4 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8 1 3 0 5( 2 0 1 4 )0 2 0 0 0 8 - 0 3 沥青混凝土防渗心墙最早开始于 1 9 4 9年葡萄 牙建设的瓦勒 多 盖奥坝，而我国从引进这项技术 至今，已经陆续修建了几十座沥青混凝土防渗墙工 程，随着我 国对于土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙 施工技术和检测技术的 不断完善 ，相关标准和规 范都己出台，这些举措都标志着我国水工沥青混凝 土施工技术已取得了长足进步。 但是碾压式沥青混 凝土防渗心墙冬季施工技术在我 国应用 的时 间还 不长 ，还 需要进行更加系统的完善。 1 沥青混凝土防渗心墙的碾压施工 1 1常温下碾压施工 碾压施工前控制好材料的碾压温度，一般来说 混合料的温度宜保持在 1 5 0 左右 ，还要确保沥青 混凝土混合料不会 出现粘碾 、陷碾 的情况 以及施工 后的压实性要求。因为过渡料 的压实系数要高于沥 青混凝土混合料的缘故， 所以， 为 了保证碾压质量， 8 。 当混合料进行贴缝碾压 ，混合料 的摊铺厚度要比沥 青混凝土混合料高 3 c m左右 。 当心墙 施工完 毕后 ，严禁各种机械直接跨过 心墙 。同时为 了防止 心墙局部受到破坏 ，禁止使 用大型机械在心墙两侧 2 m范围内压实各种坝壳 填筑料。心墙两侧 的过渡层料应 同时铺填压实 ， 防止钢模板 移动。如果沥青混凝土混合料在施工 过程 中遇 到下雨或 降雪等 不利情况 ，要及时停止 摊铺作业，并采用铺防雨布或其他覆盖材料遮盖 沥青混凝土混合料 。 例如某大坝沥青混凝土 防渗心墙是采用双轮 振动碾和振动碾进行错位碾压的，振动碾 的行走速 度控制在 3 0 m m i n左右 ，温度为 1 4 0 1 5 0 ，先 静碾 2 3次，再振动碾压 7次，最后进行静碾 2 次压平至光亮 。为了保证施工质量 ，振动碾压过程 作者简介：李红娜 ( 1 9 8 0年一 )，女，新疆乌鲁木齐人 ，工程师。 水利技术监督 2 0 1 4 年第 2 期 是严禁突然停止或者横跨心墙碾压的，一般采用小 型振动夯对振动碾碾压不到的地方进行夯实。 对于 摊铺机摊铺不到的位置，采用反铲机进行补料 ，并 且用小型推土机摊平 。 1 2低温下碾压施工 在气温 0 以下时，如果不采取措施进行保温 就对沥青混凝土进行施工，则容 易造成热沥青混凝 土混合料碾压不够密实。为了保证施工质量，当工 程施工所在地温度较低 或者沥青 混凝土 的运输距 离过长时，那么就需要考虑在运输设备上增加具有 保温效果的设施 ，这样可 以确保碾压时材料的温度 满足要求。 如果沥青 混凝 土防渗心墙施工 迫不得 己要停 工时，为了避免沥青混凝土防渗心墙开裂而出现上 下游贯穿裂缝现象，一般是在其表面覆盖保温材料 进行保温。对于沥青混凝土防渗心墙的防冻保护， 覆盖材料往往采用的是干砂等材料，但是材料和覆 盖厚度还是应该按照实际情况来确定。根据多个工 程的实践经验，在 日平均温度 0 5 C、天气晴朗、 白天温度在 5 以上时，不用采取任何保温措施也 可以保证沥青混凝土铺筑的压实度达到相关要求。 2 沥青混凝土防渗心墙的浇筑施工 浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工时，在做好基 面处理的前提下，首先利用配制好的热沥青砂浆沿 轴线砌筑心墙两侧的混凝土切块墙，两墙之间的宽 度就是浇筑式沥青混凝土防渗心墙的宽度 ；切块抗 压强度一般为 2 3 M P a左右 ，弹性模量在 1 8 0 0 M P a 以下；在砌好沥青砂浆水泥混凝土切块墙后，在两 墙之间设置挡板，开始浇筑具有 自密实功能的沥青 混凝土混合料。 沥青混凝土 防渗心墙 的上升高度 一般根据 气 候条件来确定，夏季可 以每天浇筑一层 ，冬季可 以 浇筑两层 ，但每层的高度应控制在 4 0 a m左右。距 心墙 5 0 l O O c m范围内的过渡料在沥青混凝土混合 料凝 固前不允许碾压施工，以免扰动沥青混凝土防 渗心墙快速冷却而产生收缩裂缝。浇筑时沥青混凝 土防渗心墙在冬季施工时，为了避免沥青混凝土表 面温度过低而导致结构出现裂缝，需要在心墙表面 做好保温工作 。 立模衬布或滑膜衬布浇筑式沥青混凝土防渗 心墙施工前，要加工好足够刚度的模板和完成基面 浇筑准备工作 ，根据心墙轴线进行放线，确定钢模 板的位置，心墙两侧的过渡料边铺填边碾压 ，需要 注意确保钢模板支撑结构的安全性，因为它一旦不 牢固，那么将产生大变形和整体错动。 3 沥青混凝土防渗心墙的振捣施工 沥青混凝土防渗心墙在振捣施工之前，必须 采取措施对沥青混凝土基面进行处理 ， 具体如 下。 对 水泥混凝土表面采取刷毛处理 ，另外还要 对其进行除尘和加热处理 ，将冷底子油刷在基面 上 ，准备好热沥青砂浆 ，与此 同时根据心墙的设 计位置进行放线，固定加工好的钢模板和内部支 撑构件 ， 对 心墙两侧 的过渡料一边铺 设一边碾压 ， 施工要求是心墙钢模板不能 出现看得见 的大变形 和过大错动 。一般是采用专用振捣器插入沥青混 凝土混合料 中振动行走 ，而对于大型水利水 电工 程 ，可 以采用机械化程度较高 的摊铺机械进行施 工 以加快施工进度 。 冬季对沥青混凝土防渗心墙振捣施工时，要采 取相应 的保温措施 。例如在- 1 5 对沥青混凝土压 密施工后，在模板左右两边采用铺设过渡料、保温 等方式，检测结果显示芯样孔隙率、抗渗性密和实 度均达到了要求 ，混凝土表面没有 出现收缩裂缝 ， 但是模板两边没有及时铺填过渡料且表面也没有 采取保温措施时 ，密实度和孔隙率可 以满足要求 ， 但抗渗性检测结果不满足要求 。这说 明低温快速冷 却会使沥青结构变疏松。 某水利枢纽工程 主坝采用振捣式沥青混凝土 施工时，在心墙两侧先砌好混凝土预制模板 ，再安 装 7 0 c m宽的止水铜片，分两层往模板内倒料 ，混 合料入仓真大温度不小于 1 5 0 ，先让工人摊平， 再在止水铜片两侧使用小型振捣器对混合料进行 振捣 ，将机器移动速度控制在 1分钟 2 m以内，振 捣直至沥青混凝土表面泛油才停止 ，施工完成后效 果非常好 。 4 沥青混凝土防渗心墙的施工质量控制 4 1沥青混凝土混合料的检验与控制 拌制混合料 时要 严格控制整个过程各工序 的 加热温度和出机温度，还要安排人手专门监测沥 青、矿料和沥青混凝土混合料的温度，对于沥青混 凝土混合料出机时的外观质量也需要认真观察，确 保质量。沥青混凝土混合料制备检验与控制标准如 下表 1所示。 9 水利技术监督 2 0 1 4 年第 2 期 表 1 沥青混凝土混合料制备检验与控制标准 检验 检验场所 检验项 目 检验 目的及标准 检验频次 对象 针入度、软化点、延度 掺配沥青应符合试验规定的要求 如果没有出现特殊情况，检查不能少于 1 沥青 沥青加热罐 次 天 温度 按拌合温度确定 随时监测 计算施工配料单前应抽样检查，每天检查 超逊径、级配 测定实际数值。计算施工配料单 次数应大于一次，连续烘干时，应从热料 粗细骨 热料仓 仓抽样检验 料 温度 按拌合温度确定，控制在比沥青加热 随时监测，间歇烘干时应在加热滚筒出口 温度高 2 O 之内 监测 矿粉 拌合系统矿粉罐 细度 计算施工配料单 必要时进行监测 沥青用量 士O 3 正常生产情况下，每天抽样检验一次以上 粗骨料配合比允许误差5 ，细骨料 矿料级配 配合比允许误差3 ，填料配合比允 正常生产情况下，每天抽样检验一次以上 许误差 1 沥青混 拌合楼出料 口或 马歇尔稳定度和流值 按设计规定的要求 正常生产情况下，每天抽样检验一次以上 合料 铺筑现场 其他指标 ( 如渗透系数、 弯拉 按设计规定的要求 定期进行检验 当现场可钻取规则试样时， 强度、c值等 ) 可不在机口取样检验 色泽均匀、稀稠一致、无花 白料、无 外观检查 混合料出机后 ，随时进行观察 黄烟及其他异常现象 按试拌试铺确定，或根据沥青针入度 温度 随时监测 选定 4 2沥青混凝土施工质量的检验与控制 现场施工沥青混凝土时，要确保模板中心线和 心墙的轴线二者偏差小于 l O m m ， 当对沥青混凝土混 合料进行浇筑时 ，需要检查混合料的温度 、浇筑宽 度和厚度 、外观等 内容，如果发现不符合要求 ，要 采取措施进行质量控制，需要注意对隐蔽部位的检 查，保证机械摊铺的混合料每层的防渗心墙厚度偏 差控制在 l e m上下。 表 2 芯样检测内容及频率 项 目 取芯数量及检测频率 密度 沥青混凝土心墙每升高 3 m左右检测一 孔隙率 次，沿坝轴线每 1 0 0 1 5 0 m布置钻取芯 抗渗指标 样 2组，必要时加密检测次数 马歇尔稳定度、流值等 小梁弯 曲 按设计要求 三轴试验 其他指标 对于沥青混凝土的内在质量检查 ，有无损检测 法和芯样检测法两种，质量评定应 以芯样检测法为 准。钻孔取芯芯样的数量随试验项 目确定，芯样长 度一般不小于 4 5 a m 。 沥青混凝土钻孔取芯的检测 内 容及频率应根据表 2规定开展。 1 O 5 结 语 综上所述，沥青混凝土防渗心墙的施工技术种 类较多，有碾压、浇筑和振捣等多种，各种技术的 施工要求都不尽相 同，沥青混凝土防渗心墙的施工 质量与现场施工人员的操作和实践经验息息相关。 不仅要求施工技术人员有清晰的技术思路 ，还要熟 悉拌合设备、了解原材料性能，并且还要结合现场 情况对施工方法进行综合分析，采用合适的方法保 证施工质量。因此技术人员要不断学习新知识、新 技术、总结现场经验 ，提升 自己的素质水平，才能 更好的为工程服务 。 参考文献 1 刘儒博 寒冷地区碾压式沥青混凝土心墙坝冬季施工关键技术 研究 D 西北农林科技大学， 2 0 1 2 2 崔金铁 土石坝浇筑式沥青混凝土心墙设计与施工技术研究 D 大连理工大 学， 2 0 0 2 3 韩林安 寒冷地区浇筑式沥青混凝 土防渗心墙施工关键技术 研 究 D 西安理工大学， 2 0 0 8 4 马智法， 胡国兴， 郭洪娟， 叶远胜， 陈贵喜， 隋伟 碾压式沥青混 凝 土 防 渗 心 墙 施 工 质 量 控 制 要 点 J 东 北 水 利 水 电， 2 0 0 9 ， 0 5 ： 1 3 1 4 + 2 4 + 7 1 5 廖铁勇 土石坝浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工质量控制初探 J 湖 南水利 水电， 2 0 1 2 ， O 1 ： 3 2 3 5 6 史学武 浅谈沥青混凝土防渗心墙的振捣施工 J 知识经 济， 2 0 1 3 ， 0 5 ： 1 1 1