現澆瀝青混凝土心墻技術在水庫除險工程中的應用

姜英俊，柳沂波，郭友文

(1.黑龍江省水利工程建設局，哈爾濱 150081；2.虎林市邊境河流堤岸管理站，黑龍江 虎林 158400)

現澆瀝青混凝土心墻技術在水庫除險工程中的應用

姜英俊1，柳沂波2，郭友文1

(1.黑龍江省水利工程建設局，哈爾濱 150081；2.虎林市邊境河流堤岸管理站，黑龍江 虎林 158400)

水庫除險加固工程中，為提高壩體抗滲性能，常增設心墻。文章結合哈拉臺河水庫除險加固中現澆瀝青混凝土心墻施工實際，闡述了使用材料的基本要求，冷底子油的配置，瀝青混凝土的制備與拌合等工藝流程要求。介紹了瀝青混凝土心墻的澆筑技巧與施工管理技術，并總結出6點施工經驗與建議。

水庫消險；石壩心墻；現澆技術；瀝青混凝土；施工應用

1 工程概況

哈拉臺河水庫位于黑河市境內的公別拉河中游右側一級支流哈拉臺河上，在黑河市西南部，距黑河市62km，是一座以供水為主，兼顧防洪、水產養殖等綜合利用的小(1)型水庫。

工程等別為IV等，主要建筑物等級為4級，次要建筑物為5級。主要建筑物按50a一遇洪水設計，100a一遇洪水校核，臨時建筑物按10a一遇洪水設計。

攔河壩為瀝青混凝土心墻堆石壩，壩長400m，加固后壩頂寬度4m。上游坡比1∶1.6，下游坡比1∶1.6，壩頂設防浪墻，墻高1.2m，墻頂高程348.9m，瀝青混凝土心墻頂高程345.7m，壩基采用帷幕灌漿處理。

2 使用材料的基本要求

材料的基本要求主要有7個方面：

2.1 瀝青混凝土

2.1.1 瀝青混凝土配合比

粗骨料14%，中骨料34%，細骨料40%，石粉(礦粉)12%，瀝青12%。

其中：瀝青占礦物混合料的12%，骨料為石灰石，瀝青大慶110#石油瀝青。

2.1.2 瀝青砂漿配合比

瀝青：石粉：細骨料為1∶1∶3。

2.1.3 冷底子油配合比

瀝青30%、汽油或柴油70%。

2.1.4 礦料級配

粗骨料20～30mm；中骨料10～20mm；細骨料0.6～10mm；石粉0.075～0.6mm。

2.1.5 瀝青混凝土指標要求

容重>2.4kN/m3，孔隙率<3%，滲透系數≤1×10-7cm/s，滲透破壞比降>300，馬歇爾穩定性(600，N)>5000，馬歇爾流值(1/100cm)30～110，水穩定系數≥0.85[1]。

2.2 瀝青的運輸與保管

有以下3點內容：

1)對桶裝瀝青應碼放整齊，裝卸時應防止硬摔硬碰，防止瀝青外流。

2)對灌裝瀝青，運輸與儲備的設備應有加熱裝置或措施。

3)避免雜質的侵入和水分侵入，存放場地迎加強防火措施，并適當的靠近瀝青混凝土拌制場地，減少瀝青的二次運輸。

2.3 冷底子油的配制

先將瀝青加熱到110～130℃，然后冷卻至70～90℃，在不斷攪拌下以細流狀加入溶劑，直至瀝青全部溶解。

稀釋瀝青的閃火點低，在配制與使用時要特別注意防火。

2.4 碎石骨料加工

碎石骨料加工，應采用堅硬新鮮的石灰巖，不得混入酸性碎石，不得使用風化巖加工。碳酸鹽含量應>95%。

2.4.1 粗骨料

要求質地堅硬、新鮮，不因和加熱引起性質變化，吸水率≤3%；含泥量≤0.5%；耐久性好，用硫酸鈉法干濕循環5次，重量損失<12%；黏附型號，與瀝青混凝土的黏附力應≥4級，且級配良好。

2.4.2 細骨料

要求質地堅硬，不因和加熱引起性質變化，不含有機質和其他物質，天然砂含泥量≤2%；耐久性好，用硫酸鈉法干濕循環5次，重量損失<15%；水穩定等級≥6級，且級配良好[2]。

2.5 骨料的堆存

有以下5點內容：

1)骨料的堆存要便于裝卸，并盡量靠近瀝青混凝土拌合場地。

2)堆放場地應進行平整，對松土地面還應壓實，加設水泥砂漿抹面，做到排水暢通。

3)砂與粗骨料應分別堆放，防止混雜。

4)砂的存儲必須要有防御設施，加熱前含水率≤4%，堆存時應采取措施防止分離。

5)存儲量應滿足施工要求。

2.6 石粉的技術要求

石粉及其顆粒組成應符合以下規定：0.075mm篩孔通過率80%以上，0.15mm篩孔通過率90%以上。

2.7 瀝青混凝土各種拌合物的加熱溫度

石粉加熱到100℃，粗、細骨料加熱180～200℃，瀝青加熱160～180℃，瀝青混凝土出機溫度為160～180℃，瀝青混凝土澆筑溫度為140～160℃。

3 瀝青混凝土的制備與拌合

瀝青混凝土的制備與拌合包括4個方面：

3.1 拌合場地的設備

1)瀝青混凝土拌合場地應盡量選擇靠近鋪筑現場，以減少瀝青混合料的溫度損失與分離，并便于施工管理。

2)在工地開挖爆破區之外，遠離易燃品倉庫，不受洪水威脅，排水條件良好，

3)在壩的下風處，保持壩面作業的良好環境。

4)遠離生活區，有利于防火及環境衛生。

5)瀝青混凝土的拌合設備，其生產能力應滿足鋪筑高峰強度的要求并有備用容量。

拌合場地應根據地形合理布置，使各工序能緊密銜接，互相協調，減少溫度損失，充分發揮機械效能，保證施工質量。

3.2 對瀝青的要求

1)瀝青的熔化、脫水和加熱必須有防風、防雨、防火設施。

2)瀝青脫水后的溫度應根據瀝青混凝土拌合的出機溫度而定，一般情況下石油瀝青的加熱溫度≤180℃，在加熱鍋內停留≤6h。

3)在用燃油鍋加熱瀝青時，應調好風門及油門壓力，使油嘴噴出的油成霧狀并充分燃燒。開機點火時，應先開風門后開油門，停機時應先關油門后關風門，經常檢查油路、風路，嚴防因管道泄漏燃油發生火災。

4)應適時清理瀝青加熱鍋底，以免沉淀物積聚，引氣鍋底過熱而熔裂或引起鍋內瀝青燃燒。

3.3 對骨料的要求

1)骨料的烘干、加熱宜用內熱式加熱滾筒進行，加熱滾筒傾角的大小應根據礦料加溫熱度通過實驗確定，一般在3～5℃間選擇。

2)骨料的加熱溫度，應根據瀝青混凝土拌合的出機溫度確定，但骨料溫度不應比瀝青溫度高20℃。

3)礦料均按重量配料，各種原材料均已干燥狀態為標準。

3.4 瀝青混凝土的拌制

1)拌制瀝青混凝土的加料次序為：先粗后細。

2)拌合時間：骨料與填料拌制15～25s后，再加入瀝青拌合，要求拌和均勻，拌合時間一般為2～3min。

3)瀝青混凝土拌合出機溫度，一般控制在150～170℃，同時應滿足不同季節澆筑要求，但最高不得超190℃。

4)在攪拌機停機前，應用熱礦料攪拌并清理干凈攪拌機。

5)當因機械故障或其它原因停機超30min時，應將攪拌機內的瀝青混合料放出，并用熱礦料攪拌清理，防止瀝青混合料凝固在攪拌機內。

4 瀝青混凝土心墻的澆筑

有以下5點要求：

1)混凝土預制塊砌筑前必須用鐵刷除去與瀝青混凝土接觸面的浮灰，并在干燥的條件下刷上冷底子油，待冷底子油中的稀釋劑(汽油或煤油)揮發后，方可砌筑。

砌筑預制塊時，應用坐漿法錯縫砌筑，每次一至二層，砌筑后應平穩順直，砌筑縫應確保瀝青砂漿飽滿。

2)必須做好瀝青混凝土心墻與剛性建筑物間的的連接，將工作面清理干凈，干燥后涂刷冷底子油，待冷底子油中的稀釋劑(汽油或煤油)揮發后，方可澆筑瀝青混凝土。

3)澆筑瀝青混凝土時，應將原來瀝青混凝土表面清理干凈，并用高壓風吹掉瀝青混凝土表面的塵土、浮渣、雜物等。如果瀝青混凝土運輸距離較遠，可能出現離析現象，澆筑入倉前應做輔助攪拌，并嚴禁集中一處下料，每層澆筑高度控制在20cm以內，并用振搗鏟等振搗工具振實。

4)瀝青混凝土澆筑溫度≥140℃，嚴寒季節施工應≥160℃，并應減少橫向接縫，橫向接縫的結合坡比為1∶3，上下層橫向接縫應相互錯開。

5)在瀝青混凝土澆筑接近設計高程時，應將銅止水安裝就位并固定好，在銅止水兩側均勻下料，并同時澆筑到設計高程，并將瀝青混凝土表面覆蓋好，防止雜物污染已澆筑完畢的瀝青混凝土表面[3]。

5 瀝青混凝土心墻施工技術管理

有以下4點要求：

1)瀝青混凝土心墻施工，應制定質量檢驗制度，建立工地試驗室，對原材料、瀝青混合料、和澆筑后的瀝青混凝土進行質量檢驗。

施工過程中加強工序、工藝控制，做好施工原始記錄(如施工部位、高程、樁號、施工日期、配合比、實驗人員等)，并及時整理分類歸檔。

2)瀝青運到工地后，由工地試驗室取樣，對針入度、軟化點、延伸度等技術指標進行檢驗，以保證技術指標符合設計、規范要求。

每批砂石料應按各項技術指標進行自檢，檢驗合格后方能使用。施工生產時應每天對骨料進行檢驗，根據骨料的各項指標不同及時調整配合比。

3)瀝青混凝土制備過程中，應派專人隨時監測瀝青、骨料、瀝青混合料的溫度，控制好各工序加熱溫度和出機時時瀝青混凝土的溫度，注意觀察出機后瀝青混合料的外觀質量，如發現有花白料，時稀時稠或出黃煙現象，應立即查明原因，及時調整消除，以保證施工質量。

4)澆筑瀝青混凝土心墻前，應對混凝土砌塊立模的中心線、心壁厚度進行校核，使各項技術指標符合實際要求[4]。

6 施工經驗與建議

總結出6點經驗與建議：

1)瀝青混凝土防滲墻施工系高溫作業，必須注意安全，訂立安全制度，對施工人員進行安全教育及技術交底，經常進行安全檢查，防止事故發生。

2)凡對瀝青有過敏反應的人，不能參加瀝青混凝土施工。

3)進行瀝青混凝土施工人員的勞動保護品必須發放到位，施工現場應備有柴油、棉紗、防護手套、防護眼鏡等用品。

4)在瀝青、骨料及瀝青拌合物加熱過程中，要有防污、防火、防爆措施，并配備足夠的消防器材。

5)在雨季施工時，應及時對骨料進行覆蓋，防止因雨水淋濕骨料，延長骨料加熱脫水時間，影響施工進度。

6)瀝青混凝土澆筑后的成品應及時覆蓋，避免陽光照射，因現澆瀝青混凝土軟化點低，陽光長時間照射，瀝青混凝土軟化后會發生流淌等現象，不利于成品保護。

[1]張懷生.水工瀝青混凝土[S].北京：中國水利水電出版社，2004.

[2]李亞杰，方坤河.建筑材料：第五版[M].北京：中國水利水電出版社，2007.

[3]王德庫，金正浩.土石壩瀝青混凝土防滲心墻施工技術[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[4]岳躍真，郝巨濤，等.水工瀝青混凝土防滲技術[M].北京：化學工業出版社，2006.

1007-7596(2014)01-0091-03

2013-07-09

姜英俊(1959-)，男，黑龍江哈爾濱人，高級工程師；柳沂波(1982-)，男，黑龍江虎林人，助理工程師；郭友文(1972-)，男，黑龍江哈爾濱人，高級工程師。

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