大壩填筑和瀝青心墻的施工技術探討

孫德剛

（新疆水利水電勘測設計研究院 新疆 烏魯木齊 830000）

瀝青心墻是修建于大壩軸線上游一側的一個完整的不透水薄壁墻體。瀝青混凝土心墻防滲性能好、抗變形能力強，抗震性能好等特點，同時工程造價較為適中，有利于耕地的保護，因此在水利工程中廣泛應用。瀝青混凝土心墻的施工工藝可以分成澆筑法和碾壓法。澆筑法成墻的密實度較低，一般情況下，是適合在50m以下的壩體中使用，因此通常情況下，高壩瀝青混凝土心墻采用的是碾壓式施工工藝。

1 工程概況

本工程為Ⅵ等小（1）型工程，主要建筑物為4級，次要建筑物為5級，臨時建筑物為5級。工程導流標準取5年一遇，相應最大洪峰流量為6.76m3/s；大壩施工期臨時度汛洪水標準為20年一遇，相應洪峰流量為31.6m3/s。

四道溝水庫大壩為瀝青混凝土心墻砂礫石壩，壩型為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩。本工程主要的組成部分包括攔河壩、導流放水隧道、溢洪洞等。攔河壩為碾壓式瀝青混凝土心墻壩。最大的壩長為215m，壩頂高程為1963.18m。導流、放水隧洞兼有導流、防水以及沖砂等作用，布置在右岸山體內。溢洪洞布置在左壩肩。溢洪洞由側槽段、隧洞段以及出口消能段組成。

攔河壩為碾壓式瀝青混凝土心墻壩，最大壩高70.2m；壩長215m。壩頂高程1963.18m，防浪墻頂高程1964.38m，高出壩頂1.2m。大壩上游壩坡取1∶2.25，下游壩坡取1∶1.8，下游壩坡綜合坡度為1∶2.2。碾壓式瀝青混凝土心墻厚度：高程1923.00m以上厚40cm，高程1923.00m～1893.00m厚70cm。高程1893.00m以下本次設計采用厚度為80cm的槽孔混凝土防滲墻。防滲體由瀝青混凝土心墻、槽孔混凝土防滲墻、固結灌漿、帷幕灌漿處理后的穩定基巖組成，壩體固結灌漿為2排，排距為3m，孔距2m，固結灌漿深10m，兩岸坡帷幕灌漿為2排，孔、排距均為2m，帷幕灌漿深度伸入小于5lu區域；河床段帷幕灌漿為1排，孔距為1m，帷幕灌漿深度伸入小于5lu區域。

2 施工方案

在本工程中進行壩體的填筑施工，采用的是高效的配套施工機械實行全面的機械作業，局部及小結構則靈活采用其他施工方。本工程壩體施工所采用的設備為15～20m3的自卸汽車、小型振動平碾，25t振動碾、山推220推土機、沃爾沃360挖掘機、振動夯板以及蛙夯機等。

碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩的填筑施工采用平起法，即瀝青混凝土心墻同上下游過渡層及壩殼土石料平起填筑，跨縫碾壓，均衡上升，瀝青混凝土心墻必須采取先填筑過渡層后鋪筑心墻的平起法施工，同時跨瀝青混凝土心墻考慮兩座臨時鋼棧橋，解決上下游交通聯系。

3 瀝青混凝土心墻控制指標

（1）瀝青混凝土。本工程進行瀝青混凝土心墻采用的是碾壓施工工藝。如表1所示為瀝青混凝土心墻的施工控制指標。

表1 瀝青混凝土心墻的施工控制指標

（2）過渡層料。本工程中進行過渡層的施工，所采用的材料為天然河床砂礫料。如表2所示為過渡層料的控制指標。

表2 過渡層料的控制指標

4 碾壓式瀝青混凝土心墻施工

本工程進行碾壓式瀝青混凝土心墻的施工，其具體的施工工藝流程為：測量心墻軸線→立鋼模→心墻兩側過渡料的施工→瀝青混凝土運輸入倉→瀝青混凝土的人工攤鋪平整→達到溫度要求時進行瀝青混凝土的碾壓。

4.1 瀝青混凝土生產

（1）瀝青的熔化和加熱。瀝青的熔化和脫水使用蒸汽加熱法，其脫水穩定應控制在120℃，加熱溫度控制在150℃～170℃之間。需要特別注意的是瀝青在加熱管中的存儲時間應控制在6h以內。

（2）骨料的加熱。骨料的加熱溫度不得超過熱瀝青溫度20℃。一般情況下骨料的溫度應控制在170℃。

（3）瀝青混合料的拌和。本工程進行瀝青混合料的拌和施工，采用強制式混凝土拌和機。當進行瀝青混合料的拌和施工時，應按照粗骨料、細骨料以及礦粉的順序進行下料。這些材料拌和25s之后，再往其中加入熱瀝青，并進行60s的濕拌。混合料的拌和施工應確保攪拌均勻。如果拌和施工過程中，暫停作業的時間超過30min時，應將拌和機內的混合料放出，并對其進行處理。

4.2 瀝青混合料的運輸

瀝青混合料的運輸車應確保不存在灰塵、泥塊以及積液等雜物，保持車內的干凈整潔。在混合料的運輸過程中應避免混合料出現離析和分層等問題。運輸過程中，應采取保溫和防曬等措施。同時運輸過程中應避免中途出現堵塞。延誤時間等問題。當瀝青混凝土運輸到施工現場，應對其溫度和外觀質量進行檢查，如果溫度不滿足要求，或者存在花白料等問題時，應將其作為廢料進行處理。

4.3 瀝青混合料攤鋪

為了確保瀝青混凝土與基座混凝土之間的有效連接，在瀝青混凝土施工之前，應確保基座混凝土表面的粗糙。當基座混凝土達到設計強度之后，應對其表面進行打毛處理，并對其表面進行清理，之后在其上均勻的噴涂一層冷底子油，然后再刷涂一層砂質瀝青瑪蹄脂。

基座混凝土表面處理完成之后，即可開始進行瀝青混合料的攤鋪施工。為了確保壓實施工的質量，瀝青混凝土心墻的施工應與過渡層平起平壓，這樣可以有效的減少削坡的工作量。此外，在施工之前，應對施工機具設備進行清理和檢查。

本工程進行瀝青混合料的鋪筑施工采用人工立鋼模成型的方式。模板采用拆移式鋼模。在正式支設模板之前，應先在模板內側刷涂一層脫模劑。鋼模的架設應確保牢固、尺寸準確。相鄰鋼模之間的搭接長度應控制在5cm以內，定位之后鋼模距離心墻中心線的偏差應控制在1cm以內。鋼模精確定位完成之后，即可開始進行兩側過渡料的填筑。在填筑施工中，應確保兩側過渡料同時填筑，同時壓實，這樣可以避免鋼模出現偏差移動。當過渡料壓實完成之后，接著即可將瀝青混合料填入鋼模內鋪平，一般情況下，瀝青混合料的虛鋪厚度應控制在25cm。在瀝青混凝土的攤鋪施工中，應將瀝青混凝土表面的溫度控制在70℃～90℃之間，如果溫度低于70℃，則應采取相應的加熱措施進行處理，其中需要特別注意的是加熱時間不得過長，以免造成瀝青混凝土的老化。在瀝青混合料碾壓施工之前，應先將鋼模拔出。對于拔出的鋼模應進行清理，以備下次重復進行使用。在瀝青混凝土的攤鋪施工過程中，應安排專人對未攤鋪的倉面進行檢查，確保干凈。對于倉面的清理，采用高壓風。

4.4 瀝青混合料的碾壓

當瀝青混合料卸入倉內之后，應及時采用平板振動器輔助人工進行攤鋪平倉。接著按照碾壓試驗所確定的碾壓遍數進行施工。本工程中進行碾壓施工，其具體的碾壓遍數為：先進行一遍靜壓施工，接著進行6遍振壓施工，然后再進行一遍的靜壓施工，總共8遍。在瀝青混合料的碾壓施工過程中，壓路機不得出現突然剎車和橫跨心墻行車的問題。橫向接縫處，應確保有30cm的重疊寬度。在瀝青心墻鋪筑完成之后，在心墻的兩側4m的范圍內應禁止使用大型機械碾壓壩坑填筑材料，這樣可以有效的避免混凝土心墻受到局部損害。當碾壓過程中，應安排專人進行檢查，如果發現出現陷碾的問題時，應及時將碾子吊開，并將出現陷碾問題的部分的新鋪瀝青混凝土挖除，然后將挖除的部位兩側按照1∶3的斜坡進行處理，最后按照規范的要求重新進行處理。

5 結語

瀝青心墻其需要滿足防滲性能好、抗變形能力強以及抗震性能好等要求。文章通過結合四道溝水庫大壩中的瀝青混凝土心墻砂礫石壩為例，對壩體填筑施工采用高效的配套施工機械實行全面的機械作業，局部及小結構則靈活采用其他施工方法。碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩的填筑施工采用平起法。從本工程實施效果表明，本工程高壩瀝青混凝土心墻所采取的碾壓式施工工藝可以有效地確保了瀝青心墻性能要求，可在同類工程中推廣應用。※

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