碾壓式瀝青心墻壩在沙爾托海水庫中的應用

宋力德

摘要：瀝青混凝土具有很好的防滲和適應土石壩沉陷變形性能，已原來越多應用于水工建筑物中，瀝青混凝土技術應用于水工建筑物的防滲心墻已有40余年的歷史，近幾年引入到新疆，對新疆的水工建筑物保證工程質量起到了積極的作用。

關鍵詞：瀝青原材料；施工方法；注意事項

1 工程概況

沙爾托海水庫位于精河縣西南面總庫容998×104m3，控制下游灌溉面積20.85萬畝，工程規模為中型，工程等別Ⅲ等，主要建筑物大壩為3級，大壩壩頂高程607.34m，壩頂長度170.0m，壩頂寬度8m，最大壩高58m。瀝青混凝土心墻與灌漿基座結合，接觸段局部加大，擴大段高3m，厚度由2m過渡到0.7m；心墻由底向上分別為0.7m、0.5m兩種斷面，瀝青砼心墻與防浪墻連接。

沙爾托海水庫工程的防滲設計為重直防滲，河床基巖和兩岸巖體采用帷幕灌漿，河床部位采用混凝土防滲墻，與鑲人基巖的混凝土基座及大壩瀝 青混凝土心墻一起構成樞紐垂直防滲體系。

2 瀝青混凝土原材料的選用

2.1 原材料

沙爾托海水庫瀝青混凝土所用材料為70#a道路瀝青，當地河床天然粗細砂石骨料、42.5普通硅酸鹽水泥填料。

2.2 瀝青

瀝青是混合料的重要組成部分，其質量的好壞直接影響工程的防滲效果，瀝青的選擇是工程質量的關鍵。本工程選用中石化新疆庫車金石70#a道路石油瀝青，廠家對每批進場瀝青提供出廠試驗檢驗合格報告，進場后按每30T取樣檢測一次，（一批不足30T也檢測一次）檢驗合格方可用于工程施工。

瀝青主要指標及檢驗成果詳見表1

2.3 礦料

瀝青混凝土礦料包括粗骨料、細骨料及水泥（代替礦粉），沙爾托海水庫瀝青混凝土粗、細骨料采用當地天然粗骨料篩分成20～10mm、10～5mm、5～0.075mm三種成品運至工地分倉堆存。水泥倉儲在專用的50t水泥倉儲罐內。骨料堆存場均架設有防雨措施，地面采用低標號混凝土找平并高出周圍地面10cm，以防雨水倒灌。在瀝青混凝土攤鋪前對加工好的粗細骨料的物理力學性能進行了檢驗，檢驗結果見表2、表3、表4（隨機取樣）。從檢測成果主要指標滿足規范要求，才可用于工程施工。

3 施工配合比及允許偏差指標

瀝青砼配合比報告單

4 瀝青混凝土的拌制和運輸

瀝青混凝土采用全自動雙軸強制式攪拌機拌制，整個拌制過程由微機自動控制。將熱骨料與水泥（水泥不需加熱）干拌180s，再加入熱瀝青濕拌50s。瀝青混凝土混合料出機口溫度控制在150～170℃。瀝青混凝土混合料采用ZL30運輸機由拌和站直接運至攤鋪現場，運距400m。

5 瀝青混凝土的鋪筑施工

瀝青混凝土施工以機械攤鋪為主，兩岸廊道砼結合處擴大段部分采用人工立模攤鋪。

5.1 人工攤鋪

測量放線→支立鋼模→氈布鋪蓋模板→過渡料鋪筑與初步壓實→基面面處理（表面清理、干燥、加熱）→人工攤鋪瀝青混合料→抽掉鋼摸→鋪蓋氈布→過渡料碾壓和瀝青混合料碾壓→施工質量檢查。

5.1.1 混凝土基礎面處理

瀝青混凝土心墻同周邊建筑物的連接是防滲系統結構的關鍵，其處理的好壞將直接影響大壩的安全，必須精心組織施工。

a.混凝土基礎面鑿毛：待混凝土強度達到設計值的70%后即可進行鑿毛。采用帶刃的小斧或錘剁掉混凝土表面的乳皮，并用高壓風吹凈，保證混凝土面平整、干燥。

b.涂刷稀釋瀝青：稀釋劑采用汽油，其摻配比例應視氣溫、風力等氣候條件確定，一般采用40：60（瀝青：汽油）。涂刷后的混凝土表面應為棕色。

c.涂刷瀝青瑪蹄脂砂漿：厚度一般為1～2cm。在施工現場采用人工拌和，對人工砂和礦粉分別加熱，溫度控制在150～170℃，然后再加入到熱瀝青（140～160℃）中一起攪拌均勻。

d.銅止水表面用熱瀝青涂刷兩遍。

5.1.2 鋼模安裝

a.鋼模采用300mm×6mm×1250mm的鋼板制作，模版兩側采用角鋼限位卡固定，模板間連接采用承插式。

b.鋼模安裝前表面涂刷機油脫作為模劑，拼裝好的模板平整嚴密，尺寸準確。定位后模板距心墻中心線偏差一般控制在±5mm內。

5.1.3過渡料鋪筑

模板立好后，用氈布遮蓋心墻表面，防止砂石、雜物落入倉面內。采用1m3反鏟將摻配好的過渡料粗平，人工配合整平，松鋪厚度為30cm。心墻兩側的過渡料應同時鋪筑，靠近模板部位作業時要特別小心，防止模板走樣、變位。

（過渡料鋪筑）

5.1.4結合面清理與加熱

結合面要清理干凈，攤鋪前用紅外線加熱器（局部采用煤氣噴燈）使接合面加熱到70℃以上。

5.1.5瀝青混凝土混合料運輸及入倉

由于瀝青拌和站距離心墻鋪筑現場較近，瀝青混凝土混合料拌好后采用ZL30運輸機由拌和站直接運輸至倉面入倉，人工整平，松鋪厚度為30cm，誤差控制在±2cm內，入倉溫度控制在155～165℃。瀝青混合料在活動鋼模內攤平后將鋼模拔出，采用先拆模后碾壓的方法，可使瀝青混凝土與過渡帶形成犬牙交錯的斷面，利于兩者的結合，這樣對防止瀝青心墻的塑性變形具有重要意義。鋼模拆除后，立即將粘附在模板內壁的瀝青混凝土清理干凈，以備下次使用。

（瀝青混凝土混合料入倉人工平整）

5.1.6混合料與過渡料碾壓

a.碾壓順序及方法：采用2臺2.0t自行式振動碾同時靜壓心墻兩側過渡料2遍后再動壓6遍，最后振動碾壓瀝青混凝土混合料6遍。振動碾行進速度按30m/min控制。瀝青混合料攤鋪完成后，用氈布將瀝青混合料表面覆蓋，其寬度為蓋住上下游過渡料各20cm，然后振動碾在氈布上碾壓，這樣不僅解決了瀝青混合料表面污染，而且保持了瀝青混合料表面的溫度，不產生硬殼。實踐證明經過這種方法碾壓后的瀝青混合料表面“返油”良好，未產生縱向裂縫。由于采用氈布遮蓋，解決了瀝青混凝土表面的“冷卻”問題，所以在用振動碾碾壓時，還可以采用邊下料、邊攤平，碾壓的方法施工。對于振動碾碾壓不到的邊角部位（如銅止水附近和齒槽邊角），采用重錘人工夯實，直至表面“返油”為止。

b.碾壓溫度：碾壓時最高溫度不超過150℃，最低溫度不低于130℃。

（2臺2.0t自行式振動碾碾壓瀝青砼填料及過渡料）

6.結語

瀝青混凝土施工是一種熱施工，對瀝青混凝土的施工配合比和溫度控制等要求比較高，對瀝青混凝土的施工質量參數嚴格進行跟蹤，發現問題及時進行處理解決，現水庫已下閘蓄水，完成質量較好。