水利樞紐工程碾壓式瀝青混凝土心墻施工技術(shù)的應(yīng)用

楊續(xù) 李大鵬

摘 要：碾壓式瀝青混凝土心墻技術(shù)是土石壩的一種新型的防滲結(jié)構(gòu)，主要是利用瀝青與不同級配的石料按適當(dāng)?shù)谋壤?jīng)加熱、拌勻后形成瀝青混合料，再通過機械設(shè)備的碾壓，形成防滲體，進而在防滲體中起到防滲的作用。經(jīng)加熱和拌勻后形成的瀝青混合料的良好防水性能，是該技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水利樞紐工程；碾壓式瀝青混凝土心墻；施工工藝

1 碾壓式瀝青混凝土心墻特點

目前，國內(nèi)外瀝青砼心墻大致分為斜心墻和直立式心墻兩種結(jié)構(gòu)形式。在配合比瀝青含量，心墻成型方法上則有碾壓式和灌筑（灌注）式之區(qū)別，心墻寬度多數(shù)在40-80em范圍以內(nèi)。 瀝青砼心墻防滲結(jié)構(gòu)主要特點如下：

1、瀝青砼心墻的設(shè)計結(jié)構(gòu)與施工工藝較簡單，澆筑速度快，便于施工管理和質(zhì)量控制。在氣候干燥地區(qū)能長年施工，可與土石壩同步進行施工。

2、結(jié)構(gòu)斷面小，施工強度不大，這種壩型施工導(dǎo)流費比其他材料節(jié)約資金且施工速度快，瀝青砼心墻堆石壩（圍堰）采取適當(dāng)防護措施可以過流，抗洪能力強。

3、瀝青砼心墻在壩體穩(wěn)定性前提下，可有效地吸收超載引起的材料變形，能適應(yīng)蓄水期壩體位移、承擔(dān)和傳遞自重、水壓力、能承受較大剪切變形。在發(fā)生14%的壓縮變形和14%室內(nèi)實驗的側(cè)向變形情況下，仍能保持抗?jié)B能力。

4、瀝青砼種膠粘劑具有較強粘結(jié)性。由于地震、外力作用形成的裂縫而產(chǎn)生漏水、瀝青砼中的細(xì)料不可能被沖走，所以不可能形成水力劈裂條件。且自身的塑性能使裂縫自愈，具有自愈效應(yīng)。

5、瀝青砼心墻與其他材料接合面之間有足夠的抗剪強度。自立式心情布置決定其帷幕接觸帶最短，心墻在壩體內(nèi)使其耐久性、防滲、抗震能力更加可靠，它的抗裂縫自愈能力均優(yōu)于土料和面板砼結(jié)構(gòu)。

2 碾壓式瀝青混凝土心墻施工材料準(zhǔn)備

1、瀝青選擇。碾壓式瀝青混凝土的瀝青大多選擇專用石油瀝青，事實上，國家對目前的石油瀝青指標(biāo)并標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定，現(xiàn)在的瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要通過國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域要求和行業(yè)特點，來實現(xiàn)施工瀝青的技術(shù)指標(biāo)認(rèn)定。

2、骨料選擇。作為瀝青混凝土原料的組要組成部分，骨料主要有填料、細(xì)骨料以及粗骨料三部分組成，它們的力學(xué)性能關(guān)系到瀝青混凝土的質(zhì)量。骨料的存在為瀝青找到了良好的附著點，主要是因為堿性的骨料與瀝青之間存在較高的粘附力，它們形成的混合料，能夠在水中長期的穩(wěn)定。按照相關(guān)的文獻規(guī)定，骨料大多是由堿性巖石加工而得到。

3、填料選擇。填料通常又稱礦粉，也就是較小的礦料，它的粒徑不超過0.074 mm。它的主要作用是對瀝青混凝土的一些性能進行優(yōu)化和補充，使其施工密實性、抗分離性以及和易性都得到明顯的提升。在進行瀝青混凝土配比設(shè)計時，一般較多的考慮堿性礦粉，如滑石粉、水泥以及白云巖粉和石灰?guī)r粉等。事實上，一般選取礦粉母石中棱角較好的巖石作為粗骨料，這樣就保證了與瀝青之間的良好粘附力，對于材料也充分進行利用。

4、摻加料選擇。摻料主要用于改變?yōu)r青混凝土的某項性能，從而彌補瀝青混凝土的不足點，因此它也常常被稱為改性劑。一般作為添加劑，所需要的分量很少，改性劑也是如此。在瀝青混凝土中添加少量的特殊添加劑，能夠很大程度上改善工程對瀝青混凝土的性能要求。

3 水利樞紐工程碾壓式瀝青混凝土心墻施工工藝

1、瀝青砼的拌制和運輸

瀝青砼礦料加熱驅(qū)水，可用旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃型加熱器，攪拌機可選用LB-30型自動化二次篩分，稱量配料和攪拌至拌合樓，每小時額定產(chǎn)量30t/h中、小型瀝青砼心墻壩，宜采用自型設(shè)計制造容量為0.2-0.3m3強度式攪拌機。瀝青脫水，可在加熱池內(nèi)進行，也可在鐵鍋，鐵容槽內(nèi)脫水加熱，加熱燃料為燃煤、天然氣和柴油等。瀝青脫水溫度在120±10℃，加熱溫度不超過170℃，保溫在6小時以內(nèi)，礦料加熱溫度也相應(yīng)在這范圍內(nèi)，礦料、填充料和瀝青以重量配料，不允許超初限制偏差。攪拌按先礦料、填充料干拌15-25S，再加入瀝青，一般凈拌制約1.0-1.2min，達到拌合均勻，瀝青裹覆率達到95%以上程度。瀝青混合料拌合后和出機溫度，應(yīng)使其經(jīng)過運輸、攤鋪等工序，熱量損失后的溫度能滿足起始碾壓溫度的要求，其適宜的出機溫度可見表一。

攪拌機停機后，或遇故障停機超過30min時，應(yīng)及時將機內(nèi)瀝青混合料放出，并加熱或用熱碎石將攪拌機清理干凈，要謹(jǐn)慎操作，注意安全。

瀝青混合料運輸大多采用汽車裝保溫罐裝運，經(jīng)5t汽車吊保溫罐直接卸料入模，或卸料于模外鐵板上，再經(jīng)人工鐵鍬傳料入模。運料機具的容量和數(shù)量，應(yīng)同瀝青砼的拌制攤鋪、碾壓生產(chǎn)能力適應(yīng)。裝盛瀝青混合料的罐、斗和卸料工具應(yīng)涂刷一薄層肥皂水、柴油或油水混合液，轉(zhuǎn)運次數(shù)要少，防止離析，應(yīng)盡量減少熱量損失，途中因故造成料物溫度不能滿足碾壓要求時，應(yīng)作廢料處理。

2、瀝青砼心墻與相鄰結(jié)構(gòu)的聯(lián)結(jié)

隨著大量瀝青砼心墻的建成，對大壩各種止水結(jié)構(gòu)間的防水聯(lián)結(jié)，即瀝青砼心墻和基礎(chǔ)、砼截水墻、地下砼防滲墻、檢查廊道、鋼板柱等，以及瀝青砼心墻和交叉建筑物、溢洪道、河各岸邊坡、壩間或壩體、墻頂與壩頂公路等。

上述結(jié)構(gòu)的聯(lián)結(jié)應(yīng)先將相鄰結(jié)構(gòu)結(jié)合層的表面鑿毛、清洗干凈、保持干燥狀態(tài)。在表面涂刷一層乳化瀝青或稀釋瀝青，其用量為0.5-2kg/。然后待干燥后，于結(jié)合面上再鋪設(shè)一層厚度約1-3cm砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂層，來保證其聯(lián)結(jié)質(zhì)量，以免發(fā)生輕微的水平移動時引起漏水。或以熱瀝青填料灌注填滿接合層空隙。

3、模板支護

模板結(jié)構(gòu)的型式可概略分為鋼制的拆卸組裝式、移動式、框架結(jié)構(gòu)、插板卡頂式、波狀永久埋入式鋼板等各種鋼模。除各種結(jié)構(gòu)的型式鋼模板外，還有砼塊和塊石砌筑的擋墻。

4、攤鋪和碾壓

瀝青砼心墻與基座、岸坡等剛性建筑物，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定做好接合面處理。瀝青砼上下層之間的粒徑表面，對底層已冷結(jié)表面應(yīng)清理干凈后，用紅外線加熱器、熱熔器、噴燈等加熱驅(qū)水，使底層熔深在2cm以上，溫度達到70℃以上。

國內(nèi)幾座瀝青混凝土心墻土石壩，瀝青混合料的攤鋪碾壓工藝是：瀝青混合料經(jīng)汽車保溫罐運至作業(yè)面用吊車啟吊保溫罐或翻斗機動車將料卸入模內(nèi)。以人工用鍬靶將瀝青混合料均勻地攤鋪整平至厚度20-25cm左右，先靜置一段時間，讓所攤鋪料對下層進行層面熱交換，經(jīng)過一個預(yù)熱階段使層面結(jié)合良好，然后用振動碾或夯擊密實。用振動碾壓實時，一般先靜壓兩遍，再振動碾壓，應(yīng)保持慢速行駛，振動碾壓遍數(shù)按設(shè)計要求的密度通過實驗確定，橫向接縫處應(yīng)重疊碾壓30-50cm，如若中斷施工，應(yīng)留好接坡并仔細(xì)壓實。

4 結(jié)束語

綜上所述，瀝青混凝土心墻是土石壩的主要防滲體，其施工質(zhì)量關(guān)系大壩安全。同時，瀝青混凝土心墻又是隱蔽工程，一旦出現(xiàn)滲漏，很難查找確定位置，維修也更加困難。因此，在瀝青混凝土心墻施工過程中對每個環(huán)節(jié)都應(yīng)進行有效控制。

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