实例探析沥青混凝土心墙坝施工要点

2014-03-28司礼山遵义水利水电勘测设计研究院

河南水利与南水北调 2014年4期

□司礼山（遵义水利水电勘测设计研究院）

0 引言

红峰水库大坝地处典型的喀斯特岩溶发育地区，地质条件极为复杂，设计选择了适应地基变形能力较强、防渗性能好且具有一定自愈合能力的沥青混凝土心墙坝作为挡水建筑物。文章就大坝沥青混凝土心墙的施工工艺进行了总结和介绍，以供类似工程参考与借鉴。

1 工程概况

红峰水库位于遵义市板桥镇西北面的西流水河上。水库坝址距210国道1km，距板桥镇8km，距泗渡镇16km，距汇川区43km，距遵义市城区48km，现有乡村公路从水库坝址处通过，对外交通较为方便。工程需新建拓宽改造现有乡村公路1km作为进场公路。

本阶段经过沥青混凝土心墙坝与碾压混凝土重力坝方案的比选后，推荐沥青混凝土心墙坝的枢纽方案，坝顶高程1158.8m，最大坝高47.8m，坝顶宽度6.0m，坝顶长度144.0m，大坝上游坝坡均为1:2.2，下游坝坡均为1:2.0。图1为沥青混凝土心墙土石坝典型断面。

图1 沥青混凝土心墙土石坝典型断面图

2 坝基开挖

坝基开挖分两期进行，采用先两肩后河床的开挖程序，工程截流前完成河床高程1117m以上的两坝肩开挖，截流之后再进行河床坝基开挖。对于两坝肩开挖，左岸主要利用临时公路及施工便道，右岸主要利用上坝公路、进场公路及临时公路，将1.0m3的挖掘机开到两坝肩边坡设计开挖边界的下游侧，再按设计开挖边线进行土方开挖，土方开挖结束后采用手风钻钻孔、预裂爆破的方式进行石方开挖。两坝肩开挖的土石渣先采用1.0m3的挖掘机集渣并铲入河床，然后采用1.0m3的挖掘机挖装、8～10t的自卸汽车运输至临时堆渣场堆放。两坝肩开挖完毕后及时进行边坡支护处理。

3 心墙坝基座混凝土施工

基座混凝土施工应在基础面开挖、处理完毕，并按隐蔽工程质量要求验收合格后进行。基座混凝土由大坝上游侧的拌和系统供料，采用5t自卸汽车运至施工现场，平均运距0.4km，简易溜槽直接入仓，两岸坡采用混凝土泵送入仓，振捣器振捣密实。

4 防渗帷幕灌浆

根据本工程大坝的结构特点，帷幕灌浆拟在基座混凝土浇筑完毕后根据坝体填筑进度情况进行。帷幕线沿沥青混凝土心墙坝中心线布置，对两岸的强风化、裂隙发育密集带强透水岩体形成全帷幕。根据施工总进度的安排，大坝防渗帷幕灌浆按两个阶段进行施灌:第一阶段对大坝河床进行帷幕灌浆，安排在基座混凝土浇筑完毕后进行；第二阶段对两岸坡进行帷幕灌浆，安排在大坝施工期间根据实际情况进行；帷幕灌浆采用100型回转钻机钻孔灌浆，浆液由上游制浆站拌制，灌浆管或斗车配合灌浆泵作业，灌浆施工严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62－94）及其他相关规程规范执行。

5 大坝填筑

5.1 坝体风化料运输方案

红峰水库大坝填筑风化料分别在大坝下游Ⅱ、Ⅲ号土石渣料场开采，其中Ⅱ号土石渣料场直接开采，平均运距约0.5km；Ⅲ号土石渣料场作为施工辅佐设施用地，考虑提前开采运至Ⅱ号土石渣料场临时堆放，平均运距约0.5km。风化料运输主要采用汽车作业。上坝风化料运输在大坝下游面利用弃渣填筑“之”型临时公路上坝，1120.0m至坝顶高程采用新建上坝公路运输上坝。

5.2 大坝填筑

5.2.1 沥青心墙混凝土施工

沥青混凝土心墙施工应在基础面开挖、处理完毕，并按隐蔽工程质量要求验收合格后进行。本工程沥青混凝土拟在遵义市区附近采购，载重汽车运至工地储存，为防止过往车辆高频率碾压沥青混凝土心墙而污染了心墙表面，以及上部荷载过大而影响心墙的质量，心墙上部应设置交通便桥。

5.2.1.1 沥青混合料拌和

沥青混合料在拌和前需预先对拌和系统进行预热，预热方式可通过内热料进入拌和系统进行，连续预热时间不得低于30min，或拌和机内温度不低于100℃。拌制沥青混合料时，先投骨料和矿粉干拌25s，再喷洒沥青湿拌，拌和时间为60s，具体拌和时间通过试验确定并报监理工程师批准。要求拌和均匀，沥青裹覆骨料良好。拌出的沥青混合料确保色泽均匀，稀稠一致，无花白料、黄烟及其他异常现象，卸料时不产生离析。

5.2.1.2 沥青混合料运输

沥青混凝土运输设备采用5t自卸汽车。沥青混合料是通过装载机由自卸车转运至沥青混凝土摊铺机中，装载机料斗的四周添加了保温材料，并增设了卸料口和进料口。进料口和卸料口可自动控制进料和卸料。在任何时候、任何情况下，沥青混凝土心墙都不允许承受横跨心墙的荷载作用；若有车辆、人员或其他设备要横跨沥青混凝土心墙时，设置横跨心墙的可移动式栈桥。

5.2.1.3 沥青混凝土心墙铺筑

心墙施工采用一台LG380摊铺机铺料，摊铺机启动前，先在上一层完成的沥青混凝土心墙上标注出心墙轴线，准备工作做完即可启动摊铺机预热，之后用装载机或反铲分别向两个料斗中上沥青混凝土熟料和心墙一侧的过渡料，待料量合适后摊铺机即可向前方推进，推进过程中中心线偏差控制在±5cm内。碾压式沥青混凝土心墙分层施工厚度为：摊铺厚度<23cm，碾压压实后的厚度为20cm左右。由于尺寸限制，沥青混凝土摊铺机无法靠边，所以心墙两端与岸坡的连接段只能靠人工摊铺。图2为沥青混凝土心墙分层铺筑示意图。

图2 沥青混凝土心墙分层铺筑示意图

5.2.1.4 沥青混合料碾压

铺料完成后，采用一台BW80-AD-2振动碾碾压，碾压行进速度以30m/min为宜，碾压温度控制在140～150℃范围内，并且不得低于120℃，不超过155℃；若摊铺温度过高，摊铺后可静止一定时间，方可进行碾压。随着碾压遍数的增加，沥青混凝土的容重逐步增加，但是碾压遍数太多和过分碾压往往使沥青混合料中的游离沥青析出表面。碾压施工过程中，振动碾表面严禁涂刷柴油，并严防柴油或油水混合液洒在层面上。混在沥青混凝土中将严重降低沥青混凝土的质量，因此受污染的沥青混合料必须全部清除。沥青混合料与过渡料碾压设备一般不得混用，若要混用，必须在使用前将碾压轮清理干净。沥青混凝土振压完成后再进行心墙两侧过渡料碾压，碾压方式是用2台YZ2振动碾先同时静压2遍后，振压6遍心墙两侧过渡料。

5.2.2 大坝风化料填筑

大坝风化料填筑施工在建基面验收合格后进行，坝体风化料填筑采用自卸汽车运输入仓，沿防渗体边线平行坝轴线方向卸料，TY200推土机平仓铺料，凸块振动碾碾压。每次铺料层厚30～50cm，碾压4～8遍，碾压平行于坝轴线方向进行，碾压搭接宽度≥0.3～0.5m。

上游坝面碎石及砂垫层在坝体土料填筑至坝顶高程后进行，自卸汽车运至坝顶倾倒于坡面，人工铺料施工。混凝土预制块在上游预制场制作及存放，坝面铺设时采用胶轮车配合人工挑台至作业面，人工安砌施工。下游坝面草皮护坡在网格施工完毕及坡面平整后进行撒播草种。

坝顶防浪墙混凝土及泥结石路面在上游混凝土预制块施工完毕后进行，其施工工艺按相关规程规范执行即可。坝顶防浪墙混凝土浇筑完毕后，及时进行洒水喷雾养护，并在养护面覆盖彩条布或麻袋等，保持混凝土表面湿润，当降雨强度达到3mm/h时，即停止混凝土施工，恢复施工前，对已损失灰浆的混凝土进行层、缝面处理。混凝土的养护按照《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）规定的混凝土养护标准执行。混凝土养护前应避免太阳光暴晒，养护时间不宜少于28d。混凝土养护应有专人负责，并做好养护记录。养护期内始终使混凝土表面保持湿润状态。