浅析开普太希水利枢纽碾压式沥青混凝土心墙施工技术

(新疆水利厅喀什噶尔河流域管理处，新疆 喀什 844000)

浅析开普太希水利枢纽碾压式沥青混凝土心墙施工技术

王宗强

(新疆水利厅喀什噶尔河流域管理处，新疆 喀什 844000)

本文从开普太希水利枢纽工程沥青混凝土心墙配合比的设计，原材料制备，沥青混凝土的拌和、铺筑、碾压及施工质量检测等角度，对开普太希水利枢纽工程碾压式沥青混凝土心墙的施工技术进行全面阐述。该施工方法既保证了施工质量，又降低了施工成本，对于今后在高原、多震地区建设类似小型枢纽工程具有一定的参考意义。

碾压式；沥青混凝土；施工技术

1 工程概况

开普太希水利枢纽工程位于新疆乌恰县库孜洪河出山口上游2.5km的中低山区，南距乌恰县城11km，地理位置东经75°15′、北纬39°48′。工程建设主要内容有沥青混凝土心墙砂砾石坝、导流泄洪冲沙引水隧洞和开敞式溢洪道，工程规模为小(1)型。沥青混凝土心墙砂砾石坝最大坝高48.4m，坝顶高程2406m，坝顶长度195m，大坝设防烈度为9度。沥青混凝土心墙为垂直式，心墙厚度为0.5m，高程2361.50m以下至坝基混凝土由0.5m渐变至1.0m，底部以弧形基础与坝基混凝土连接，沥青混凝土工程量4000m3。

2 沥青混凝土配合比设计

该工程沥青混凝土配合比委托某大学水工沥青防渗研究所设计。首先选定了级配指数，然后通过不同填料含量、油石比以及天然砂含量组合成不同编号的配合比。从中选择出最优的两种沥青混凝土配合比进行进一步试验，通过劈裂试验确定6号和26号配合比作为推荐配合比。详见表1、表2。

表1 推荐沥青混凝土配合比的材料和级配参数

表2 推荐沥青混凝土配合比的矿料级配

通过施工现场检测，天然砂的含泥量超标，且掺加天然砂并无明显的经济效益，同时在碱骨料加工过程中，生产的人工砂满足施工用量要求。根据实际情况确定施工时采用6号配合比，见表3。

表3 沥青混凝土施工配合比

3 沥青混凝土原材料制备

该工程碱性骨料场距施工现场2.5km，经过爆破后选择新鲜坚硬的碱性岩石运至施工现场进行加工、筛分，从而获得理想级配料。采用AH-90道路石油沥青，填充料在水泥厂采购。不同级配的骨料在拌和现场分仓堆放，并用防雨布进行覆盖，防止雨淋及尘土污染。

4 沥青混凝土混合料拌和

4.1 沥青混凝土混合料的配料

在沥青混凝土拌和前，工地实验室按照施工配合比的技术要求，结合制备系统热料仓中各级配骨料的超逊径检测情况、最近一次沥青混凝土混合料的抽提试验结果，计算确定沥青混凝土的原材料用量，并签发沥青混凝土配料单。根据签发的配料单按重量配合比进行配料，因为工程量较小，拌和现场采用人工配料，每盘进行称量，并有专人进行记录。沥青用量每盘固定，在计量桶标准位置设置沥青溢流孔，操作简便易行，并保证了计量的准确性。

4.2 沥青混凝土原材料的温度控制

拌和前对热储存罐中的沥青、干燥筒进口处的骨料、热料仓中的骨料及拌和出口处的沥青混凝土混合料进行温度测量。沥青加热温度控制在160～170℃(低温季节沥青加热控制在170～180℃)，碱骨料温度控制在170～190℃。干燥的矿粉在常温下加入搅拌机内，先与热骨料拌和，然后再喷洒沥青。

4.3 沥青混凝土混合料的拌和

沥青混凝土混合料中的骨料裹覆率必须达到90%以上，混合料应确保色泽均匀，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。

4.3.1 沥青混凝土混合料的温度控制

沥青的黏度为(85±10)s、运动黏度为(180±20)×10-6m2/s是沥青混凝土混合料最合适的拌和温度。每盘混合料在出机口都要测量温度，温度控制在155～170℃。夏季取下限，冬季取上限，但最高不宜超过180℃。

4.3.2 沥青混凝土混合料的拌和时间

沥青混凝土混合料拌和时先加入碱骨料、矿粉，干拌约15s，然后再喷洒热沥青拌和30～45s，每次纯拌和时间为45～60s，每一循环周期为55～75s。

5 沥青混凝土铺筑

5.1 沥青混凝土心墙施工气象条件

为了确保沥青混凝土心墙的施工质量，该工程依据 《土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规范(试行)》(SD 220—87)的规定，现场施工气象条件满足风力不大于4级，日降雨量小于0.1mm，气温不小于0℃。夜间施工时施工场所具备足够的照明条件。

5.2 混合料的运输

为节约沥青混凝土运输设备投入，该工程采用2辆50型装载机改装成保温箱运输混合料，保温箱容量1.6 m3，人工配合摊铺入仓。心墙两侧的过渡料用自卸汽车运输，50型装载机推平，人工配合细平，2t自行式振动碾碾压。沥青混凝土心墙与过渡料、坝壳料填筑尽量保持均衡施工，以保证施工质量。

5.3 沥青混凝土混合料铺筑

5.3.1 沥青混凝土与基础混凝土铺盖施工缝处理

在沥青混凝土防渗心墙施工前，需要对混凝土铺盖进行凿毛处理，将表面乳皮清理干净，局部潮湿部位用喷灯烘干。处理后涂刷冷底子油(冷底子油配合比为沥青∶汽油=3∶7)，待冷底子油中汽油挥发后加热到70℃左右，再均匀涂抹130～150℃的沥青砂浆，厚度2cm，必要时待温度降至120～130℃时再抹一次，使之与混凝土铺盖黏结牢固。

5.3.2 沥青混凝土混合料的人工摊铺

因为工程量较小，用4mm的钢板制作沥青混凝土心墙定型模板。刚模板架立后用固定卡子定位，刚模板定位误差小于±1cm。经检查合格后，再填筑心墙两侧的过渡料，过渡料的摊铺厚度略高于模板2～3cm。过渡料压实后，再将沥青混凝土混合料填入模板内铺平，入仓时，不能用铁锹抛填混合料，必须用锹端着倒入仓面，以免混合料分离。摊铺完毕后及时将钢模板拔出，混合料在仓内静置15～30min 充分“排气”，避免碾压后沥青混凝土表面变暗，产生麻面。

5.3.3 层面处理

对于连续上升、层面干净且已压实的沥青混凝土，表面温度大于70℃小于90℃时，沥青混凝土表面不作处理，连续上升。当下层沥青混凝土表面温度低于70℃时，采用喷灯加热，控制加热时间以防止沥青混凝土老化。对于比较脏的沥青混凝土层面，先用高压风水处理干净后，再将层面烘干加热，使表面温度达到70℃以上，然后进行混合料摊铺。必要时，在层面上均匀喷涂一层冷底子油，待冷底子油汽油挥发后再铺筑沥青混凝土混合料。

钻孔取芯后，心墙内留下的钻孔要及时回填。回填时，先将钻孔冲净、擦干，用喷灯将孔壁烘干加热到70℃以上，再用热沥青砂浆回填，每层厚5cm，人工用10kg 重的捣锤夯实25 次以上，芯样孔回填高度略高出心墙2cm。

6 沥青混凝土碾压

沥青混凝土心墙的质量好坏，主要取决于碾压温度的控制及心墙断面尺寸的保证。该工程通过现场沥青混凝土碾压试验，确定碾压参数为：摊铺厚度25cm，碾压温度控制在140～150℃，压实机械选取2t自行式振动碾，静碾2遍，振动碾压8遍，收光碾压2遍。

碾压时严格控制沥青混凝土碾压温度，现场用温度计在不同部位进行温度测量，满足碾压温度控制标准后开始碾压，确保沥青混凝土的碾压质量。沥青混凝土与过渡料的碾压，采用贴缝碾压方式，既不污染仓面、不浪费沥青混合料，又能保证沥青混凝土心墙的施工质量。

碾压时采用错位碾压的方式，每次错位半碾宽，振动碾要匀速行使，避免突然刹车，不允许横跨心墙碾压。碾压过程中，振动碾表面严禁涂刷柴油，并防止柴油或油水混合物洒在表面上。碾压完成后要求沥青混凝土表面平整、光滑，无错台现象。该工程沥青混凝土与过渡料碾压设备分开使用。心墙碾压成型后，在心墙两侧2m 范围内，禁止使用大型机械压实坝壳料，以防心墙受震变形或破坏。

沥青混凝土心墙在施工过程中如遇下雨应及时停止施工，并用事先准备好的防雨布立即覆盖，采用铺防雨布碾压沥青混凝土的办法，避免雨水落入沥青混凝土表面形成汽化气泡，造成混合料表面温度快速损失，致使沥青混凝土难以碾压密实，影响施工质量。

7 沥青混凝土心墙施工质量检测

该工程施工过程中沥青抽检20组，矿粉抽检77组，不同级配的碱骨料抽检10组，人工砂抽检10组，原材料检测结果全部合格；检测沥青混凝土混合料103组，主要检测指标包括沥青用量、密度、孔隙率、马歇尔稳定值、马歇尔流值等，检测结果全部合格；在不同部位钻取沥青混凝土芯样30组(见图1、图2)，主要检测毛体积相对密度、孔隙率及变水渗透系数等，检测结果全部合格。沥青混凝土心墙共划分单元工程185个，质量评定全部合格，其中优良179个，优良率96.8%。施工过程中从未发生返工情况。沥青混凝土心墙施工质量控制较好。

图1 沥青混凝土芯样

图2 沥青混凝土芯样

8 结 语

开普太希水利枢纽工程沥青混凝土心墙的施工期为2010年6～11月。该工程自2012年12月下闸蓄水至今，经历了数次3级以上地震的考验，没有出现任何质量问题，坝后无渗水，坝体防渗效果非常理想，得到了工程验收组专家的一致认可。该工程沥青混凝土心墙的施工方法既保证了心墙施工质量又降低了施工成本。对于今后在高原、多震地区建设类似小型枢纽工程具有一定的参考意义。

OnRolledAsphaltConcreteCoreWallConstructionTechnologyofKaiputaixiWaterControlProject

WANG Zong-qiang

(XinjiangWaterResourcesDepartmentKashgarRiverBasinAdministrationOffice,Kashi844000,China)

Construction technology of rolled asphalt concrete core wall in Kaiputaixi Water Control Project is comprehensively described in the paper from the perspectives of asphalt concrete core wall mix proportion design, raw material preparation, asphalt concrete mixing, paving, compaction, construction quality detection, etc. The construction method not only ensures construction quality, but also lowers construction cost. It has certain reference significance on constructing similar water control projects in plateau and multi-shock regions.

rolled compacted type; asphalt concrete; construction technology

TV642.2

B

1673-8241(2014)08-0018-04