龙头石水电站沥青混凝土心墙施工技术

王道光，王克生

(中国水利水电第五工程局五分局，成都，610066)



龙头石水电站沥青混凝土心墙施工技术

王道光，王克生

(中国水利水电第五工程局五分局，成都，610066)

大渡河龙头石水电站大坝沥青混凝土心墙施工，分析和总结了施工工艺和质量控制要点，指出施工过程中需要注意的问题，以期对中小型沥青混凝土心墙施工有所借鉴。

沥青混凝土心墙 施工技术 龙头石水电站

1 工程概况

大渡河龙头石水电站位于大渡河中游石棉县境内，坝址位于安顺场上游约10km处，上游与大岗山水电站衔接，下游与老鹰岩水电站衔接，为大渡河干流调整规划推荐的22级开发方案的第15级电站。坝址下游距石棉县城约23km，上游距泸定县城约93km；坝区左岸现有省道S211线通过，经过甘谷地与国道G318线、经石棉与国道G108线相接，距成昆铁路乌斯河车站约112km，对外交通较为方便。龙头石水电站枢纽工程由沥青混凝土心墙堆石坝、左岸引水发电系统和左岸三条泄洪洞等建筑物组成。

沥青混凝土心墙堆石坝坝顶高程960.00m，坝顶宽10m，最大坝高58.5m。上游坝坡1∶1.8，下游坝坡1∶1.8，上游在930.00m高程设置1条马道，下游在940.00m高程设置1条马道，马道宽度均为3.0m。在下游坝脚处增设土石压重体，压重体顶高程915.00m。

沥青混凝土心墙为直立式，位于坝体中部坝轴线上游，心墙顶高程959.50m，顶部厚0.5m，往下至底部高程907.000m处逐渐加厚至1.0m，此高程以下为2m高的心墙大放脚，心墙渐变至2.2m，在高程905.00m处与混凝土基座相接，接触面上铺设沥青玛蹄脂。心墙上下游两侧各设一层过渡层，过渡层外侧为坝体堆石。

心墙基础覆盖层设一道厚1.2m的全封闭混凝土防渗墙，墙底嵌入基岩1m，防渗墙最大深度约为69.5m。河床及右岸沥青混凝土心墙与防渗墙顶部用混凝土基座连接；在左岸岸坡基岩上设置凹槽，槽内浇筑混凝土基座，沥青混凝土心墙底部与混凝土基座连接。

2 沥青混凝土心墙施工

2.1 骨料初配及干燥加热

2.1.1 骨料初配

采用ZL30装载机将存放于骨料仓内的各级成品骨料分别转入各级配冷料仓中备用，各级骨料配冷料仓下部设有称量装置，电振配料器将成品料按配料比例经称量后进行初配，卸入上料皮带机输送至干燥加热筒。

2.1.2 骨料干燥加热

冷骨料均匀连续地进入干燥加热筒加热约3min～3.5min。骨料的加热温度根据沥青混合料要求的出机口温度控制，一般控制为160℃～170℃，骨料加热温度不超过沥青温度20℃。经过干燥加热的混合骨料，用热料提升机提升至拌和楼顶进行二次筛分。热料经过筛分分级，按粒径尺寸储存在热料仓内，供配料使用。

2.2 沥青加热与恒温、输送

2.2.1 沥青加热

沥青由沥青脱桶装置将桶装沥青融化，通过泵送入沥青罐进行加热。为确保加热均匀，防止沥青老化，沥青加热温度根据沥青混合料出机口温度的要求确定，一般控制在160℃±10℃。

2.2.2 沥青输送

沥青采用外部保温的双管道从恒温罐输送至拌和楼，内管与外管间通导热油，避免沥青在输送过程中凝固堵塞管道。

2.3 沥青混合料的拌制

2.3.1 配料

根据试验选定的施工配合比，结合矿料级配，确定拌和每盘沥青混合料的各种材料用量。配料严格按照沥青混凝土配料单进行。

各种矿料和沥青按重量配料，矿料以干燥状态为标准，骨料采用累计计量，粉料和沥青分别单独计量。

称量设备和其它辅助设备按要求进行测试校正，设备定时检验抽查。用于指示、记录及控制的装置，按要求及时进行调整、维护和替换。

沥青混合料配合比的允许偏差不得大于表1中规定的数值。

表1 配合比允许偏差

填充料含水率满足技术要求，分散均匀，不成团，不结块。每种料称好后其重量要有精确记录，每批沥青混凝土的矿料均按级配配制且总量相符。

2.3.2 沥青混合料拌和

沥青混合料采用南方路面有限公司生产的NTAP-1000型沥青混凝土拌和楼拌和。在沥青混合料正式生产前，操作人员应对混合料拌和系统各种装置进行检测，主要检测称量系统的精度、计时、测温设备及其它控制装置的运行情况。拌制沥青混合料时，先投骨料和矿粉进行干拌，再喷洒沥青进行湿拌；干拌时间15s，湿拌时间45s。

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，温度控制在135℃～160℃之间，确保其经过运输、摊铺等热量损失后的温度能满足沥青混凝土碾压温度要求。拌和好的沥青混合料卸入受料斗，经卷扬机提升到拌和楼沥青混合料成品料仓(保温储罐)储存。

在拌和楼停机前，用热矿料搅拌清理搅拌机并清理干净。当因机械故障或其它原因停机超过30min时，将搅拌机内的沥青混合料放出，并用热料搅拌清理，防止沥青混合料凝固在搅拌机内。

2.3.3 沥青混合料的储存和保温

沥青混合料采用保温储罐储存，储存量为80t。沥青混合料保温要求24h内每4h温度降低不超过1℃；沥青混合料储罐采用导热油加热方式加热，矿棉层保温。

蠕虫状链一直是分析DNA等生物大分子常用的模型,也是半刚性和刚性链高分子较为通用的模型.本工作对蠕虫状链模型作一介绍,并对均方末端距推导过程中存在的问题加以分析,最后提出解决方法.

2.4 沥青混合料运输

沥青混合料使用3台5t东风自卸汽车水平运输至施工部位后，用改装带料斗的ZL50装载机将其卸入摊铺机沥青混合料料斗，人工摊铺则用改装带料斗的ZL50装载机直接将其卸入模板内。

运料车为运输沥青混凝土专用车。运输设备及运输道路应保证沥青混合料在运输过程中不出现骨料分离和外漏，能保证沥青混合料连续、均匀、快速及时地从拌和楼运至铺筑部位。混合料温度不能满足碾压要求时，作废料处理。

2.5 沥青混凝土心墙铺筑

2.5.1 沥青混凝土心墙施工工艺

沥青混凝土心墙施工分为人工摊铺和机械摊铺段。岸坡接触段、心墙扩大段及心墙底部扩大段宽度大于0.8m部位，采用人工摊铺，其余部分心墙采用机械摊铺。

2.5.2 沥青混凝土心墙铺筑方法

2.5.2.1 施工准备

对基础的水泥混凝土层面进行处理。处理方法为：人工用钢丝刷将水泥表面乳皮刷净，0.6MPa左右高压风吹干，局部潮湿部位用煤气喷枪烘干。经现场监理验收后，涂冷底子油(即沥青∶汽油为3∶7)，12h后再涂刷沥青砂浆。

2.5.2.2 沥青混合料摊铺

沥青混凝土心墙施工采用水平分层、全轴线不分段一次摊铺碾压的方法进行。施工严格根据现场试验成果确定且经监理工程师批准的铺筑方向、次序、铺筑层厚、摊铺温度、碾压温度及碾压遍数进行分层铺筑。施工分层厚度为：摊铺厚度25cm左右，压实后厚20±2cm。沥青混合料的铺筑以专用摊铺机为主，专用摊铺机不方便铺筑的部位，辅以人工铺筑。

人工辅筑时采用方便拆装的沥青混凝土专用模板，由钢板自制焊制而成。模板架设方便牢固，相邻钢模接缝严密；钢模定位经检查合格后，方可填筑两侧过渡料；再将沥青混合料填入钢模铺平，碾压前将钢模拔出，并及时将表面黏附物清除干净。

人工摊铺心墙时，采用改装带料斗的ZL50装载机向仓内卸沥青混合料，人工摊平；过渡料使用反铲摊铺，辅助人工整平。

机械摊铺采用WALO公司制造的专用摊铺机，该摊铺机可同时进行沥青混合料和过渡料的摊铺，摊铺机行走速度控制为(1～3)m/min。

沥青混凝土铺筑按一天1～2层控制。当天施工两层时，第一层表面1cm～2cm深处的温度根据现场试验，降到120℃温度以下时，才允许进行第二层施工。铺筑过程中，随时观察铺筑效果,若发现不符合要求,立即停止铺筑，查明原因校正后才能续铺；对已铺但不符合设计要求部位，预以清除并重新铺筑。

专用摊铺机摊铺沥青混合料前，使用激光经纬仪标出准确的坝轴线，并用金属丝定位。通过机器前面的摄像头，可使操作者在驾驶室里通过监视器驾驶摊铺机精确跟随金属丝前进。

在沥青混合料摊铺过程中，随时测量沥青混合料的温度，发现不合格的及时清除。

2.5.2.3 沥青混合料碾压

根据沥青混凝土心墙不同的宽度，采用德国BOMAG公司生产的BW120AD-3双轮振动碾和瑞典戴纳派克LP6500振动碾碾压。碾压温度、遍数及碾压工艺根据报监理工程师审批的试验成果确定。沥青混合料碾压温度140℃～150℃为宜，若摊铺温度过高，摊铺后可静止一定时间后方可进行碾压。振动碾行走速度控制在(20～30)m/min。与岸坡结合部位及振动碾碾压不到的边角或斜坡部位，采用小型人工夯夯实。夯实标准以沥青混凝土表面“返油”为止，同时防止因夯实方法不当导致骨料破碎。

碾压沥青混凝土时，采用错位碾压方式，每次错位半碾宽，从左到右或从右到左的顺序依次碾压。碾压机械不得突然刹车，或横跨心墙碾压。

沥青心墙与过渡层坝壳填筑应尽量平起平压均衡施工，心墙全线均衡上升，使全线尽可能保持同一高程，尽量减少横向接缝。有横缝时，其接合坡度一般做成1∶3，上下层横缝错开2m以上。振动碾压时，横向接缝处重叠碾压30cm～50cm。在心墙两侧4m范围内原则上禁止使用大型机械压实过渡料，如果使用需经监理工程师批准，确定心墙铺筑后多长时间才能碾压，碾子激振力大小等，以防心墙局部受震畸变或破坏，各种大型机械不得直接跨越心墙。振动碾上的粘附物应及时清理。

2.6 沥青混凝土接缝及层面处理

2.6.1 沥青混凝土与混凝土(底座、岸坡)接缝处理

与沥青混凝土相接的常态混凝土表面，采用钢丝刷将浮浆、乳皮、废渣及粘着污物等全部清理干净，用0.6MPa左右高压风吹干，局部潮湿部位用煤气喷枪烘干，保证混凝土表面干净和干燥。

沥青砂浆和沥青混合料铺设时，注意保护和校正止水铜片。不得对止水铜片有任何损害，铺设前混凝土及止水铜片表面干燥洁净，并涂一遍冷底子油确保无空白。冷底子油(稀释沥青)的重量配合比为沥青∶汽油=3∶7，用量约0.2kg/m2，潮湿部位的混凝土在喷涂前应将表面烘干。待冷底子油干涸后，至少不小于12h，方可铺设沥青砂浆。

沥青混凝土与常态混凝土结合面设有层厚1.5cm～2cm薄层砂质沥青砂浆。沥青砂浆要均匀平整，不流淌，无鼓包，与混凝土贴靠牢固。

2.6.2 沥青混凝土心墙横向接缝处理

沥青混凝土心墙尽量保证全线均衡上升，保证同一高程施工，减少横缝，当必须出现横缝时，其结合坡度做成缓于1∶3的斜坡，且上下层横缝位置错开2m以上。

2.6.3 沥青混凝土心墙层面处理

对于连续上升、层面干净且已压实的沥青混凝土，根据现场试验在常温下，层面不需做加热处理，层面结合可满足质量要求。

钻孔取芯后，心墙内留下的钻孔及时回填。先将钻孔冲洗净、擦干，然后用煤气喷枪将孔壁烘干、加热至70℃，再用沥青混合料按5cm一层分层回填，人工夯实。芯样孔回填高度应略高于心墙1cm。施工中要专人负责安装、埋设观测设备，注意保护，防止损坏。

3 沥青混凝土施工质量控制

3.1 沥青混凝土心墙碾压温度控制

沥青混凝土心墙自2007年10月10日开始施工以来，我部加强了对混凝土铺设温度和碾压温度的检测工作。根据试验成果，沥青混凝土铺设温度控制在145℃～160℃，碾压温度控制在140℃～150℃。实际检测沥青混凝土铺设最高温度为160℃、最低温度为150℃，碾压最高温度为149℃、最低温度为140℃。

3.2 沥青混凝土施工检测

沥青混凝土心墙施工以来，通过取样检测混凝土容重最小值为2.530t/m3，最大值为2.583t/m3，大于设计要求的不小于2.4t/m3；检测混凝土孔隙率最大值为2.95%，最小值为1.22%，满足设计要求的小于3%的指标。

3.3 沥青混凝土心墙体型控制

施工期间对沥青混凝土心墙采用每层测量控制体型偏差，心墙共检测5880个点，检测最大超填12cm，最小超填4cm，体型检测发现不存在欠填现象，沥青混凝土施工损耗平均达到13%。

4 施工中应注意的几个问题

4.1 沥青混凝土摊铺应与过渡料同时施工，沥青混凝土心墙摊铺应均衡上升，心墙基面尽可能保持同一高程，避免或减少横缝。

4.2 对于连续上升、层面干净且已压好的沥青混凝土，表面温度在70℃～90℃即可摊铺上层沥青混合料。当下层沥青混凝土表面温度低于70℃时，要加热至70℃～100℃，但加热时间不宜过长，防止沥青混凝土老化。

4.3 对两岸坡接头部位、结合槽、铜止水周围等振动碾不易到达的地方，采用1t振动夯配合重锤人工夯实至“返油”。

4.4 钻孔取芯的部位要随取随盖，尽可能保持孔内洁净并及时回填。回填时，先将钻孔擦干，然后用喷灯将孔壁烘干加热到70℃后再分层人工回填捣实。

4.5 振动碾在心墙上不得急刹车，心墙两侧2m范围内，禁止大型机械进入及横跨心墙。

5 结论

通过采取上述施工工艺和措施，严格控制碾压式沥青混凝土的各施工环节，可缩短碾压式混凝土心墙的有效施工天数。

施工实践证明，目前采用的沥青混凝土拌合及施工工艺是可行的，可以在中小型水库沥青混凝土心墙施工中推广应用。

〔1〕祁世京.土石坝碾压式沥青混凝土心墙施工技术.北京：中国水利水电出版社，2000.

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