大坝填筑和沥青心墙的施工技术探讨

孙德刚

（新疆水利水电勘测设计研究院 新疆 乌鲁木齐 830000）

沥青心墙是修建于大坝轴线上游一侧的一个完整的不透水薄壁墙体。沥青混凝土心墙防渗性能好、抗变形能力强，抗震性能好等特点，同时工程造价较为适中，有利于耕地的保护，因此在水利工程中广泛应用。沥青混凝土心墙的施工工艺可以分成浇筑法和碾压法。浇筑法成墙的密实度较低，一般情况下，是适合在50m以下的坝体中使用，因此通常情况下，高坝沥青混凝土心墙采用的是碾压式施工工艺。

1 工程概况

本工程为Ⅵ等小（1）型工程，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。工程导流标准取5年一遇，相应最大洪峰流量为6.76m3/s；大坝施工期临时度汛洪水标准为20年一遇，相应洪峰流量为31.6m3/s。

四道沟水库大坝为沥青混凝土心墙砂砾石坝，坝型为碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝。本工程主要的组成部分包括拦河坝、导流放水隧道、溢洪洞等。拦河坝为碾压式沥青混凝土心墙坝。最大的坝长为215m，坝顶高程为1963.18m。导流、放水隧洞兼有导流、防水以及冲砂等作用，布置在右岸山体内。溢洪洞布置在左坝肩。溢洪洞由侧槽段、隧洞段以及出口消能段组成。

拦河坝为碾压式沥青混凝土心墙坝，最大坝高70.2m；坝长215m。坝顶高程1963.18m，防浪墙顶高程1964.38m，高出坝顶1.2m。大坝上游坝坡取1∶2.25，下游坝坡取1∶1.8，下游坝坡综合坡度为1∶2.2。碾压式沥青混凝土心墙厚度：高程1923.00m以上厚40cm，高程1923.00m～1893.00m厚70cm。高程1893.00m以下本次设计采用厚度为80cm的槽孔混凝土防渗墙。防渗体由沥青混凝土心墙、槽孔混凝土防渗墙、固结灌浆、帷幕灌浆处理后的稳定基岩组成，坝体固结灌浆为2排，排距为3m，孔距2m，固结灌浆深10m，两岸坡帷幕灌浆为2排，孔、排距均为2m，帷幕灌浆深度伸入小于5lu区域；河床段帷幕灌浆为1排，孔距为1m，帷幕灌浆深度伸入小于5lu区域。

2 施工方案

在本工程中进行坝体的填筑施工，采用的是高效的配套施工机械实行全面的机械作业，局部及小结构则灵活采用其他施工方。本工程坝体施工所采用的设备为15～20m3的自卸汽车、小型振动平碾，25t振动碾、山推220推土机、沃尔沃360挖掘机、振动夯板以及蛙夯机等。

碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝的填筑施工采用平起法，即沥青混凝土心墙同上下游过渡层及坝壳土石料平起填筑，跨缝碾压，均衡上升，沥青混凝土心墙必须采取先填筑过渡层后铺筑心墙的平起法施工，同时跨沥青混凝土心墙考虑两座临时钢栈桥，解决上下游交通联系。

3 沥青混凝土心墙控制指标

（1）沥青混凝土。本工程进行沥青混凝土心墙采用的是碾压施工工艺。如表1所示为沥青混凝土心墙的施工控制指标。

表1 沥青混凝土心墙的施工控制指标

（2）过渡层料。本工程中进行过渡层的施工，所采用的材料为天然河床砂砾料。如表2所示为过渡层料的控制指标。

表2 过渡层料的控制指标

4 碾压式沥青混凝土心墙施工

本工程进行碾压式沥青混凝土心墙的施工，其具体的施工工艺流程为：测量心墙轴线→立钢模→心墙两侧过渡料的施工→沥青混凝土运输入仓→沥青混凝土的人工摊铺平整→达到温度要求时进行沥青混凝土的碾压。

4.1 沥青混凝土生产

（1）沥青的熔化和加热。沥青的熔化和脱水使用蒸汽加热法，其脱水稳定应控制在120℃，加热温度控制在150℃～170℃之间。需要特别注意的是沥青在加热管中的存储时间应控制在6h以内。

（2）骨料的加热。骨料的加热温度不得超过热沥青温度20℃。一般情况下骨料的温度应控制在170℃。

（3）沥青混合料的拌和。本工程进行沥青混合料的拌和施工，采用强制式混凝土拌和机。当进行沥青混合料的拌和施工时，应按照粗骨料、细骨料以及矿粉的顺序进行下料。这些材料拌和25s之后，再往其中加入热沥青，并进行60s的湿拌。混合料的拌和施工应确保搅拌均匀。如果拌和施工过程中，暂停作业的时间超过30min时，应将拌和机内的混合料放出，并对其进行处理。

4.2 沥青混合料的运输

沥青混合料的运输车应确保不存在灰尘、泥块以及积液等杂物，保持车内的干净整洁。在混合料的运输过程中应避免混合料出现离析和分层等问题。运输过程中，应采取保温和防晒等措施。同时运输过程中应避免中途出现堵塞。延误时间等问题。当沥青混凝土运输到施工现场，应对其温度和外观质量进行检查，如果温度不满足要求，或者存在花白料等问题时，应将其作为废料进行处理。

4.3 沥青混合料摊铺

为了确保沥青混凝土与基座混凝土之间的有效连接，在沥青混凝土施工之前，应确保基座混凝土表面的粗糙。当基座混凝土达到设计强度之后，应对其表面进行打毛处理，并对其表面进行清理，之后在其上均匀的喷涂一层冷底子油，然后再刷涂一层砂质沥青玛蹄脂。

基座混凝土表面处理完成之后，即可开始进行沥青混合料的摊铺施工。为了确保压实施工的质量，沥青混凝土心墙的施工应与过渡层平起平压，这样可以有效的减少削坡的工作量。此外，在施工之前，应对施工机具设备进行清理和检查。

本工程进行沥青混合料的铺筑施工采用人工立钢模成型的方式。模板采用拆移式钢模。在正式支设模板之前，应先在模板内侧刷涂一层脱模剂。钢模的架设应确保牢固、尺寸准确。相邻钢模之间的搭接长度应控制在5cm以内，定位之后钢模距离心墙中心线的偏差应控制在1cm以内。钢模精确定位完成之后，即可开始进行两侧过渡料的填筑。在填筑施工中，应确保两侧过渡料同时填筑，同时压实，这样可以避免钢模出现偏差移动。当过渡料压实完成之后，接着即可将沥青混合料填入钢模内铺平，一般情况下，沥青混合料的虚铺厚度应控制在25cm。在沥青混凝土的摊铺施工中，应将沥青混凝土表面的温度控制在70℃～90℃之间，如果温度低于70℃，则应采取相应的加热措施进行处理，其中需要特别注意的是加热时间不得过长，以免造成沥青混凝土的老化。在沥青混合料碾压施工之前，应先将钢模拔出。对于拔出的钢模应进行清理，以备下次重复进行使用。在沥青混凝土的摊铺施工过程中，应安排专人对未摊铺的仓面进行检查，确保干净。对于仓面的清理，采用高压风。

4.4 沥青混合料的碾压

当沥青混合料卸入仓内之后，应及时采用平板振动器辅助人工进行摊铺平仓。接着按照碾压试验所确定的碾压遍数进行施工。本工程中进行碾压施工，其具体的碾压遍数为：先进行一遍静压施工，接着进行6遍振压施工，然后再进行一遍的静压施工，总共8遍。在沥青混合料的碾压施工过程中，压路机不得出现突然刹车和横跨心墙行车的问题。横向接缝处，应确保有30cm的重叠宽度。在沥青心墙铺筑完成之后，在心墙的两侧4m的范围内应禁止使用大型机械碾压坝坑填筑材料，这样可以有效的避免混凝土心墙受到局部损害。当碾压过程中，应安排专人进行检查，如果发现出现陷碾的问题时，应及时将碾子吊开，并将出现陷碾问题的部分的新铺沥青混凝土挖除，然后将挖除的部位两侧按照1∶3的斜坡进行处理，最后按照规范的要求重新进行处理。

5 结语

沥青心墙其需要满足防渗性能好、抗变形能力强以及抗震性能好等要求。文章通过结合四道沟水库大坝中的沥青混凝土心墙砂砾石坝为例，对坝体填筑施工采用高效的配套施工机械实行全面的机械作业，局部及小结构则灵活采用其他施工方法。碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝的填筑施工采用平起法。从本工程实施效果表明，本工程高坝沥青混凝土心墙所采取的碾压式施工工艺可以有效地确保了沥青心墙性能要求，可在同类工程中推广应用。※

[1]李旭光.浅谈铁厂沟水库浇筑式沥青心墙坝的施工要点[J]．中国西部科技，2009，（12）28-34.

[2]向永忠.高寒多雨地区碾压沥青混凝土心墙施工技术[J]．合肥工业大学学报（自然科学版），2003，（10）28-34.

[3]何清;吴瑜;刘成有.大石门水电站沥青心墙堆石坝施工导流程序浅析[J].内蒙古水利，2009，（02）：28-34.

[4]饶孝国;纪家新;汤用泉.沥青混凝土心墙的快速摊铺施工[J]．安徽大学学报（自然科学版），2014，（10）：28-34.