水利防渗工程沥青混凝土心墙技术研究

寇晓峰

摘 要：作为防渗结构的主要类型，沥青混凝土防渗是按照一定比例加热搅拌沥青和各种级配石料，可形成沥青混合料，并经机械碾压可构成防渗体。在水利防渗工程中应用该项技术，可有效提升工程防渗能力及耐久性。本文以碾压式沥青混凝土心墙施工技術为主题，结合具体工程案例，对沥青混凝土心墙施工材料准备及施工工艺进行了分析与探究。

关键词：水利工程；沥青混凝土心墙；施工材料

中图分类号：TV543.8 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0147-01

1 工程概况

某水利枢纽工程控制流域面积达6.64万km2，该工程的主要功能为防洪、供水、发电及航运等，是水涝旱灾防治的重要工程。水库主坝处于河床位置，总长度为1657.31m，主要为碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝，选取浇筑式沥青混凝土心墙坝作为导流明渠。坝轴线上游为沥青混凝土心墙中心线，与坝轴线之间的距离为2m左右，且将砂砾石过渡带设置到心墙两侧，宽度为3m左右。则竖向、水平向排水体设置到下游砂砾石过渡带。221m为主坝坝顶高程，41.5m为坝最大高度，8m为坝顶宽度。选取二级坡用于坝上下游，205m为马道高程，4m为马道宽度，1：2.2为上游坝坡，1：1.9为下游坝坡。选取四角空心混凝土预制块+干砌石用于上游坝面护坡，选取干砌石用于下游坝面护坡。并将贴坡式排水体设置到下游坝址。以200m作为碾压式沥青混凝土心墙分界点，以下位置为0.7m厚，以上位置为0.5m厚，218.5m为心墙顶高程。本工程主要工程量如表1所示。

2 水利防渗工程沥青混凝土心墙材料准备

（1）沥青材料。沥青性能直接影响到土石坝防渗体结构的质量，为此，必须合理选择沥青材料。根据本工程施工实际情况，可选取90#重交通道路沥青材料，其质量应符合相关指标。（2）骨料。骨料在沥青混凝土内所占比例较大，对沥青混凝土性能具有重大影响。作为沥青混凝土的骨架结构，骨料可提高沥青混凝土的强度，且保证其能够承受较大的外力。为此，应选取坚硬、性能稳定的材料作为沥青混凝土骨料，为保证其粘附性良好，必须确保其表面洁净无污染，且粒径、级配符合相关指标规定。根据粒径大小，可将骨料分为两种，即细骨料与粗骨料。细骨料应选取0.074～2.5mm粒径的矿料，通常以河砂、人工砂等为主。为提高混合料的和易性，可适当添加天然砂。粗骨料可选取2.5mm粒径以上的矿料，一般选取碱性骨料最佳。要求所选材料具有洁净、坚硬等特点。（3）填料。0.074mm以下粒径的矿料可看做是填料，其特点为表面积较大。填料在沥青混凝土矿料整体表面内所占比例高达90%以上。填料可与沥青构成沥青胶结料，能够粘结骨料，并对骨料缝隙进行填充。因填料表面较大，当填料自身具有良好粘附性时，其能够有效结合沥青材料。一般选取石灰石等材料作为填料原材料。

按照室内试验结果，以表2数据作为现场铺筑试验碾压式沥青混凝土配合比设计。

3 水利防渗工程沥青混凝土心墙施工工艺

3.1 拌和施工

选取沥青混凝土拌和楼进行沥青混凝土拌和施工，沥青在拌和前需进行加热，温度达到170℃以后即可泵送至拌和楼，通过加热、二次筛分后，骨料可向拌和楼热料仓内存储。沥青混合料拌制过程中，应先进行骨料、矿粉投放，需干拌施工，随后进行沥青湿拌喷洒施工，一般以10s作为干拌时间，45s作为湿拌时间。

3.2 运输施工

水平及垂直运输是沥青混合料运输的主要方式，垂直运输主要是成品料仓转移至现场入仓的过程，而其他过程都是水平运输。按照现场摊铺情况，间隔相应时间，需由成品料仓内下料到自卸车保温箱内，且在2m内控制落差。卸料环节，应匀速下料，且依照实际情况，对运料车适当挪动。向摊铺场地运送时，必须对沥青混合料的温度进行检测，在运输环节还需充分掌握沥青混合料的温度情况。

3.3 摊铺施工

施工前，需凿毛凹槽基座表面，并清理干净表面杂物，确保混凝土表面干燥、清洁。随后将一层稀释沥青喷洒到基础面，3：7为稀释沥青配比中沥青与汽油的比例，待汽油完全挥发后，应将一层沥青砂浆涂抹其上，厚度为1到2cm。根据工程所需可选取人工、机械两种方式进行摊铺施工。

（1）人工摊铺。选取全站仪由测量人员进行心墙中心线、两边界线测放，间隔20m设置一组测量控制点。摊铺施工应选取便于拆除的模板，稳固架设模板后，需保证相邻钢模接缝紧密，向设计宽度调整钢模进行定位后，需在5mm以内控制模板中心线和心墙轴线之间误差。如下层沥青混凝土表面温度不足，加热时可选取液化气喷灯施工。立模作业结束后，需进行两侧过渡料填筑，选用反铲先填筑与模板距离远的位置，随后填筑、整平距离模板近的位置。整平施工时，应避免骨料离析，影响施工质量。随后去除模板，清理干净内侧黏粘的混合料。最后过渡料通过双轮振动碾进行碾压，要求“2遍静碾+4遍动碾”。同样根据施工现场实际情况选取双轮振动碾进行沥青混合料碾压施工。收光时遍数需控制在2遍以上。

（2）机械摊铺。施工前，应清理干净场面，并对摊铺机进行检测。选取专用摊铺机进行机械摊铺，保证沥青混合料、过渡料同时进行摊铺施工。根据实际情况，可在每分钟2到3m之间合理控制摊铺速度。如过渡料下料出口向沥青混合料摊铺位置行走时，可选取装载机将过渡料放入过渡料斗内，随后连续上过渡料与沥青混合料。施工过程中，需指派专人检查，避免出现漏铺等问题。因1.2m为过渡料摊铺宽度，如过渡料在摊铺机控制范围之外，需通过反铲先进行填筑。摊铺施工后，如摊铺机和反铲预铺的过渡料之间存有间隙，需通过人工方式找平施工。摊铺后，可先碾压过渡料，一般碾压遍数为6遍，机械以双轮振动碾为主。

碾压时应与心墙保持一定距离，不得过度碾压，避免因挤压出现心墙位移现象。如陷碾等问题出现于碾压施工中，需及时清理陷碾位置的混合料，并进行新沥青混合料的回填。当边角、接头位置振动碾碾压难度较大时，需采取人工夯进行夯实作业，当沥青混凝土表面呈现为反油状态时即可停止夯实施工，该过程应保证夯实具有合理性，避免粉碎骨料。

3.4 施工控制

因沥青混合料压实度不同于过渡料，为提高沥青混凝土心墙施工质量，保证其压实度满足设计要求，摊铺过程中，相比沥青混合料高度，过渡料应高一些。根据施工现场实际情况，铺设沥青混凝土心墙时需全线平起，尽可能避免横缝产生。如存在横缝，需按1：3设置接合坡度，且错开上下层横缝，2m以上控制错开距离。碾压过程中，横向接缝位置需设置30到50cm重叠宽度。

摊铺时，必须实时对沥青混合料温度进行检测，如材料不合格，则不得使用。特别是雨浸材料，必须作废。沥青混合料碾压施工中，特殊情况下，需将帆布铺设到表面，避免混用振动碾对仓面造成严重污染。

4 结语

综上所述，作为一种薄壁柔性结构，坝壳对沥青混凝土心墙变形起决定作用，但几乎不影响坝体变形，却严重影响心墙两侧坝体分布。为此，在水利防渗工程施工中，必须合理设置沥青混凝土心墙位置。选定位置后，应根据碾压式沥青混凝土心墙的具体要求，依据工程类型、等级及施工现场的工作条件、气候等因素，选择各类施工材料，提高防渗体结构的整体性能。完成上述作业后，需进一步规范施工工艺，提高施工技术水平，做好摊铺作业，只有这样才能全面提升工程质量，才能推动我国水利工程事业持续、健康发展。

参考文献

[1]鲁浦吐拉·木提里浦.水库碾压式沥青混凝土心墙施工技术[J].河南水利与南水北调，2017，（08）.