狭窄基坑沥青混凝土心墙施工技术

1 工程概况

某抽水蓄能电站上水库采用沥青混凝土心墙堆石坝，最大坝高54.0 m。 下水库也采用沥青混凝土心墙堆石坝，最大坝高70.00 m。 上游坝坡为1∶2，下游坝坡为1∶2，沥青混凝土心墙顶高程1 394.00 m，底板高程1 343.000 m，心墙底部置于混凝土基座上，心墙底端两侧设放大脚，高1.75 m，底部垂直段宽70 cm，心墙厚度t=0.5 m+0.00 404×（1394-心墙截面高程），顶部宽50 cm，在心墙的上游侧设置2 m 厚的过渡层，在下游侧设置3 m 厚的过渡层。 该电站沥青混凝土心墙设计位于狭窄的基坑内，基坑底部宽4.2 m，两侧1 m 高边坡坡比为1∶0.3，1 m 以上边坡坡比为1∶1.5，基坑深4~15 m，基坑边坡为全强风化围岩，遇水、遇风即风化成砂，临时边坡未设计支护，基坑地下水丰富且承压。 本文结合该工程实践，总结狭窄基坑的沥青混凝土心墙施工技术及施工经验。

2 技术难点及创新点

本工程施工难点：（1）施工空间狭窄，导致沥青混凝土及过渡料入仓困难；（2）沥青混凝土心墙施工工艺复杂、技术要求严，狭窄基坑施工工程质量控制难度大，沥青混凝土心墙是工程质量控制的重点；（3）狭窄的基坑中沥青混凝土心墙施工的防水技术及安全技术。 本技术主要从狭窄基坑沥青混凝土心墙施工的基坑排水、沥青心墙防水、边坡安全防护、过渡料的入仓填筑工艺、沥青混凝土入仓填筑工艺的技术出发，克服了狭窄空间施工的制约，解决了施工难题、保证了施工质量及施工安全。

3 施工工艺流程及操作要点

结合常规的沥青混凝土心墙施工工艺， 考虑分析狭窄基坑条件下的施工会影响施工质量及安全的因素， 依据因素制定技术措施， 完善狭窄基坑的沥青混凝土心墙的施工工艺。

3.1 工艺流程

工艺流程如图1 所示。

图1 狭窄基坑的沥青混凝土心墙的施工工艺图

3.2 操作要点

结合该抽水蓄能电站狭窄基坑的沥青混凝土心墙施工，将本技术的操作要点详述如下。

3.2.1 施工排水布置

1）心墙基槽挡水埂：沥青混凝土心墙左右两侧边坡，防止因下雨冲刷风化砂、灌浆废水污染已施工完成的沥青混凝土，两侧混凝土心墙基座5 m 高的位置， 采用沙袋及砂浆设置挡水梗，采用小型抽水泵进行抽排水。 右坝肩坝0+547.2 处设置挡水梗，挡水坎高1.2 m，长7.5 m；左坝肩坝0+698.1 处设置挡水梗，高1 m，长7 m。

2）心墙基槽挡水坎：沥青混凝土心墙第一次施工时，为防止两岸边坡的水进入凹形槽内，在心墙混凝土上、下游设置混凝土挡水坎，混凝土心墙上、下游外侧设置水泵进行抽排水。

3）水泵及排水管路：为保证沥青混凝土干地施工，在挡水坎外侧渗水部位布置水泵抽水， 水泵通过排水管将水引至主泵坑，沿线管路固定于基槽上下游边墙，架空布置；将水抽至下游坝面。

泵坑随大坝填筑进行延长， 保证泵坑一直低于沥青混凝土心墙0.8 m，泵坑80 cm 深一层采用碎石料进行回填碾压参数同主堆料，泵坑一直设置至沥青混凝土心墙出基坑，并准备2 台7.5 kW 水泵备用。

3.2.2 边坡安全

（1）人工配合吊车清理边坡危石；（2）边坡两侧设置截排水沟；（3）边坡采用无纺布进行安全防护；（4）边坡设置变形观测点进行动态监测。

3.2.3 施工程序

边坡每4 m 高度组织一次四方验收， 沥青混凝土从大桩号向小桩号倒退施工，人工支立模板循环作业。 模板支立前，将振动碾停放于大桩号施工区域外侧。人工支立模板长度2 m，模板安装、固定完成后，人工摊铺上下游过渡料；摊铺完过渡料，改造带料斗的ZL50 装载机进行沥青混合料运输，人工整平后将钢模拔出，进行下一循环作业。 根据沥青混合料摊铺温度，选择合适的时机对沥青混合料进行碾压。

3.2.4 人工立模

1）测量放线：施工前由测量人员将相关尺寸线标记在心墙表面。

2）钢模安装：人工摊铺段使用的模板采用沥青混凝土心墙专用模板，模板尺寸1.5 m×3 m，厚度8 mm，相对的两块模板采用可以调节的卡具固定。 为减少沥青附着物黏附，宜在模板安装前表面涂刷沥青脱模剂， 安装好的模板平整度及尺寸应符合相关技术及规范要求（中心线偏差在±5 mm 内），以保证设计宽度。

3）过渡料摊铺：模板安装好后，用塑料布遮盖心墙表面，防止砂石、杂物落入仓面内，人工施工沥青混凝土心墙时，采用装载机配合反铲，将沥青混合料卸入仓号内，反铲摊铺，人工配合整平。 根据试验确定的松铺系数，心墙沥青混合料松铺厚度为30 cm，压实后厚度为25 cm。 摊铺过程中再次进行模板尺寸复核，防止模板变形。

4）结合面清理与加热：沥青混凝土施工的结合面摊铺前要清理干净， 同时使用加热器将接合面温度加热到70 ℃以上。

5）沥青混凝土混合料运输及入仓：沥青混合料采用8 t 自卸汽车覆盖保温被运输至现场，将混合料缓慢倒入LZ50G 装载机斗中，由装载机将混合料卸入模板内，需注意的是，沥青混合料运输设备保证良好的保温效果， 同时在运输和卸料过程中避免骨料分离和外露， 保证混合料连续均匀地从拌和站运输至施工现场[1]。

6）混合料与过渡料碾压顺序及方法：沥青混合料在活动钢模内摊平后将钢模拔出，采用先拆模后碾压的方法，可使沥青混凝土与过渡带形成犬牙交错的断面，利于两者的结合；同时钢模拆除后， 立即将黏附在模板内壁的沥青混凝土清理干净以便后续使用。 碾压时采用2 台3 t 振动碾碾压，静压2 遍，动压8 遍，最后静压2 遍，碾压速度按20~30 m/min 控制。 初压温度不低于150 ℃，终压温度不低于110 ℃。 振动碾在心墙上不得急刹车，心墙两侧2 m 范围内，禁止大型机械进入及横跨心墙。 对两岸坡接头部位、结合槽、铜止水周围等摊铺机以及振动碾不易到达的地方， 采用人工摊铺及手持振动夯人工夯实施工。

4 质量控制措施

4.1 沥青混凝土质量控制标准

沥青混凝土心墙施工对沥青混凝土的配合比和温度的控制要求严格，因此，在施工过程中的质量控制和指标检测尤为重要。 施工过程中严格按照“抽水蓄能电站沥青混凝土心墙施工作业指导书”执行，结合沥青混凝土现场摊铺技术指标对各工序进行全过程质量控制。 沥青混凝土现场摊铺技术标准如表1 所示。

表1 沥青混凝土现场摊铺技术标准

4.2 沥青混凝土生产质量控制

1）拌和站质量控制重点：（1）原材料质量控制；（2）混合料制备过程中的温度控制及外观检查；（3）沥青、矿料的计量控制。

2）拌和站质量控制措施：（1）每层开机拌和时对沥青混凝土矿料做抽提试验，及时调整施工配合比，保证沥青混凝土矿料级配符合设计要求。 （2）根据规范要求严格控制沥青混凝土矿料、沥青的加热温度，保证处理口沥青混合料均匀，无花白料、冒白烟，卸料时不产生离析。 安排专人对每盘沥青混合料的出机口温度进行检测， 对于温度不符合水工沥青混凝土施工规范要求的混合料做弃料处理。 在保证沥青混合料质量的同时为沥青混合料入仓温度满足设计及规范要求打下基础[2]。（3）定期对沥青混凝土拌和站的称量系统进行校核（每月），保证沥青混合料中各级矿料含量与配合比要求保持一致。

4.3 沥青混凝土现场摊铺质量控制

1）摊铺质量控制重点：（1）工序控制；（2）混合料摊铺宽度和厚度控制；（3）混合料摊铺和碾压温度控制；（4）碾压质量控制（压实度、孔隙率等）；（5）外观及平整度检查。

2）摊铺现场质量控制措施：（1）摊铺过程中严格对摊铺温度、初碾温度、终碾温度进行控制，铺筑现场派专人跟踪检测混合料温度，以掌握适宜的碾压时机；（2）通过场外摊铺实验检测沥青混凝土心墙的摊铺厚度为30 cm， 压实厚度约为25 cm；（3）沥青混合料起始碾压时，随着碾压遍数的增加，沥青混凝土重度也随之增加，当碾压遍数达到一定程度时，重度处于一个较稳定阶段，即达到了最大压实重度。 对两岸坡接头部位、结合槽、铜止水周围等摊铺机以及振动碾不易到达的地方，用人工摊铺及夯实[3]。

5 结语