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摘要：沥青混凝土心墙施工在混凝土质量及心墙施工工艺上都有着严格的技术要求，基于此，文章通过实际案例，对沥青混凝土心墙的施工技术展开探究，对实际工程的施工具有一定的指导作用。
关键词：沥青混凝土心墙；施工工艺；混合料
沥青混凝土心墙具有结构简单、工程量小、施工速度快、变形能力大、防渗性能安全可靠等特点，具推广应用价值。但这种结构施工技术要求高，工艺复杂。实际上，因沥青混凝土配合比不合理、施工参数控制不准确和测量放样不到位等原因造成的质量事故仍时有发生。为保障沥青混凝土心墙的施工质量及安全施工，在沥青混凝土心墙施工过程中对每个环节的施工技术进行严格把控具有必要性。
1.工程概况
某水库具有灌溉、集镇供水和农村人蓄饮用水供水功能。水库流域面积16.8km2，总库容435万m3，由拦河坝、溢洪道、输水隧洞、渠系工程等组成。拦河坝为沥青混凝土心墙风化料碾压坝(见图1)，最大坝高66.5m，坝顶长171.0m，宽8.0m，坝顶高程1162.8m;沥青混凝土防渗体采用直立的碾压式沥青混凝土结构，墙体轴线设在坝轴线上游2.2m处，顶宽0.6m，中部宽1.0m，底部宽1.2m，心墙上下游侧与坝壳风化料之间各设3m厚的过渡层。溢洪道布置在拦河坝左岸坝肩。输水(导流)隧洞布置在拦河坝右岸，为两洞合一龙抬头形式，进口底高程1122.20m。引水渠道总长19.7km，总干渠设计引水流量0.68m3/s。
图2沥青混合料生产工艺流程图
2.2材料储存、输送、加热
(1)骨料。不同粒径的净料分仓堆放，通过ZL30装载机分别转入各级配冷料仓中备用，再通过电振配料器按配料比例经称量后进行初配，卸入上料皮带，经上料皮带机输送至干燥加热筒。冷骨料均匀连续地进入干燥加热筒加热约3～3.5min，其加热温度根据沥青混合料要求的出机口温度(160～170℃)控制，并实时监测骨料温度，便于操作员及时调整火力大小和烘干时间。经过处理后，泥土杂物变成粉尘，通过高压吸尘器吸出。经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分级，按粒径尺寸储存在热料仓内，供配料使用。
(2)填料。填料储存在35t圆筒罐中，经螺旋输送机送入粉料称量斗中。矿粉料不需加热，直接进入拌罐内拌和，但应保持干燥，不允许有成块结团现象，否则作废料处理。
(3)燃料。骨料干燥加热用燃料、沥青熔化脱水加热保温燃料主要采用煤。为保证存储燃料的供给，建一个燃料储存仓。
(4)沥青。本工程选用热熔沥青，储存在沥青恒温罐中。沥青从恒温罐至拌和站采用外部保温的双管道输送，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。沥青在沥青罐中依靠导热油进行融化加热，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要求确定，一般控制在145～165℃。
2.3沥青混合料拌制
沥青混凝土拌制采用1000型沥青混凝土拌和站，顶一层为振动筛分仓，顶二层为称重储料仓，第三层为拌合仓。加热后的骨料经二次筛分，排除超径、逊径，各自进入相应存储和称重计量仓;加热后的沥青通过加压泵输送至顶二层的沥青存储称重仓;常温矿粉通过垂直运输至顶二层的矿粉存储称重仓。各种原材料称重计量后进入第三层拌合仓(全自动双轴间歇强制式)，全过程均采用微机自动控制。拌合时，先将骨料与矿粉(矿粉不需加热)干拌15s，再喷入沥青湿拌45～60s，然后出料。拌出的沥青混合料确保色泽均匀、稀稠一致，无花白料、冒黄烟及其他异常现象，卸料时不产生离析，温度控制在150～165℃。
拌和站停机前，用热矿料搅拌清理干净搅拌机。因机械故障或其它原因停机超过30min时，放出搅拌机内的沥青混合料，用热料搅拌清理，防止沥青混合料凝固。
2.4沥青混合料运输
沥青拌合站布置在大坝右岸下游，距离心墙位置约350m。由于距离短，运输速度较快，运输时间较短，直接采用山工50改装的装载机运输至仓面，另配一台10t自卸汽车(沥青混凝土专用车)辅助运输。
3.心墙施工工艺
3.1心墙分区
沥青混凝土心墙施工分为四区(见图3)，其中Ⅰ区(高程1097.73～1100.33m)心墙底宽2.04m，深入基座混凝土0.5m，在2.1m高度范围收成1.2m;Ⅱ区(高程1100.33～1118.4m)心墙底宽1.2m;Ⅲ区(高程1118.4～1140.4m)心墙底宽1.0m;Ⅳ区(高程1140.4～1162.4m)心墙底宽0.6m。
3.2工艺流程
3.2.1人工摊铺工艺流程
图3心墙施工分区图
人工摊铺工艺流程如下:接缝、层面处理→测量定位→钢模板架设→过渡料摊铺→过渡料初碾→沥青混合料入仓→人工摊铺整平→拆模→过渡料碾压→沥青混合料碾压→过渡料补碾→检测合格转下一层。人工摊铺工艺流程示意图见图4。
图5机械摊铺工艺流程示意图
3.3接缝、层面处理
沥青混凝土心墙接缝包括沥青混凝土与底座、岸坡的接缝及沥青混凝土施工时本身的横向接缝。层面指已铺筑的沥青混凝土与待铺筑的沥青混凝土结合面，亦即上下两个铺筑层的结合面。
(1)接缝处理。首先，常态混凝土达到设计强度70%后进行凿毛处理，凿毛后清除废渣，用钢丝刷去掉表面浮浆、乳皮等，用高压风枪吹干净，局部潮湿部位用煤气喷枪烤干，确保混凝土面清洁、干净、平整、无露筋、干燥。其次，混凝土面喷涂一遍稀释沥青(沥青与汽油比为3∶7)，止水铜片处涂刷2～3遍稀释沥青，确保无空白。最后，稀释沥青干涸大于12h后，混凝土面涂刷1～2cm厚沥青玛蹄脂(由沥青、矿粉、砂按1∶2∶2拌制而成)。出现横向接缝时，结合坡度做成缓于1∶3的斜坡，上下层横缝位置错开2m以上。
(2)层面处理。连续上升、已压实的层面，温度符合要求的，不做加热处理;不连续的层面，清除干净粘着的污物，用煤气喷枪烘干加热至70℃;钻孔取芯留下的钻孔先冲洗干净，再用煤气喷枪烘干孔壁、加热至70℃，最后分层(每层厚5cm)回填沥青混合料，人工夯实。
3.4模板安装、拆除
模板采用钢模板，长1500mm，高300mm，厚6mm，两侧采用角钢限位卡固定，模板间采用承插式连接，中心线安装偏差控制在±5mm。沥青混合料松铺摊平后拆除模板，及时清除表面粘附物，保证清洁、干净，可不涂刷脱模剂。
3.5沥青混合料摊铺
沥青混凝土心墙采用水平分层、全轴线不分段一次摊铺碾压法施工，沥青混合料和过渡料从最低处开始向上层逐层铺筑;沥青心墙、过渡层、坝壳填筑尽量平起平压均衡施工;心墙全线均衡上升，尽可能保持同一高程;分层摊铺厚30cm。前期心墙跨度小时用人工摊铺，跨度大后采用机械摊铺。
(1)人工摊铺。人工摊铺心墙时，采用山工50改装的装载机向模板仓内卸沥青混合料。卸料要均匀，以减少工人劳动强度。平仓时，用铁耙子摊平沥青混合料，以避免拌和好的沥青混合料分离。
(2)机械摊铺。摊铺机械采用定制的摊铺机，配有过渡料仓和沥青混合料仓。过渡料用自卸汽车运至工作面附近后，再用挖掘机装料至摊铺机料斗内。沥青混合料用山工50改装的装载机直接卸至摊铺机料斗内。摊铺机可同时铺过渡料和沥青混合料，行走速度控制在1～2m/min。摊铺时，随时注意摊铺机料斗中沥青混合料数量，以防“漏铺”和“薄铺”现象发生。
3.6沥青混合料碾压
沥青混合料碾压以骑缝碾压为宜，禁止突然刹车。温度控制在135～155℃，初碾温度不宜低于130℃，终碾温度不宜低于110℃。碾压遍数为静2+振8+静2，振动碾行走速度控制在20～30m/min。机械碾压不到的部位采用人工夯锤夯实，以表面返油为夯实标准。
4.施工质量控制
沥青混凝土心墙施工技术要求高，工艺复杂，质量控制分为三个过程:拌制现场质量控制、铺筑现场质量控制和施工质量检测。
4.1拌制现场质量控制
(1)原材料质量控制。沥青混合料所用原材料有沥青、粗细骨料、填料。同厂家、同标号的沥青每批到货检测一次，检测针入度、软化点及延度等指标。粗细骨料每100～200m3检测一次，检测吸水率、压碎率、针片状颗粒含量、含泥量、坚固性、黏附力等指标。填料每批到货检测一次，检测含水率、亲水系数、级配等指标。
(2)拌和质量控制。拌和站严格按配合比拌制，配料误差控制在允许范围内，确保拌制的混合料色泽均匀、无异常。
4.2铺筑现场质量控制
(1)温度控制。混合料铺筑过程设专人严格检查控制摊铺温度、初碾温度、终碾温度，掌握适宜的碾压时机。
(2)厚度控制。沥青混合料松铺厚30cm，人工辅助整平时，随时用3m靠尺检测松铺平整度;摊铺机摊铺时，确保行走速度均匀。
(3)宽度控制。用全站仪测量定出心墙轴线后，先在心墙中线、边线上每隔15m定位一个钢钉控制点，再用墨斗白灰线弹出心墙中线、边线，确保心墙轴线上下游满足宽度要求。
(4)碾压控制。碾压应均速行走，禁止突然刹车，速度控制在20～30m/min;温度控制在135～155℃，初碾温度不宜低于130℃，终碾温度不宜低于110℃;碾压遍数为静2+振8+静2，确保碾压后表面平整、返油、色泽均匀。
注:针入度测试温度为20℃;延度测试温度为15℃;心墙质量检测采用钻孔取芯，芯长30～40cm。
(5)外观检查。每层及时检查外观，若出现峰窝、麻面、花白料等现象，及时按要求处理。
4.3施工质量检测
工程于2017年3月11日通过导截流及坝基开挖验收，4月6日开始心墙铺筑，6月13日心墙由底高程1097.73m铺筑至1120.68m，确保2017年安全度汛。进入主汛期，暂停施工。扣除各种影响因素，心墙施工累计37天，总共铺筑85层，每层铺筑厚30cm，压实后厚27cm，总高22.95m。施工过程分别对沥青、沥青混合料、碾压后沥青混凝土进行质量检测，结果表明，各指标均满足质量要求(详见表1)。
5.结语
综上，沥青混凝土心墙质量控制涉及沥青混合料的制备和心墙施工工艺等方面。本文依托成功的工程实践，对心墙施工过程的各个环节进行了研究，分析和总结了施工工艺和质量控制要点，并指出施工过程中需要注意的问题,可为沥青混凝土心墙的推广应用提供参考。
参考文献：
[1]封志勇.某大坝沥青混凝土心墙防渗质量控制措施浅谈[J]. 低碳世界, 2016(35):191-192.
[2]何锡凯,李娅,吴云凤.玉滩水库扩建工程主坝沥青混凝土心墙施工及质量控制[J].水利水电工程设计, 2013, 32(1):51-53.
论文作者:徐期麟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/2
标签：沥青论文; 混凝土论文; 骨料论文; 质量控制论文; 温度论文; 高程论文; 拦河坝论文; 《防护工程》2017年第34期论文;