沥青混凝土土坝防渗墙的施工技术研究

霍晓伟

【摘 要】：文本围绕混凝土土坝防渗墙的施工工艺、技术以及各工序的具体施工措施进行了具体的阐述和分析。

【關键词】：沥青混凝土土坝 防渗墙 施工措施

一、沥青混合料的制备工艺和技术要求

水工沥青混凝土的不透水性、稳定性、抗裂性、耐久性等技术性质，在一定程度上取决于现场施工的热拌制备这一环节。因此，“沥青混合料的制备”是施工中质量控制的重点工序。

1、沥青矿料的加热

烘干、加热矿料常用的方法，一是钢板炒拌加热，各种矿料按盘称重配好，加热至规定的温度后再加入沥青拌和。此法工效很低，燃料消耗高，适用于小型工程。二是内燃式加热滚筒，适用于规模较大的工程。矿料的加热温度，在油量、风量一定时，主要取决于矿料在烘干筒内停留的时间，应通过调整加料速度和烘干筒的倾角加以控制。由于气温条件、矿石料含水率的变比，倾角的控制需要通过试验确定。沥青混合料出机温度，主要取决于沥青和各种矿料的加热温度。以100#沥青为例，加热温度应为160±10℃，已接近于沥青混合料的出机温度。

2、沥青混合料的配料

沥青混合料的配合比有试验室配合比、施工配合比和施工配料单（或配料比）之分。试验室配合比是用选定的原材料，根据设计、施工规定的技术要求，经室内试验所确定的配合比。施工配合比是对试验室配合比经过现场试铺试验，并根据现场原材料、施工条件进行调整后所确定的配合比，即实际施工采用的配合比。施工配料单是以施工配合比为依据，结合现场原材料的级配，含水量所确定的各种原材料的实际配料重量。由于现场矿料级配和含水量经常变化，因此施工配合比虽然不变。但配料单则需经常调整。

沥青混合料采用重量配合比，矿料以干燥状态为标准。沥青在高温下为液体，亦可按体积配料，只要有正确的称量工艺，均可达到一定的精度要求。目前国内沥青混合料的配合比有两种不同的表示方法，一种是以矿料、掺料总重为100%计，另一种是以沥青混合料总重（包括沥青在内）为100%计。

二、封闭层及降温、防冻设施的施工

1、封闭层的施工

过去封闭层材料一般采用沥青胶，个别也有用乳化沥青的，目前市场上已出现多种沥青防水涂料，可供选择试用。乳化沥青施工较为方便，但对提高防渗性能、延缓老化、免受冰冻损害等不如沥青胶好，为了改善沥青胶的性能，可以加入橡胶、石棉等掺料的。

封闭层用沥青胶应满足在坝面上夏季高温不流淌、秋季低温不脆裂的要求。国内外一些面板工程封闭层，由于原材料与配比选择不当，曾发生过流淌或脆裂问题。这类问题处理起来甚为麻烦。为了保证沥青胶符合设计要求，关键是控制其配合比和封闭层的施工质量，故必须严格按试验室的规定施工。

2、防冻设施的施工

在寒冷地区，土质基础上的沥青混凝土面板如抽水蓄能电站调节池的全开挖或半挖半填土质基础上的沥青混凝土面板往往会发生冻胀现象。防止冻胀的措施目前采用的主要是置换法，即把基础冰冻深度以内的冻胀上挖掉，置换不易冻胀的材料。在填筑体上铺设沥青混凝土面板，则是以垫层（过渡层）作为面板的防冻层。垫层必须选用不易冻胀、透水性好，容易就近取得的材料，同时应有足够的厚度。在寒冷地区，为防止面板开裂，如需在其表面设置防冻保护层时，一般多用混凝土预制板。一般经验是：在冬季前及时覆盖，防止沥青混凝土面板因低温而发生裂缝；混凝土板尺寸不宜过大，混凝土板与沥青混凝土面板之间及混凝土板块之间铺填沥青砂浆2～3cm，废英粘结牢固，防止渗漏和冰推破坏。

三、面板与刚性建筑物的连接施工

由于坝体与岸坡、基础及其它刚性建筑物的连接部位不均匀沉降，常引起面板的过大变形，成为坝体防渗系统中的薄弱环节，这些部位面板的施工工艺应按技术要求严格施工以确保施工质量。

1、混凝土连接面的处理 对连接部位的混凝土表面均要求进行处理，以加强结合。处理中，是喷涂稀释沥青还是乳化沥青，可根据各工程情况选用，其效果均能满足要求。

稀释沥青或乳化沥青的用量规定为0.15～0.20kg/m2，是根据国内各工程使用情况确定的。提出用量限制的目的在于防止稀释沥青或乳化沥青喷涂过厚，反而会降低连接面结合的质量。稀释沥青或乳化沥青的干燥时间受气象条件的影响较大。根据北方几个沥青混凝土面板工程的调查，在一般天气情况下，稀释沥青》12h内、乳化沥青在24h内基本上可完全干燥。在南方地区雨季和干燥时间则有所延长。由于连接部位混凝土结构表面的坡度一般平陡，而且沥青胶涂抹多为手工操作，每层涂抹的厚度应满足“均匀平整，不得流淌”的要求，未作硬性规定，应由现场涂抹试验确定。当层厚较大时，采用一次涂抹，可能发生流淌，则应分层涂抹。

2、楔形体的浇筑

楔形体一般用于柔性扩大的连接型式，其填筑材料的品种应根据设计要求选用。根据对连接部位的开挖检查，楔形体质量基本符合设计要求。尺寸较大的楔形体采用一次浇筑时，因散热速度较慢，影响下一工序的施工，且出现表面沥青富集的现象。因此当楔形体尺寸较大时，以分层浇筑为宜，每层厚度一般为30～50cm，根据国内水库等工程的施工经验，浇筑式楔形体混合料的冷凝时间一般为12～24h。混合料在冷凝前处于流动状态，因此，在斜坡上必须采用模板施工，以保证楔形体的设计轮廓，防止沥青的富集和流失。模块应密缝拼接，不得留有孔隙，以防止沥青漏失。岸坡连接部位的楔形体模板应边安装、边浇筑，逐渐伸延，防止出现冷缝。模板每次安装长度以1.0m为宜，这是为了便于施工和防止沥青混合料的离析。

拆模时间，应根据楔形体内部温度的冷却情况决定。一般应待楔形体内部温度下降到沥青软化点温度以下才可拆模。楔形体浇注温度控制在140～16O℃，浇筑时应由低处到高处依次进行，边浇筑边用插针捣实，以保证楔形体的均匀密实。

3、沥青混凝土防渗层的铺筑

根据国内水库坝体沥青混凝土防渗墙的施工经验，楔形体表层常产生沥青富集现象，且楔形体冷凝速度较慢，给沥青混凝土防渗层的铺筑带来困难，因此，在连接部位的沥青混凝土防渗层多选用自重为300kg、激振力为2.8t的小型振动碾进行压实。当每次铺设厚度为5cm时，压实遍数为8～12遍。采用其他压实工具时，铺层厚度，压实遍数须经试验确定。

四、沥青混凝土心墙铺筑的施工

1、心墙铺筑准备

心墙基座属隐蔽工程，心墙铺筑前应进行中间验收。如发现基座混凝土质量不好，有渗水现象，就会严重影响心墙与基座的结合，经发现应立即进行处理，心墙才继续施工。

心墙与基座连接面的处理十分重要，坝基防渗工程除在廊道内进行帷幕灌浆外应尽量在沥青混凝土心墙铺筑前全部完成。若施工安排确有困难，需留部分防渗工程与心墙铺筑平行进行时，应作出周密的施工计划，合理布置场地，使心墙铺筑不受干扰或尽量减少干扰，确保心墙的铺筑质量和铺筑进度。

2、模板的架设与拆卸

钢模板可用8mm厚钢板制作，其长度应便于两人搬运、架设、拆除，并尽量采用长一些，以减少搭接，一般为1～2m。其高度应与铺筑层厚度一致。如钢模用机械装拆，尺寸则可适当加大。脱模剂的类型很多，如聚乙烯乳液，滑石粉和甘油混合物、石墨粉掺黄油、废机油、苛性钠、硬脂酸、滑石粉与水的混合物等。沥青心墙施工中，避免因测量中心线不准，或因钢模支立偏差过大，或因钢模支立不牢固，造成部分模板偏差。在沥青混合料碾压之前，将钢模拆卸的目的在于使心墙与过渡层形成犬牙交错的锯齿状结合，并便于心墙与过渡层边缘部位的碾压。钢模拆除后，粘在钢模上的少量沥青混合料仍处于温度较高的状态，容易清理干净。

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