碾压式沥青心墙坝在沙尔托海水库中的应用

宋力德

摘要：沥青混凝土具有很好的防渗和适应土石坝沉陷变形性能，已原来越多应用于水工建筑物中，沥青混凝土技术应用于水工建筑物的防渗心墙已有40余年的历史，近几年引入到新疆，对新疆的水工建筑物保证工程质量起到了积极的作用。

关键词：沥青原材料；施工方法；注意事项

1 工程概况

沙尔托海水库位于精河县西南面总库容998×104m3，控制下游灌溉面积20.85万亩，工程规模为中型，工程等别Ⅲ等，主要建筑物大坝为3级，大坝坝顶高程607.34m，坝顶长度170.0m，坝顶宽度8m，最大坝高58m。沥青混凝土心墙与灌浆基座结合，接触段局部加大，扩大段高3m，厚度由2m过渡到0.7m；心墙由底向上分别为0.7m、0.5m两种断面，沥青砼心墙与防浪墙连接。

沙尔托海水库工程的防渗设计为重直防渗，河床基岩和两岸岩体采用帷幕灌浆，河床部位采用混凝土防渗墙，与镶人基岩的混凝土基座及大坝沥 青混凝土心墙一起构成枢纽垂直防渗体系。

2 沥青混凝土原材料的选用

2.1 原材料

沙尔托海水库沥青混凝土所用材料为70#a道路沥青，当地河床天然粗细砂石骨料、42.5普通硅酸盐水泥填料。

2.2 沥青

沥青是混合料的重要组成部分，其质量的好坏直接影响工程的防渗效果，沥青的选择是工程质量的关键。本工程选用中石化新疆库车金石70#a道路石油沥青，厂家对每批进场沥青提供出厂试验检验合格报告，进场后按每30T取样检测一次，（一批不足30T也检测一次）检验合格方可用于工程施工。

沥青主要指标及检验成果详见表1

2.3 矿料

沥青混凝土矿料包括粗骨料、细骨料及水泥（代替矿粉），沙尔托海水库沥青混凝土粗、细骨料采用当地天然粗骨料筛分成20～10mm、10～5mm、5～0.075mm三种成品运至工地分仓堆存。水泥仓储在专用的50t水泥仓储罐内。骨料堆存场均架设有防雨措施，地面采用低标号混凝土找平并高出周围地面10cm，以防雨水倒灌。在沥青混凝土摊铺前对加工好的粗细骨料的物理力学性能进行了检验，检验结果见表2、表3、表4（随机取样）。从检测成果主要指标满足规范要求，才可用于工程施工。

3 施工配合比及允许偏差指标

沥青砼配合比报告单

4 沥青混凝土的拌制和运输

沥青混凝土采用全自动双轴强制式搅拌机拌制，整个拌制过程由微机自动控制。将热骨料与水泥（水泥不需加热）干拌180s，再加入热沥青湿拌50s。沥青混凝土混合料出机口温度控制在150～170℃。沥青混凝土混合料采用ZL30运输机由拌和站直接运至摊铺现场，运距400m。

5 沥青混凝土的铺筑施工

沥青混凝土施工以机械摊铺为主，两岸廊道砼结合处扩大段部分采用人工立模摊铺。

5.1 人工摊铺

测量放线→支立钢模→毡布铺盖模板→过渡料铺筑与初步压实→基面面处理（表面清理、干燥、加热）→人工摊铺沥青混合料→抽掉钢摸→铺盖毡布→过渡料碾压和沥青混合料碾压→施工质量检查。

5.1.1 混凝土基础面处理

沥青混凝土心墙同周边建筑物的连接是防渗系统结构的关键，其处理的好坏将直接影响大坝的安全，必须精心组织施工。

a.混凝土基础面凿毛：待混凝土强度达到设计值的70%后即可进行凿毛。采用带刃的小斧或錘剁掉混凝土表面的乳皮，并用高压风吹净，保证混凝土面平整、干燥。

b.涂刷稀释沥青：稀释剂采用汽油，其掺配比例应视气温、风力等气候条件确定，一般采用40：60（沥青：汽油）。涂刷后的混凝土表面应为棕色。

c.涂刷沥青玛蹄脂砂浆：厚度一般为1～2cm。在施工现场采用人工拌和，对人工砂和矿粉分别加热，温度控制在150～170℃，然后再加入到热沥青（140～160℃）中一起搅拌均匀。

d.铜止水表面用热沥青涂刷两遍。

5.1.2 钢模安装

a.钢模采用300mm×6mm×1250mm的钢板制作，模版两侧采用角钢限位卡固定，模板间连接采用承插式。

b.钢模安装前表面涂刷机油脱作为模剂，拼装好的模板平整严密，尺寸准确。定位后模板距心墙中心线偏差一般控制在±5mm内。

5.1.3过渡料铺筑

模板立好后，用毡布遮盖心墙表面，防止砂石、杂物落入仓面内。采用1m3反铲将掺配好的过渡料粗平，人工配合整平，松铺厚度为30cm。心墙两侧的过渡料应同时铺筑，靠近模板部位作业时要特别小心，防止模板走样、变位。

（过渡料铺筑）

5.1.4结合面清理与加热

结合面要清理干净，摊铺前用红外线加热器（局部采用煤气喷灯）使接合面加热到70℃以上。

5.1.5沥青混凝土混合料运输及入仓

由于沥青拌和站距离心墙铺筑现场较近，沥青混凝土混合料拌好后采用ZL30运输机由拌和站直接运输至仓面入仓，人工整平，松铺厚度为30cm，误差控制在±2cm内，入仓温度控制在155～165℃。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，这样对防止沥青心墙的塑性变形具有重要意义。钢模拆除后，立即将粘附在模板内壁的沥青混凝土清理干净，以备下次使用。

（沥青混凝土混合料入仓人工平整）

5.1.6混合料与过渡料碾压

a.碾压顺序及方法：采用2台2.0t自行式振动碾同时静压心墙两侧过渡料2遍后再动压6遍，最后振动碾压沥青混凝土混合料6遍。振动碾行进速度按30m/min控制。沥青混合料摊铺完成后，用毡布将沥青混合料表面覆盖，其宽度为盖住上下游过渡料各20cm，然后振动碾在毡布上碾压，这样不仅解决了沥青混合料表面污染，而且保持了沥青混合料表面的温度，不产生硬壳。实践证明经过这种方法碾压后的沥青混合料表面“返油”良好，未产生纵向裂缝。由于采用毡布遮盖，解决了沥青混凝土表面的“冷却”问题，所以在用振动碾碾压时，还可以采用边下料、边摊平，碾压的方法施工。对于振动碾碾压不到的边角部位（如铜止水附近和齿槽边角），采用重锤人工夯实，直至表面“返油”为止。

b.碾压温度：碾压时最高温度不超过150℃，最低温度不低于130℃。

（2台2.0t自行式振动碾碾压沥青砼填料及过渡料）

6.结语

沥青混凝土施工是一种热施工，对沥青混凝土的施工配合比和温度控制等要求比较高，对沥青混凝土的施工质量参数严格进行跟踪，发现问题及时进行处理解决，现水库已下闸蓄水，完成质量较好。