某大坝沥青混凝土心墙防渗质量控制措施浅谈

封志勇（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙410014）

某大坝沥青混凝土心墙防渗质量控制措施浅谈

封志勇（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙410014）

大坝混凝土防渗墙具有施工速度快、结构简单等优点，由于防渗心墙具有良好的柔性和防渗性，可以适用于各种沉陷变形，而且还有一定的自愈能力，是一种较为安全的防渗结构。本文以实际工程为例，从原材料质量控制、调整配合比、控制施工过程、检测成墙质量等环节入手，对混凝土心墙防渗质量的控制措施进行了探讨，工程施工后芯样检测孔隙率合格率达到了100%，蓄水后混凝土心墙没有出现渗水的情况，为类似工程积累了参考经验。

混凝土心墙；防渗；质量控制

1 引言

沥青混凝土防渗墙是一种新型的防渗结构，是一种可以适应于各种坝体的防渗结构，具有施工速度快、防渗效果好等优点。混凝土防渗墙主要是将不同级配的石料按照一定的比例经过加热拌和后制成混凝土混合料，然后利用机械设备进行碾压后形成具有良好防水性能的防渗体。混凝土防渗技术主要适用于混凝土心墙、混凝土防渗面板、水工结构物防护面、堤岸护坡防渗等，本文重点对大坝混凝土心墙防渗质量控制措施进行探讨。

2 工程概况

某大坝工程坝顶长度为311.6m，坝体最大宽度为10m，坝体下游坝坡为1：2.0，上游坝坡为1：2.2，坝体主要采用沥青混凝土心墙作为防渗结构，在心墙的上游和下游分别布置了厚度为3～4m的过渡层。沥青混凝土心墙使用直心墙形式，心墙最大宽度为1.2m，顶部宽度为6.2m，心墙厚度呈阶梯性递减，每间隔12m宽度减小10cm。

3 控制材料质量

3.1 选择矿料

混合料矿料要选择和沥青具有良好亲附性的矿料，一般可以选择碱性料。另外，还要求细骨料具有良好的级配，粗骨料具有良好的坚硬度，矿粉的细度也要可以达到规范要求。由于碱性矿料会和沥青中的沥青酸发生反应形成氢键，具有比较强的吸附作用，可以保证混合料质量[1]。因此，本工程施工过程中使用人工碱性骨料进行施工。

3.2 沥青的选择及质量控制

在选择沥青材料时，需要根据设计要求和工程的运行条件确定沥青材料。经过综合考虑后，本工程使用90号沥青进行施工，沥青进场后对沥青的针入度、软化点、延伸度、老化后的各种指标进行试验，并根据试验结果评价相关设计指标。另外，在选择沥青材料时，本工程主要选择规模比较大的炼油厂提供沥青材料，并提高进场沥青材料的检测力度。

4 沥青混合料配合比的确定

矿料的级配和沥青含量对沥青混凝土的可施工性、碾压后密实度、混凝土心墙的耐久性等均有比较大的影响，因此在进行施工前应根据室内配合比的各项试验，提出达到要求的配合比[2]。本工程设计的沥青混合料配合比如表1所示。另外在制备沥青混合料时，还要对沥青混合料、矿料、沥青的温度进行监控，对沥青混合料的出机温度和各个工序的加热温度进行控制，并观察出机沥青混合料的外观，不允许出现花白料的情况。

表1 沥青混凝土施工配合比

本工程按照表1的配合比进行配比后，沥青混合料的马歇尔试验指标合格率达到了100%，恒温管总沥青的合格率也达到了100%。

5 沥青混凝土心墙施工

5.1 碱性骨料的生产和加工

按照沥青混合料配合比得到的试验结果，选择三级配料作为碱性骨料，分别分成10～20mm，5～10mm，0.074～5mm三个级配。采用的料源为从外部购买的成品混合料。使用立轴式冲击破碎机对不同规格碱性骨料产量进行调整，使其可以达到配合比用量需求。

5.2 沥青混混凝土拌制

本工程使用YQLB1000沥青混合料拌合设备进行搅拌施工，理论可以生产60t/h，实际生产过程中的生产量达到了45t/ h，由于施工选择的设备比成熟，自动化程度也比较高，拌和可靠性和拌和量可以达到沥青心墙施工的基本要求。使用内加热的方式对沥青进行加热，为了保证均匀加热，避免沥青出现老化，需要将导热油作为介质来对沥青进行加热。沥青脱水温度保持在110～130℃。在对骨料进行加热时，使用ZL50G装载机将各级骨料上料到配料仓中，然后将冷骨料均匀的加入到加热筒中进行加热，将温度保持在170～190℃。在对沥青混合料进行配置时，先投放矿粉和骨料进行干拌，然后喷洒湿沥青进行湿拌，湿拌时间保持在50～60s，干拌时间保持在10～15s[2]。配合比误差需要控制在以下范围内：填料±1%，细骨料± 3%，粗骨料±5%，沥青±0.5%。

5.3 摊铺作业

本工程使用3台8t专用保温机械运输到施工位置，沥青混凝土使用水平分层法进行摊铺碾压，在进行施工时要根据确定的施工次序、施工放线、摊铺温度、心墙铺筑厚度、碾压温度、碾压次数等进行分层铺筑。摊铺厚度为30cm，碾压后厚度控制在25cm。摊铺作业选择心墙联合摊铺机进行作业，摊铺过程中将摊铺宽度保持在3m，具体的宽度要根据工程的具体情况进行调整，调整范围控制在0.5～1.2m，摊铺机行走速度保持在1～3m/min。

5.4 碾压施工

5.4.1 常规碾压

在进行碾压施工的过程中，需要重点做好碾压参数的控制，首先使用两台振动碾压设备静压两次，然后振压6次心墙两侧的过渡料，接着在进行两次静压，在对沥青混凝土混合料振压6次，振动碾压速度控制在30m/min。

5.4.2 局部碾压

对于无法使用机械设备铺筑的位置安排人工进行摊铺，摊铺过程中夯实温度控制在145℃，铺料的厚度要保持在21cm，使用振动式冲击设备夯击压实，夯击6次后使用直径比坑洞直径小的铁锤进行分层夯实，分层厚度按照5cm一层。

6 沥青混凝土施工控制要点

6.1 拌合站检测

要对每一层的矿料级配都进行检测，细骨料级配误差控制在±0.3%，粗骨料级配误差控制在±5%，填料配比误差控制在±1%。沥青量每一层都要进行一次抽提试验，并对沥青含量进行检测，要求配合比误差保持在±0.3%，施工过程中随时进行检查，要求沥青混合料稀稠度和色泽均匀、一致，不能出现花白料的情况[3]。

6.2 现场施工质量控制要点

（1）在处理混凝土基座结合面时，要先将混凝土基础面的乳皮、浮浆、粘着物等清理干净，然后在将混凝土表面凿毛后，使用高压风将其表面吹干净，烘干潮湿位置。烘干后人工使用冷底子油涂刷两次，当冷底子油干涸以后立即使用沥青玛蹄脂涂抹，涂抹厚度为1～2cm。

（2）边角在施工的过程中，由于摊铺机械无法完成铺筑作业，因此要人工进行立模，然后进行人工摊铺，再使用小型碾压设备压实。

（3）做好质量检查工作。在对混凝土进行人工摊铺和碾压候，要求混凝土表面具有良好的反油性，施工后不能出现纵向裂缝。

（4）在继续铺筑的过程中，要清理干净结合面，对于灰尘等污染可以使用红外线加热器对污面进行烘烤，或者使用空气压缩机将污染面清理干净，当污渍软化以后将其清除干净。

（5）在摊铺沥青混凝土和过渡料时，先使用全站仪进行测定，每隔10m进行一次测放，并使用铁钉对中点进行标记，然后使用墨斗在心墙上将控制中线弹出。摊铺厚度误差要保持在2cm以内，摊铺温度保持在145℃。

（6）碾压施工。在进行碾压施工时，要先对过渡料进行碾压，然后对沥青混合料进行碾压，碾压过程中最低温度要控制在110℃以内，最高温度要控制在150℃以内。

（7）施工后检测。施工完成后使用无损检测和钻芯取样的方法检测混凝土的孔隙率和密度。

7 施工质量检测

施工完成后，质量检测部门根据表2中的规定要求对施工质量进行检查。通过按照表2中的规定要求进行检查，沥青混凝土心墙施工质量良好，没有出现蜂窝、裂纹、花白料和空洞等情况，孔隙率、渗透系数、水稳定系数均达到了指标要求，心墙防渗效果良好。

表2 施工质量检测规定要求表

8 结论

综上所述，本大坝沥青混凝土心墙施工过程中，每上升2～4m都采用钻芯取样的方法对心墙的孔隙率、芯样密度等进行了检测。通过对心墙的各项指标进行检查后证明，心墙防渗质量达到了规范要求，单元工程验收合格率达到了100%，工程蓄水后沥青混凝土心墙没有出现渗水的情况，防渗质量达到了设计要求。实践证明，在混凝土心墙施工过程中，从配合比、施工设备、施工工艺等环节对心墙施工质量进行控制实现了快速连续施工，保证了心墙防渗质量，值得在类似工程中推广应用。

[1]齐江鹏.新疆呼图壁河石门水电站大坝沥青混凝土心墙施工方案优化设计研究[J].中国水运（下半月），2014（07）：235～236.

[2]张 伟.西龙池电站上水库沥青混凝土施工质量控制[D].西安：西安理工大学，2014：22.

[3]周益舒，陈敏洁.水工混凝土施工质量控制管理[J].工程建设与设计，2013（12）：157～159.

TV543.82

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2095-2066（2016）35-0191-02

2016-11-5

封志勇（1978-），男，高级工程师，硕士，主要从事水利水电工程管理工作。