大坝填筑和沥青心墙的施工技术分析

张志

摘 要：沥青混凝土心墙具有多重优势。如，良好的抗震性能与较强抗变形能力，普遍应用在国内水利工程中。从许多工程的应用效果反馈得知，其性能良好。在本次施工中，选取了具体的碾压式沥青混凝土心墙土石坝例子，对其中的施工流程做出了详细的分析，希望借此指导工程施工的进行，同时本次研究也为相关研究提供一定的参考和借鉴。

关键词：大坝填筑 沥青心墙 施工

沥青心墙为不透水薄壁墙体，该墙体比较完整，不但具有较强的抗变形能力，而且还具有出色的防渗性能，此外，抗震性能优异，通常造价适中，在水利工程中应用较普遍。沥青混凝土心墙运用的施工工艺有浇筑法，也有碾压法。浇筑法在成墙方面具有较低的密实度，通常在超过50m以下的坝体中较适宜使用，所以，为加速沥青混凝土施工速度，一定要研究施工方法。

1.工程概况

琼中抽水蓄能电站位于海南省琼中县境内，工程建成后其主要任务是承担海南电力系统的调峰、填谷、调频、调相等。电站枢纽建筑物主要由上水库、输水系统、发电厂房及下水库组成，其中，上库大坝采用碾压式沥青混凝土心墙土石坝。

2.施工方案

坝体填筑采用分区填筑施工程序进行施工。坝基底部过渡料、反滤料填筑，基础面较为平缓，自卸汽车直接将反滤料运输至工作面，后退法卸料，采用推土机平整，自行碾压实。沥青混凝土心墙上下游两侧的反滤层、过渡层，因铺筑宽度较窄，填筑规格要求高，采用反铲挖掘机平整，并进行规格修正，自行碾碾压。反滤层与过渡层同步施工。反滤料与沥青混凝土心墙、坝体均衡上升。坝体填筑运输利用坝基开挖的施工道路，自卸汽车直接运料至工作面，采用进占法和后退法相结合的混合法卸料，推土机平整，拖式振动碾碾压。为了防止坝体出现不均匀沉陷，坝体填筑平起上升。砌石护坡施工采取边填筑，边整坡、边砌石护坡的方式，石料可由坝面汽车直接卸料到工作面，人工搬放、砌筑。

3.沥青混凝土心墙控制指标

3.1沥青混凝土的施工控制指标

该工程在沥青混凝土心墙施工中，分层摊铺厚度小于0.25m，碾压压实后的厚度控制在20±2cm，沥青混凝土指标如表1所示：

3.2过渡层料的施工控制指标

该工程在过渡层施工中，将人工砂石料作为施工材料，级配连续，碾压后强度指标要求干容重不小于2.15t/ m3。拟定的过渡料级配如表2所示。

4.碾压式沥青混凝土心墙施工

本次工程在施工中使用了50CM宽度的碾压式沥青混凝土心墙，施工流程为施工准备→测量放线→基础面清理及加热→铺设2cm厚沥青砂浆→心墙沥青混合料摊铺→装入过渡料→整平→碾压沥青心墙及过渡料→试验检验→进入下一循环。

4.1生产沥青混凝土

沥青的熔化、脱水和加热保温场所必须有防雨、防火措施。

①沥青的熔化：送至工地的沥青为袋装沥青，开包后，人工送進沥青熔化炉进行加热，该加热过程以导热油为介质来加热熔化，确保加热均匀，防止沥青因温度过高而老化。

②沥青的脱水：沥青脱水温度控制在110～140℃，经脱水后，沥青含水率应低于2‰。

③沥青的加热：沥青熔化、脱水一定时间后，继续加热，用专用的恒温储存罐储沥青，加热温度控制在140℃以内，沥青在使用前加热至150℃～170℃，加热时间不超过4小时。

④拌和沥青混合料。根据工程实际情况，为减少费用，本次工程采用简易移动式沥青混凝土拌和站，其中搅拌机采用双卧轴强制式搅拌机，容量不小于1000kg。正式生产前，对拌和系统进行检测，并且进行预热，连续预热时间不得低于40分钟，。拌制沥青混合料时，先投骨料和矿粉干拌20秒，然后再喷洒沥青湿拌，拌和时间60秒。沥青混合料要求拌和均匀，无白烟，包裹效果好，卸料时不产生离析。当在这个过程中，暂停作业时间在30分钟以上时，需要放出搅拌机内的混合料，然后做出处理。

4.2运输沥青混合料

沥青混合料通过装载机运至仓面，装载机料斗四周添加保温材料。运输设备及运输道路应能保证沥青混合料在运输混合料过程中，不出现骨料分离和外漏，温度损失在允许的控制范围内。运输中间防止产生堵塞，不会出现时间延误的情况。沥青土运至施工场地后，检查沥青土的温度，保证其质量符合要求，当温度和要求不相符时，将其视作废料，做出处置。此外，在任何情况下，沥青混凝土心墙都不允许承受横跨心墙的荷载作用。

4.3摊铺沥青混合料

摊铺机摊铺沥青混合料前，首先掀开沥青心墙覆盖布，进行除尘清扫，使用全站仪出准确放出坝轴线，并由铁钉及粉笔线定位。沥青混凝土与常态混凝土的结合面设置2cm厚沥青砂浆，且涂抹宽度至少比心墙基底每侧宽出20cm。沥青混合料采用XT120-95专用联合摊铺机摊铺，水平分层碾压，分层厚度28cm，压实后约24cm左右。改装的保温自卸车装散料运至工作面，并卸至改装的装载机料斗内，由装载机向摊铺机料斗装料。摊铺总宽度为50cm，摊铺机行走速度控制为1～2m/min。沥青混合料摊铺厚度小于28cm，压实厚度控制在23±2cm。专用摊铺机具有良好的预压实功能，可保证心墙受力均匀，碾压密实。

心墙两侧的过渡料要同步铺筑、碾压，因第一层摊铺需装设模板，靠近模板部位作业要特别小心，防止模板变样。过渡料摊铺前，用防雨布遮盖心墙表面，防止杂物污染仓面。距离模板20～30cm的过渡料先不进行碾压，待模板拆除后，与心墙沥青混合料同时进行碾压。

摊铺时，对于连续上升、层面干净且已压实的沥青混凝土，表面温度大于70℃的，层面不作处理，当下层沥青混凝土表面温度低于70℃时，采用自制的煤气罐+红外加热器进行加热，保证温度符合规范要求，，再进行沥青混合料摊铺、碾压。沥青混凝土每天铺筑层数不大于3层，沥青混凝土心墙全线均衡上升，一般无横向接缝。当因天气、设备等原因导致碾压中断，其结合坡度做成缓于1：3的斜坡。

4.4碾压沥青混合料

沥青混凝土心墙碾压采用BW90AD型1.5t振动碾，心墙碾压时以碾压试验要求的碾压遍数进行碾压，本工程在碾压遍数上，先静压施工2遍，停10min，再振动碾压6遍，最后再静压2遍，总共分为10遍。碾压沥青混凝土时，碾压温度控制在140℃～170℃，并且不得低于120℃，不超过180℃。碾压时，应盖布碾压，碾压过程中应及时清理仓面上的污物，并防止心墙断面缩小。碾压完毕后，用核子密度仪进行密度、孔隙率检查，进用渗透仪检测渗透系数，结束沥青心墙铺筑后，在心墙的两边4m内不得在坝体填筑材料的碾压中使用大型机械，如此，可保护混凝土心墙不受局部破坏。安排专人负责整个碾压过程的检查工作。

5.结束语

心墙的施工进度对度汛安全产生直接影响，较大程度上影响到整体工程成功与否。沥青心墙需要满足多项要求。本次研究的对象选取沥青混凝土心墙土石坝。在坝体填筑施工中，将高效的配套施工机械应用其中，将其余施工方法应用在小的结构与局部中。填筑施工运用的施工方法为平起法。从实践反馈的效果来看，该次工程中使用了碾压式施工工艺，如此，确保了沥青心墙性能和实际要求相符，可于相似工程中普及使用。

参考文献：

[1]朱志坚，晋良军.气候恶劣地区碾压沥青混凝土心墙快速施工方法[J].水利水电施工，2015， （04）：21-22+30.

[2]孙德刚.大坝填筑和沥青心墙的施工技术探讨[J].陕西水利，2015， （S1）：68-69.