金平电站堆石坝沥青混凝土心墙施工质量控制要点.pdf

8 水 利 水 电工 程 设 计D WR H E 2 0 1 5年 第 3 4卷 第 3期 金平电站堆石坝 沥青混凝土心墙施工质量控制要点 王腾 飞 左凤 霞 朱金 成 摘要 金平水 电站大坝设计结构为沥青混凝土心墙堆 石坝，在施工过程 中如何保证沥青 混凝 土心墙施工质量 成为 堆石坝施工 的重 点，因此，控制好 沥青 混凝土 施工的各个 环节也就成 为保 证沥青混凝土心墙 质量 的关键 ，主要是针 对沥青混凝土心墙施 工过程质量控制要点进行阐述 。 关键词 沥青混凝土心墙 拌制 运输 铺 筑 碾 压 中图分类号T V 5 2 3 文献标识码B 文章编号 1 0 0 7 6 9 8 0 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 0 8 0 4 金平水 电站大坝为沥青混凝土堆石坝 沥青 混凝土心墙为直线形 顶部高程 3 0 9 2 3 0 m，顶宽 O 5 m，向下 逐渐 加厚 ，最 大底 宽 为 2 3 m。沥 青心 墙底部和岸坡设垫座 垫座下设厚 1 2 m的全封闭 混凝 土 防渗墙 ，嵌 入基岩 1 0 m，最大深 度 8 0 0 m。混凝土防渗墙墙顶与钢筋混凝土垫座之间采用 柔 性 连 接 钢 筋 混 凝 土 垫 座 与 沥青 混 凝 土 心墙 之 间 采 用 刚 性 连 接 。 心墙 与混 凝 土之 间设 铜 止 水 防 渗 。 1 堆 石坝沥 青混凝七J 墙主要控制要点 在沥青混凝土心墙施工过程中主要控制要点 是 ：( 1 ) 沥青心墙与普通混凝土面连接 ；( 2 ) 沥青混 凝土配合比；( 3 ) 沥青混凝土原材料控制 ；( 4 ) 沥青 混凝土拌制与运输 ；( 5 ) 沥青混凝土层面接合 ；( 6 ) 沥青 混凝 土 铺料 与 碾压 ；( 7 ) 冬 雨 季施 工保 证 ；( 8 ) 沥青混 凝 土取 样试 验 2 沥青心墙 与混凝土面连接 堆 石坝沥青 心墙底 部及 两侧位 置均 由混凝土 连接 连接 质量直接关 系到沥青 心墙 防渗 质量 。 为保证连接质量 施工前需要对混凝土面进行打毛 ( 或凿毛) ，保证混凝土表面粗糙 、平坦 、干燥和 洁净 ，处理 混凝 土表 面要尽 量 防止凿 出小 深坑 ， 防止涂冷底子油时造成沥青淤积 ，使冷底子油干 燥 时 间延 长 和影 响 沥 青 中 的汽 油 挥 发 。影 响 混 凝 土表面粘接强度 ；施工中严禁混凝土表面有乳皮 、 浮尘和潮湿 ( 明水 ) ，混凝土表面严禁露 出尖骨料 ， 避免 降低沥青与混凝土的粘结力 。如果表面有 凹 坑 突 角 ，要 进 行 处 理 或 修 整 ；铜 止 水 焊 接 和 埋 设 位置一定准确。 心墙 与底板 、垫座基 面之 间先喷冷 底子 油 ， 涂 抹时要均匀 、无空 白、无 团块 和色泽要一 致 ， 最好是 浅褐色 ，分 2 3次进行 涂刷 ，涂量约 0 2 k g m ，待冷底子油干涸后( 一般不小于 1 2 h ) ，再铺 设沥青砂浆 ；沥青砂浆涂抹厚度一般为 1 5 c m( 一 般 为 1 2 c m) ，涂抹后 表 面要 无鼓 泡 、无 流 淌 、平 整 光顺 。 3 沥青混凝土配合 比 推荐的沥青混凝土心墙配合比见表 1 ，后经过 现场多组对 比试验并经生产性试验 ，最终确定 的 沥青混凝土施工配合 比，详见表 2 、3 。 在施工过程 中，每次开盘前沥青混凝 土配合 比均经过监理工程师审批 。并对现场各种原材料 进行筛分试验 ，根据试验结果对沥青混凝 土配合 比进行微调 ，确保沥青 混凝 土配合 比的准确性 、 科学性和严谨性。 表 1 推荐 沥青混凝土配合 比 王腾 飞等 金 平 电 站 堆 石 坝 沥 青 混 凝 土 心 墙 施 工 质 量 控 制 要 点 9 。 4 沥青混凝土原材料控制 沥青混凝土粗骨料采用现场砂石骨料加 工厂 生产专用骨料 ，细骨料采 用砂石 骨料加 工厂生产 人工砂和 当地生产河砂 ，填料采用 “ 镇旺牌” 白 色矿粉 ，沥青采用新疆克拉玛依 中石化 “ 东海牌” 7 0 水工沥青 。各种结果见表 4 6 。为保证沥青混 凝 土质量首先要保证原材料质量合格 施工时每 次开盘前先对骨料 、填料进行检测 ；沥青原材料 实行每车次检测 ，检测合格后再卸车。 5 沥 青混凝 土拌制与运输 表 4 粗骨料检测结果 ( 粒径 2 3 6 1 9 m m) 一目 (2 5 y密 y l ：g 塑 ( 5 e ra ra i n , 1 5 C ) e m 丽 C 5 1 沥 青混凝 土拌 制 沥青混凝土拌和设备采用 固定 间歇式 沥青 拌 和站 。间歇式沥青拌和站的工作原理是连续进行 骨料烘干，再 由振动筛进行二次筛分 ，电子计量 。 各种材料的计量和拌和是按周期 ( 4 5 s ) 进行的。控 制 骨料 、沥青 、矿粉 、添加剂 的计量精度是沥青 混合料成分质量 的保证 。该工程沥青搅拌计量精 度采用动态计量精度 ，因故 停机时间超过 3 0 m i n 时 ，就将机 内沥青混合料及时清理干净 ：对沥青 温度应随时检测 。并控制在 1 5 0 1 7 0：对骨料 每天至少试验 1次 温度从执料 中随时检测 ，并 控制在 1 7 0 1 9 0 o C；机 口温度控制在 1 5 0 1 6 5， 每盘 出料均进行测温。 5 _ 2沥青 混凝 土运 输 沥青混合料 运输采用 5 8 t 封 闭式专用 运输 车 现场采用保温储罐储存 。保温时间 2 4 h内每 l O 水 利 水 电 工 程 设 计D WR H E 2 0 1 5 年 第 3 4卷 第 3期 4 h温度降低不超过 1，尽量避免温度损失 ，现 场抽取试样 ，测试频率为每 5 1 0 mi n 1次 ；还要 进行沥青混合料 的抽提试验 ，误差控制在 0 3 ， 防止 沥青混合料在运 输过程 中出现离析 和分层 ， 在转运或卸料 时出 口处沥青混合料 自由落差应小 于 1 5 I n 。 6 沥青 混凝土铺料 与碾压 6 1 模板 模板采用 3 0 e m高、2 m长、4 mm厚钢模板 ； 沥青混 合料摊铺前按 摊铺机 的钢模宽度 调整好 ， 钢模要 牢 固、拼接严 密 、尺寸 准确 、拆 卸方便 ， 钢模 定位 后 中心 线距 心墙 设计 中心 线 偏差 应小 于 5 mm。 施工时 ，模板 内壁采用脱模剂或轻柴油进行 脱模处理 ，脱模剂按火碱： 硬酸： 滑石粉： 水( 8 0 o C ) 为 1 ： 2 0 ： 3 3 0 ： 4 0 0比例进行配制 ，为防止沥青混凝 土心 墙污染 ，尽量减 少脱模 剂用量 ，优先采用物理方 法脱模。 6 2 沥青 混合 料摊 铺 采用专用摊铺机和人工辅助摊铺 摊铺速度 通过现场试验确定 。过渡料铺筑 时要先用 防雨布 或其他材料遮 盖心墙 表面 ，防止砂石 、尘土等杂 物 落 人 仓 内 。 心 墙两 侧 的过 渡 料要 同时 填 筑 、碾 压 ，靠近模板部 位作业 时要 特别注意 ，防止模板 走样 、移位 。距 模板 2 0 3 0 c l n的过渡料 先不碾 压 待模 板拆除后 与心墙沥青 混合料 同时碾压 。 心墙松铺厚度采用 3 0 e m：连续铺筑 2层及 以上沥 青混凝土时 ，下层温度要降至 9 0以下时方 可摊 铺 上层沥青混合料 沥青混凝 土每天铺筑层数控 制在 1 3层。铺 筑沥青混合料 时发现花 白料或搅 拌不均匀料 ，要及时清除。 6 3 沥青混合料碾压 碾 压 设 备 采 用 R WYL 5 1 C型 1 7 t 振 动 碾 碾 压 沥青心墙 ，采用 3 t 振动碾碾压过渡料 ，沥青混合 料与过渡料碾压 宜先过渡料后沥青混合料 ，沥青 混 合 料先 采 用 无 振 碾 压 再 进 行 振 碾 ，碾 压 速 度 控 制在 2 0 3 0 m m i n ，前后交接处重叠碾 压 3 0 0 5 0 0 mm，碾压时禁止急刹车或跨心墙行走 ；碾压 时严 格控 制碾压 温度 。初 碾温度控 制在 1 4 5 1 5 5 o C， 终碾温度控制在 1 2 0 1 3 0 o C 。第 1层碾压顺序 为 ( 铺 筑基 础为原做生产 性碾压试验 的硬基础上 ) ： 静碾过渡料 1 遍一静碾沥青混合料 2遍一 动碾过 渡料 3遍一 动碾沥青混合料 1 0遍一动碾过渡料 3 遍 。最后用 1 5 t 振动碾在沥青心墙静碾 1 遍收光 ， 过 渡 料用 3 0 t 振 动 碾 静 碾 1 遍 压 平 过 渡料 与 心 墙 接触部位 ；第 2层碾压 ( 基面为沥青混凝 土) 顺 序 为 ：过渡料静碾 1遍一 沥青 混合料静碾 2遍一 动 碾过渡料 3 遍一动碾沥青混合料 1 2遍一动碾过渡 料 3遍 最后用 1 5 t 振动碾在沥青心墙静碾 l遍 收光 ，过渡料用 3 0 t 振动碾静碾 1 遍压平过渡料 与心墙接触部位 。碾压过渡料 时振动碾离 心墙边 缘 5 1 0 e m。 6 4 沥 青混合 碾压 注 意事项 ( 1 )因间隔时间较长温度损失过 大混合 料要 清除且不能对下层沥青混凝 土扰动 ，碾轮宽度小 于心墙宽度时宜采用贴缝碾压 ，大于心墙宽度时 要采用单边骑缝 碾压。碾轮大于心墙 时过渡料要 用苫布进行覆盖防止碾轮被污染 。 ( 2 )沥青混 合料碾 压时采 用错 缝碾 压方 式 ， 即每次错位 5 0 ( 半碾宽 ) ，做到表面平整无错台。 ( 3 )防止过碾或欠碾 。过碾将会 造成表面游 离沥青析 出，使沥青混凝土上部 2 5 e m表层沥青 含量及细骨料增加 ，容重偏低 ，下部沥青混凝土 粗骨料集 中，孔隙率增加 ，影响沥青混凝土防渗 性 ：欠碾会造成沥青混凝土密实性不够 ，孔隙率 增加 ，容重降低 ，影响沥青混凝土性能。 ( 4 )设备碾压不到 的边角位置 ，采用人 工辅 助夯实或采用小型冲击电夯( 或蛙夯) 辅助夯实。 ( 5 )碾压过程 中要定期 向碾轮 喷适 量水 ，防 止沥青混合料粘轮 ，碾轮上的粘 附料要及时清除 ， 防止出现 “ 陷碾” 。 ( 6 )碾 压 过 程 中严 禁 涂 刷 柴 油 ，因 为柴 油 不 易挥发 ，与沥青混凝土混合后严重影响沥青 混凝 土强度 、抗劈裂等性能 ，降低混凝土施工质量。 ( 7 )沥青混凝土与过渡料碾压设备严禁混用 ， 防止造成沥青混合料被污染 ，影响沥青混凝土质 量 。 ( 8 )单层沥青混凝土施工 时原则 上不允许 留 有接缝 ，如因特殊情况造成接缝 ，接缝位置要按 缓于 1 ： 3的坡 比成坡 ，下一次施工连接时，要提前 对接缝进行烘烤 。达 7 0 q C 以上后再进行铺料碾压 连 接 ，搭接 碾 压 应 在 3 0 5 0 c m；上 下 层 横 缝 应 错 开 2 i n以上 。 ( 9 )加强沥青混合料排气 ，防止沥青混凝土 内部产生气泡或表面浮油浸入 ，造成沥青混凝土 容重偏小和孔隙率增大 、表面缺油产生麻点 ， 影响 沥青混凝质量。 王腾飞等 金 平 电 站 堆 石 坝 沥 青 混 凝 土 心 墙 施 工 质 量 控 制 要 点 7 沥青混凝土层面接合 ( 1 )对 于因故停工 ，停歇 时间过长 ，表面要 用苫布进行整体覆盖 ，下一次铺筑前要对 沥青混 凝 土层面进行清理 。先用高压风处理干净 ，或用 高压水 冲洗干净再对表面烘干 ，表面粘附物要用 小木铲 、钢毛刷或抹布清除。 ( 2 )沥青混凝土继续铺筑时 ，表 面温度保 证 在 7 0以上后方可铺筑沥青混合料 ，间隔时 间较 长的层 面可均匀喷涂 1层稀释沥青 。待稀释沥青 干涸后再继续施工。 ( 3 )沥青 混凝土 心墙钻 孔取 芯后 留下 的孔 洞应 及时 回填 ，回填时用管式红外线加热器将孑 L 壁烘干 并加热使沥青混凝土表面温度达到 7 0以上。 8 冬雨季施工保证 在冬雨季或有雨时原则 上不进行沥青混凝土 心墙施工 采取 的防雨措施也 只适合突遇小雨时 的应急措施 ，所以施工期间尽量避开雨季和雨天、 低温季节施工 。雨 天及低温季节施工对沥青混凝 土的施工质量难 以保证 。雨季碾压沥青混凝土心 墙施工 中运输汽 车、卸料铺筑 和碾压过程要有 防 雨措施 ，防止受料时雨水进入料斗。 低 温 季 节 施 工 沥 青 混凝 土 心 墙 时 。要 搭 设 暖 棚 ， 采用电热炉( 或其他供热设施 ) 进行供暖，一般 环境温度控制在 1 0 1 5，沥青拌和系统 、运输 设备均采用相应 的保温措施 。保证沥青混合料人 仓温度控制在 1 6 5 1 7 0初碾温度控制在 1 6 0 1 6 5，由于气温低 ，初碾温度宜按上 限控制 ，终 碾温度不得低于 1 3 5 ；沥青混合料摊铺完后尽 快完成碾压程序 ，避免表层沥青混合料温度过低 时 进行碾 压 造成施 工 裂纹 。 9 沥 青混凝 - k 取样试验 现场经过对沥青混凝土心墙取小样和大样进 行检测 ，最大密度及孔隙率 、渗透系数 、小 梁弯 曲及静三轴试验结果均满足设 计及规范要求 ，各 种检测数据详见表 7 、8 。 表 7 最大密度及孔隙率 、渗透系数试验平均值统计 表 第 1 批 第 2 批 第 3 批 第 4批 第 5 批 第 6批 2 0 l 2 1 2 1 O 2 O l 3 0 3 2 4 2 0l 3 0 5 -1 8 2 01 3 - 0 8 -1 6 2 0l 3 1 _ 0 3 2 0l 3 1 1 -1 3 第 4 8层 第 7 3层 第 9 7层 第 1 2 7层 第 1 6 9层 第 2 0 8层 5 9 9 3 8 6 61 3 O1 4O 3 3 3l 0 6 0 2 4 4 5 51 l 3 0 7 o6 3 6 4 3 9 2 3 5 3 O 6 O 2 _3 9 6 3 1 4 1 8 7 4 3 _ 3 8 5 2 4 4 3 7 0 6 0 2 64 48 0 9 8 1 0 6 2 2 5 8 6 3 7 5 _ 3 1 O 6 O 2 9 5 5 41 0 7 8 5 7 2 9 0 5 1 4 4 2 9 0 6 0 2 9 5 8 3 0 3 1 7 2 4 4 4 5 43 4 3 6 2 0 6 0 3 4 2 4 2 3 l 1 0 5 9 0 8 l 1 1 4 8 1 8 7 3 5 2 5 8 0 4 7 0 _3 O 2 5 9 0 4 5 8 0 o 2 7 8 l 4 8 7 o 0 2 8 - 3 5 5 4 6 o 0 2 9 5 7 4 6 6 0 0 31 9 0 5 8 6 0 0 1 0结语 沥青混凝土 心墙做为新型坝体 防渗墙体 ，施 工质 量尤其重要 ，因此在施工过程 中严格控制各 工序 质量是保证沥青混凝土心墙质量 的关键 ，只 有 每个工序和过程环节得到 良好控制 。最终才能 保证 沥青混凝土心墙质量 。才能保证坝体防渗安 全、稳定 ，才能使整个挡水建筑物运行稳定 。 作者简介 王腾 飞 男 高 级工程 师 中水 北方勘测 设计研 究有 限责 任 公 司 天 津3 0 0 2 2 2 左凤 霞 女 高级 工程 师 中水 北方勘测 设计研 究有 限责 任 公 司 天 津 3 0 0 2 2 2 朱 金成 男 助理 工程 师 中水 北方勘测设 计研 究有 限责 任 公 司 天 津 ( 收稿 日期2 0 1 5 0 7 0 1 )