昆明市东川区轿子山水库拦河坝沥青混凝土心墙填筑过程质量控制

冯兴伟

冯兴伟

昆明市东川区轿子山水库工程管理局云南昆明654100

摘要：目前在我国水库工程的建设中，拦河坝沥青混凝土防渗心墙作为一种防渗结构,具有结构简单、工程量小、防渗安全可靠等优点，得到广泛应用。本文以实际工程为例介绍了沥青混凝土坝防渗心墙的现场施工技术,为实际工程施工提供建议和参考。

关键词：拦河坝；沥混凝土心墙；防渗结构

1工程概况

1.1轿子山水库概况

轿子山水库地处昆明市东川区红土地镇境内，位于金沙江流域小江左岸一级支流小清河中游，属金沙江水系二级支流。小清河全长41.2km，总径流面积349km2，年产水量3.53亿m3，是东川境内产水最多、水力资源最丰富的河流。水库坝址以上控制径流面积145km2，多年平均径流量17917万m3。水库坝址位于蚂蟥箐和小青河交汇口下游300m处，距红土地填12km，距东川区76km，距昆明233km。

水库建成后，可为绿茂灌区和乌龙镇灌区2.6万亩农田每年提供1648万m3灌溉用水，为东川集镇9.48万人每年供水398.1万m3，为四方地工业园区每年供水197.5万m3。初设批复概算总投资为66419.34万元，建设工期48个月。工程拟征占地总面积2582.87亩，其中:永久征地面积1666.07亩，临时占地面积916.80亩。

轿子山水库拦河坝坝采用沥青混凝土心墙风化料坝，坝顶高2204.0m，心墙最低建基高程2105.0m，最大坝高99m，坝顶长320m，坝顶宽10m。水库死库容315万m3，兴利库容1635万m3，总库容2033万m3。轿子山水库为中型Ⅲ等工程，其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。

1.2沥青混凝土心墙及过渡料概况

大坝在坝轴线上游2.0m处设置沥青混凝土心墙，采用碾压式施工工艺，顶部厚度为0.5m,心墙底部厚度2.3m。心墙顶高程2202.50m，高程2202.5～2179.00m段(高度23.5m)厚度0.5m，高程2179.00～2154.00m段(高度25m)厚度0.7m，高程2154～2129.00m段(高度25m)厚度0.9m，高程2129～2109.5m(高度19.5m)厚度1.1m，高程2109.5～2106.5m(高度3m)厚度2.3m。为加强沥青混凝土心墙与基座混凝土结合，沿心墙底部全线设置3m高、上下游坡比1：0.2的局部变厚段，并对接触面混凝土进行表面凿毛处理，然后喷涂冷底子油，再涂一层厚度2cm的沥青玛蹄脂，再进行沥青混土填筑。心墙与基座混凝土之间设置1.2mm厚紫铜止水片。心墙上下游各设置水平宽度3m的过渡层，过渡层外为风化料坝壳料填筑。

2沥青混凝土施工质量控制

沥青混凝土施工所需一定环境条件，施工风力宜小于4级，日降雨量宜小于5mm,且非降雨（雪）时段，气温宜在0℃以上的白天施工，如需夜间施工，应有足够的照明和措施，确保施工人员安全和施工质量。

2.1原材料质量控制

2.1.1沥青

本工程采用新疆克拉玛依水工2号水工沥青，沥青运输、存放、施工等全过程中，必须具备防火、防水、防污等措施。其技术要求见下表：

沥青性能检测项目及技术要求表

项目单位技术要求

2.1.3细骨料

本工程采用外购，采用白泥井石料场的灰岩料。粗骨料粒径为：2.36mm～0.075mm。

细骨料质量要求表

成品骨料的堆放应满足以下要求：

（1）、堆料场位置应选在洪水位以上、便于装卸处，并宜靠近沥青混合料拌和站；

（2）、堆料场地应进行平整，并进行硬化处理且排水通畅；

（3）、不同粒径组的骨料分别进行堆放，采用标识标牌进行区分，并用墙隔开，防止混仓；

（4）、骨料仓应设置防雨设施，防止骨料加热前含水率过大；

（5）、骨料堆存时，应防止骨料粒径分离

2.1.4填料

填料采用经细磨加工的灰岩石粉，不应含泥土、有机质及其他杂质，无团粒结块。粒径为≤0.075mm。填料应防雨防潮，防止杂物混入。

填料质量要求表

2.2沥青混凝土拌和质量控制

2.2.1沥青混凝土配合比

粗骨料、细骨料均采用白泥井石料场制备，粗骨料按粒径范围分为19～13.2mm、13.2～9.5mm、9.5～4.75mm、4.75～2.36mm四级，细骨料粒径范围为2.36～0.075mm。填料：填料粒径小于0.075mm的矿粉，由白泥井料场的灰岩磨细加工得到。

沥青混凝土配合比级配表

2.2.4拌和质量控制

1、拌和站各种传感器定期检定、校准。主要检测称量系统精度、计时、测量设备及其他控制装置。检测结果应取得监理工程师的批准才能进行拌制工作。

2、拌和站每天宜进行下面三类试验，但配合比偏差不满足规范规定时，应分析原因，并采取措施予以纠正。

（1）逐盘对比。沥青混凝土拌和站配有计算机控制系统，可以逐盘记录各种原材料的进料量，根据每盘进料量与配合比对比，计算配合比误差，当发现有偏差值超过规范允许偏差时，应引起注意，如果连续三盘都不满足要求，宜对设备配料设定值或配料单调整，或停机查找分析原因。

（2）抽提对比。每天对沥青混凝土拌和物至少进行1次抽提试验，将抽提结果的平均值与施工配合比进行比较。

（3）总量对比。每天或每个台班结束后，对各种矿料进行总量偏差分析，并将结果与施工配合比进行比较。

3、拌合站应采用连续烘干、间歇计量和间歇拌和的综合式工艺流程，应采用强制式拌和机，拌合站配置可靠的电源。拌合站应配备计算机设备，拌和过程中能逐盘记录各种原材料的进料量、拌和温度等参数。

（4）拌和站宜具有二级除尘装置，并配有除尘料的储存盒传输设备，以控制粉尘排放。

2.3沥青混凝土运输质量控制

沥青混合料的的运输主要考虑混合料的离析及温度损失。确保混合料不被离析的关键是混合料运输车辆不能急停急走及道路平整，本工程经检测混合料无离析现象。混合料温度损失主要是运输过程中将混合料长时间直接暴露空气中所致，本工程要求在温度较低时对运输车辆加盖防雨布和来料后及时入仓，确保入仓温度。

（1）道路要求

确保道路平整，防治沥青混合料在运输过程中应过度颠簸造成离析。道路应具备足够的转弯半径，并每天进行维护，保证路面平整，防止沥青混合料离析，应避免转运。

（2）运输车

保证车厢干净、干燥，运距较远或低温季节，运输过程中温度损失大，应采取保温措施。运输容器不用时应及时进行清理。

2.4沥青混凝土摊铺质量控制

2.4.1沥青心墙铺筑前的准备

沥青心墙铺筑前应根据设计技术要求进行碾压试验，确定施工配合比、摊铺厚度、碾压设备、碾压遍数等各项参数，并确定施工标准。铺筑前应对矿料生产系统、储存系统、拌和系统、运输系统、铺筑和检测设备的能力及施工措施进行检验，满足要求后方可施工；对沥青施工的相关人员进行岗位培训，并编制施工作业指导书，要求落实到施工班组和具体的设备操作人员，确保所有人员明白工艺流程。

2.4.1.1沥青混凝土与基础接触面处理

（4）在填筑线外20m范围外灌浆盖板混凝土浇筑完成，固结灌浆及帷幕灌浆已经完成且质量检查合格后方可进行填筑施工。

（5）混凝土灌浆盖板按照设计要求进行凿毛处理，清理干净。铺筑前基础面自检合格通知监理工程师对铺筑部位及准备工作进行全面的检查和复核，签发开仓证后方可进行。

（6）基础面处理程序：基座混凝土面凿毛→毛面冲洗→积水清除烘干→仓面验收→喷冷底子油→铺2cm厚沥青玛蹄脂

冷底子油：沥青与汽油混合物（质量比为3:7）；喷涂均匀、无空白、色泽一致。

沥青玛蹄脂：沥青与细骨料、填料的混合物，（质量比为1:2:2）；待冷底子油中汽油完全挥发后（一般12h）,开始摊铺，应均匀平整，无鼓泡、无流淌、表面平顺，拌和均匀，矿粉不得成团，没有花白料。铺设沥青玛蹄脂和沥青混合料时，应注意对止水铜片的保护和校正，不得损坏，止水铜片表面应干燥、洁净。

2.4.1.2沥青混凝土与上一层接触面处理

在填筑施工前要将结合面清理干净，污染面用压缩空气喷吹干净，如不能完全清除干净的，可用红外线进行加热使其软化后铲除。在摊铺覆盖前心墙层面温度小于70℃时，应将层面加热至70℃以上后方可摊铺。加热设备采用红外加热设备。当一天施工两层时，在第一层沥青混凝土表面3～5cm深处的温度降至90℃以下，且不低于70℃。才允许进行第二层的铺筑。

2.4.2沥青混凝土摊铺质量控制

沥青混凝土摊铺施工分为人工摊铺和机械摊铺2种。人工摊铺顺序为：施工准备→层面清理→测量放线→架设钢模板并定位→用防雨布遮盖心墙及模板（超出模板30cm）→填筑过渡料→对钢模外15～20cm过渡料进行碾压（两边对称碾压）→（局部拆开防雨布）人工摊铺沥青混合料→拔出钢模→待沥青混合料温度降至可碾压时进行碾压→碾压距心墙15～20cm过渡料。

人工摊铺采用钢模板，模板应牢固、拼装严密、尺寸准确、拆卸方便，相邻模板应搭接，搭接长度不小于5cm，模板间中心线与心墙中心线偏差小于5mm，两侧钢模板的间距应确保心墙的有效设计宽度。钢模板安装完成后进行定位检查。工人使用机具应及时清理干净。

机械摊铺顺序为：施工准备→层面清理→测量放线（在中心线上做明显标识）→过渡料及沥青混合料卸至摊铺机→摊铺机摊铺（摊铺机摊铺沥青混合料最大宽度为1.1m）→过渡料反铲补填（摊铺机仅可摊铺两边各1m过渡料）→过渡料进行碾压（两边对称碾压）→沥青混合料碾压→过渡料补碾。

心墙摊铺厚度为0.3m，摊铺温度控制为140～170℃。

人工过渡料填筑前，应用防雨布等遮盖心墙表面，防止砂石、杂物落入仓面内。遮盖宽度应超出两侧模板0.3m以上，两侧对称进行铺筑。两侧过渡料铺筑厚度应达到压实后的高程略低于心墙混凝土面0.1～0.2m，利于心墙表面排水。

沥青混凝土心墙、过渡层及坝壳料应同步上升，均衡施工，相邻高差不宜大于0.5m。沥青心墙全线应保持同一高度施工，如遇特殊情况需要设置横缝时，其结合部位坡度不得陡于1:3，并将坡面压实，上下层横缝应错开2m以上。若遇雨停工，接头做成缓于1:3的斜坡，沥青混凝土表面不宜常时间停歇、暴露，因故停工时间较长时采取覆盖保护措施,未经压实受雨、浸水的沥青混合料应予铲除。

2.5沥青混凝土碾压质量控制

1、沥青混合料碾压应采用小于1.5t的专用振动碾进行，过渡料层碾压采用2.0～2.5t的振动碾。碾压设备不能混用。

2、当沥青混合料温度满足碾压条件时方可进行碾压。碾压温度为：初碾温度140℃~150℃，终碾温度≥110℃。对因故停歇时间过长，温度超出范围内的混合料应清除废弃，清理时不得损坏下部已碾压好的沥青混凝土。

3、碾压顺序宜先碾压过渡料，再碾压沥青混合料。

4、根据现场碾压试验，心墙沥青铺层厚度0.3m，碾压遍数：静碾+振碾+静碾=2+8+2，共12遍。心墙沥青两侧过渡料宽度3m，根据现场碾压试验，铺层厚度松铺0.3m，碾压遍数：静碾+振碾=2+10，共12遍。沥青心墙与过渡层结合部应进行骑缝碾压。严格控制碾压遍数，不欠碾，不过碾。

5、机械设备碾压不到的边角和斜坡处，必须以人工夯实或打夯机夯实。夯实标准以沥青混凝土表面“返油”为止。

6、振动碾在碾压前人工对碾轮清理干净，振动碾行走过程中匀速行走，不突然刹车或横跨心墙。

7、沥青混凝土碾压结束后应立即覆盖防雨布，覆盖范围应超出心墙两侧各0.3m。

3沥青混凝土心墙质量检查

3.1沥青混凝土填筑质量控制标准

沥青混凝土技术指标

3.2沥青混凝土心墙质量检查

3.2.1检查方式

外观检查：沥青心墙铺筑时，对每一铺筑层随时进行外观检查，发现峰窝、麻面、空洞及花白填料等现象及时处理。沥青摊铺前检查断面尺寸，包含中心线偏距，碾压完成后心墙厚度不大于设计厚度，铺筑面平整。

无损检测：对沥青混凝土的密度、渗透系数和孔隙率进行检测。无核密度仪每10～30m检测一个点，设计指标≈2.4g/cm3，，渗气仪每100m检测一个点，渗透系数<1×10-8，对可疑部位适当增加点数。孔隙率根据室内试验确定，设计指标<3%。

钻芯取样：在沥青混凝土施工完成并完全冷却接近常温的情况下，心墙每升高2～4m应钻取芯样一组进行密度、孔隙率、沥青含量及矿料级配等试验，需检查层间结合情况。心墙上升10～12m钻孔取芯，进行三轴试验，芯样长度为30～40cm。

取芯后留下的孔洞应及时清理、烘干，并加热到70℃以上后按50mm厚分层回填击实，芯样孔回填高度略高出心墙2cm。

3.2.2温度控制指标

温度控制指标

4沥青混凝土施工过程注意事项

（1）沥青混凝土不宜在夜间施工。如确需夜间施工时，加强照明，并确保施工人员安全和施工质量。

（2）沥青心墙全线应保持同一高度施工，如遇特殊情况需要设置横缝时，其结合部位坡度不得陡于1:3，并将坡面压实，上下层横缝应错开2m以上。施工遇雨时，应及时用防雨布进行覆盖，并停止施工。未经压实受雨、浸水的沥青混合料应铲除。若遇雨停工，接头做成缓于1:3的斜坡。

（3）碾压过程中应及时清理仓面上污物和冷料块，并用小铲将嵌入沥青心墙的小石铲除。

（4）沥青混凝土施工重点控制摊铺厚度、入仓温度、碾压温度、碾压遍数及上下层结合部温度。

（5）心墙铺筑后，在心墙两侧3～4m范围内，不得使用10t以上的大型机械设备作业，各种机械不得直接跨越心墙。

（6）沥青混凝土施工作业面必须保持干燥状态，基坑内应做好抽排水措施。

（7）沥青混凝土作业面须保持清洁状态，禁止人员踩踏，现场施工人员禁止乱仍烟头、矿泉水瓶等垃圾，污损沥青混凝土仓面。

结束语：本文结合东川区轿子山水库拦河坝沥青混凝土心墙实际案例,通过施工方案、施工材料、施工技术、施工质量的控制,对沥青混凝土心墙填筑过程展开研究，为类似工程在施工质量的控制方向提供参考数据。

参考文献:

[1]王海.沥青混凝土防渗墙施工技术[J].建材技术与应用,2006(02):30-32.

[2]徐娇.碾压式沥青混凝土坝防渗心墙施工技术[J].农家参谋,2018(02):194+281.

[3]李霞,罗昕.浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工关键技术[J].陕西水利,2009(S1):79-80.

[4]昆明市东川区轿子山水库拦河坝施工技术要求