隘口水库大坝沥青混凝土心墙施工技术

1、隘口水库大坝沥青混凝土心墙施工技术孙洪涛 邵国兵 杜浩亮 杨和明 徐更晓摘要：隘口水库大坝地处典型的喀斯特岩溶发育地区，地质条件极为复杂，设计选择了适应地基变形能力较强、防渗性能好且具有一定自愈合能力的沥青混凝土心墙堆石坝作为挡水建筑物。本文就大坝沥青混凝土心墙的设计参数、配合比、施工设备选型、拌和及铺筑工艺、质量控制与检测等进行了总结和介绍，以供类似工程参考与借鉴。关键词：隘口水库 沥青心墙 施工技术1 工程概况隘口水库位于重庆市秀山土家族苗族自治县隘口镇，水库大坝位于岑龙河与凉桥河汇合口下游500m处的平江河上。隘口水库枢纽工程主要由高100.3m的沥青混凝土心墙堆石坝、宽16m开敞式溢洪

2、道、高55.10m岸边斜卧式取水塔及引水隧洞等组成。大坝底部高程el448.9m，坝顶高程549.2m，坝顶长度233.87m，坝顶宽度10m。沥青混凝土心墙底部高程471.2m，顶部高程545.9m。大坝底部沿坝轴线设灌浆廊道，廊道顶部与沥青心墙底部相接，相接部位设扩大段，扩大段高3m，厚度由3m过渡到1.2m。心墙自底部向上由1.2m渐变至0.6m。心墙顶部与防浪墙之间设置倒梯形扩大段，高度2.0m，厚度由0.6m渐变至1.0m。2. 沥青混凝土原材料及配合比2.1 原材料工程选用四川泸州中海油70#水工沥青，对每批进场沥青均提供材质检验合格报告，工地试验室再进行复检后用于工程施工。粗、细

3、骨料现场加工采用干洞石料厂的石灰岩破碎后加工成20mm10mm、10mm5mm、5mm2.5mm、2.5mm0.074mm、0.074mm以下五种成品料分仓堆存。骨料堆存场均架设防雨棚，地面采用混凝土找平并高出周围地面10cm。2.2 沥青混凝土配合比沥青混凝土配合比委托西安理工大学水工防渗研究所通过试验提供，油石比为6.6%。沥青混凝土配合比见表1。表1 沥青混凝土配合比（kg/m3）材料种类骨 料石粉沥 青1020mm510mm2.55mm0.0752.5mm0.075mm数量5454133157312731503 沥青混凝土主要施工设备配置（1）沥青混凝土拌和站选用一套lb-1000型全

4、自动沥青混合料搅拌设备，主要由两个50t散装沥青储存加热罐及自动配料、骨料加热、矿料计量、沥青计量等系统组成。沥青拌和站设置5个储料仓分别堆存各粒径粗、细骨料及矿粉。拌和站距离大坝约500m。（2）摊铺设备：选用西安理工大学防渗研究所研制的jxt-09型牵引式沥青混凝土心墙施工专用摊铺机，摊铺宽度0.61.2m，行进速度0.81.2m/min。（3）运输设备：选用3台经改造的5t自卸汽车。使用前，预先对自卸汽车车厢底板及两侧进行保温改造，对车厢顶部加装防保温防雨设施。（4）碾压设备：结合过渡料碾压选用了3台的2.0t振动碾，实现“品”字碾压。4 场外摊铺、碾压试验2010年9月20日至9月26

5、日，进行了沥青混凝土坝外摊铺碾压试验。通过试验验证室内设计配合比的可行性，熟悉沥青混凝土施工各项工艺过程，为心墙沥青混凝土的填筑提供合理的施工工艺和施工参数。5 沥青混凝土心墙施工5.1 沥青混凝土原材料的加热处理（1）沥青加热：散装沥青在加热罐内采用导热油加热至150170。（2）骨料加热：骨料由称量系统自动配制流入提升料斗后送入加热卧式回转窑加热，该系统采用专用的磨煤喷粉机通过燃煤加热，加热温度为170190。5.2 沥青混合料的制备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。将热骨料与矿粉（矿粉不需加热）干拌15s，再加入热沥青湿拌50s。沥青混凝土混合料出机口

6、温度控制在150170。5.3 沥青混合料的运输沥青混合料的运输采用5t保温自卸汽车由拌合站运至作业面，运距600m，然后使用lw321装载机接料入仓或给摊铺机上料。5.4 混凝土基础面处理采用带刃的小斧或锤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。5.5 涂刷稀释沥青及沥青玛蹄脂先将铜止水表面用热沥青（140160）涂刷两遍，再涂刷稀释沥青。稀释剂采用汽油，其掺配比例视气温、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。涂刷沥青玛蹄脂：厚度一般为1mm2mm。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150170，然后再

7、加入到热沥青（140160）中一起搅拌均匀。5.6 沥青混合料摊铺、碾压施工程序：基础结合面处理（使表面干净、干燥）测量放线并固定定位金属丝摊铺机摊铺沥青混合料和过渡料人工摊铺两侧岸坡扩大段沥青混合料过渡料碾压沥青混合料碾压施工质量检测。（1）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。当面层为沥青玛蹄脂时不需要加热。（2）测放中线：采用全站仪每隔5m10m测放并用铁钉标记中点用墨斗在心墙上弹出白线控制中线。（3）摊铺机就位：工程使用的摊铺机械为西安理工大学防渗研究所研制的jxt-09型牵引式沥青混凝土心墙摊铺机，包括自动调频卷扬机和沥青混凝土心墙专用小型

8、摊铺机。采用cat320反铲将卷扬机和摊铺机吊装就位，注意摊铺机出料口和卷扬机中心线要与心墙轴线吻合。沥青混凝土心墙摊铺（4）沥青混合料摊铺：沥青混合料用5t自卸汽车至摊铺现场后使用lw321装载机给摊铺机上料，摊铺机行进速度按0.81.2m/min控制。摊铺厚度30cm，其允许误差±2cm，摊铺温度为140170。沥青混凝土心墙摊铺见图1。（5）过渡料铺筑填筑顺序：心墙沥青混凝土与过渡料的铺筑超前坝壳料12层，不高于60cm。 图1 沥青混凝土心墙摊铺混合料摊铺前在心墙两侧准备好过渡料。摊铺机行进路线上的过渡料人工二次整平，防止摊铺机行进过程中心偏移。紧贴心墙两边50cm宽度过渡料

9、采用人工上料，沥青混凝土摊铺机布料，其它过渡料紧随摊铺机后人工配合机械铺筑，整平。每摊铺段采用毡布遮盖心墙，然后整平碾压。对靠近两岸坡部位采用人工立模摊铺沥青混合料，其施工次序为：人工支模、摊铺两侧过渡料并初压、摊铺沥青心墙料、抽 图2 沥青混凝土心墙及过渡料碾压出模板、对心墙料及过渡料进行碾压。（6）心墙与过渡料“品”字碾压：用2台振动碾先同时静压2遍后振压4遍心墙两侧过渡料；接着1台碾子振压沥青混凝土混合料8遍，再静碾2遍收光；沥青混合料碾压完成后，再对心墙两侧过渡料振碾4遍静碾2遍整平。振动碾压行进速度以30m/min为宜，初碾时温度不高于150；终碾温度不低于110。沥青混凝土心墙及过

10、渡料碾压见图2。（7）对于连续上升、层面干净且已压实好的沥青混凝土，表面温度大于70即可铺筑上层沥青混合料，当下层沥青混凝土表面温度低于70时，要进行加热，但加热时间不宜过长，以防止沥青混凝土老化。沥青混凝土温度检测见图3。图3 沥青混凝土温度检测 图4 沥青混凝土质量（核子密度仪）检测5.7 沥青混凝土心墙接缝处理沥青混凝土铺筑应与过渡料平起施工，沥青混凝土心墙铺筑应均衡上升，心墙基面尽可能保持同一高程，避免或减少横缝，当由于客观原因出现横缝，其结合面坡度应缓于或等于1：3，同时上、下层横缝应相互错开2m以上，横缝处应重叠碾压30cm50cm，用振动夯夯至表面返油为止。5.8 低温季节施工（

11、1）气温在5以下即进入低温施工，需采取相应的低温施工措施；气温在-5以下即停止沥青混凝土心墙的施工。（2）低温施工时，骨料加热、沥青混合料的拌和、入仓温度等均采取规范规定的上限值进行控制。（3）沥青混合料入仓后，及时采用毡布进行表面覆盖，以防止表面冷却过快形成硬壳，及碾压后出现龟裂等现象。（4）适当提高沥青混合料的初碾温度，并根据现场实际通过试验选定为155150，温度过高容易出现“陷碾”（5）建立施工现场气象信息预报发布机制，当预报有降温、降雪或大风时，提前做好停工安排和防护工作。5.9 雨季施工（1）气象预报有连续降雨时不安排施工，遇中到大雨停止施工，短时小雨时采取全封闭的方式组织施工。（

12、2）对骨料储存、拌和、沥青混合料运输、摊铺等设备架装防雨设施，两侧岸坡设置挡水埂， 防止雨水流入心墙施工部位。（3）碾压后的沥青混凝土，遇下雨时及时覆盖；未经压实而受雨浸水的沥青混合料，应彻底铲除。（4）雨后恢复生产时，清除仓面积水，并对沥青混凝土表面加热，保证层面干燥。6 沥青混凝土心墙质量控制6.1 沥青混凝土施工工艺指标控制沥青混凝土心墙施工是一种热施工工艺，对沥青混凝土的配合比和温度控制等要求较高，施工过程中严格按照预先编制的施工作业指导书组织施工， 结合沥青混凝土现场摊铺技术指标对各工序进行全过程质量控制。其中沥青混凝土质量检测（采用核子密度仪）见图4，渗透系数检测见图5，主要施工技

13、术指标见表2。6.2 沥青混凝土质量检测施工过程中，通过无损检测及钻取芯样检测，沥青混凝土心墙施工质量均满足规范和设计要求。其中，选取第2批芯样其检测结果见表3。表2 沥青混凝土现场摊铺施工技术指标序号检查项目质量要求备 注1模板轴线偏差±5mm人工摊铺2摊铺轴线偏差±5mm机械摊铺3初碾温度140160每层随时检测4终碾温度>110每层随时检测5摊铺厚度30±2cm6碾压遍数人工摊铺：静2+动10+静2机械摊铺：静2+动8+静27外   观无裂纹、蜂窝、麻面、空洞及花白料每层随时检测8渗透系数<1×10-7每层渗气仪、核

14、子密度仪无损检测；心墙每升高2m4m沿坝轴线每100m150m钻取芯样检测2组9密度2.42g/cm310孔隙率<3%11过渡料摊铺厚度30±2cm12过渡料碾压遍数静2+动8+静2图5 沥青混凝土渗透系数检测 图6 沥青混凝土钻孔取芯芯样表3 孔隙率试验结果序号密度（g/cm3）孔隙率（%）渗透系数（cm/s）小梁弯曲挠跨比（%）静三轴水稳定系数设计实测设计实测设计实测设计实测设计实测设计实测12.422.43131.808<1×10-78.854×10-90.84.273：2635°c：0.350.5 mpa：28°c：0.413 mpa