1、牙塘水庫(kù)瀝青混凝土防滲墻施工技術(shù)關(guān)鍵詞：瀝青混凝土；防滲墻；施工技術(shù)；牙塘水庫(kù) 論文摘要：結(jié)合牙塘水庫(kù)瀝青混凝土心墻施工實(shí)踐，從瀝青混凝土拌和工藝及設(shè)備、運(yùn)輸、入倉(cāng)及碾壓、入倉(cāng)前的兩側(cè)過(guò)渡料施工以及上下游壩體填筑料車(chē)輛過(guò)壩、冬季施工等方面進(jìn)行了闡述。 牙塘水庫(kù)位于甘肅省和政縣廣通河上游支流牙塘河柳梅灘附近，距和政縣城約25km，是東鄉(xiāng)南陽(yáng)渠灌溉工程的水源工程，由擋水大壩、泄洪輸水隧洞、溢洪道和有關(guān)附屬建筑物組成。最大設(shè)計(jì)壩高57.20m，總庫(kù)容1920萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容1752萬(wàn)m3，為不完全年調(diào)節(jié)水庫(kù)。水庫(kù)大壩壩型為瀝青混凝土心墻砂礫石壩殼壩，壩頂高程2514.68m。2004年9月主體工程完

2、工。 1拌和工藝及設(shè)備 最初采用瀝青混凝土心墻施工時(shí)使用的是模板技術(shù)，就是向支撐好的模板中填充基本上不含水的礫石料，然后將熱瀝青注入，達(dá)到心墻體積的30%40%為止。但該技術(shù)工程造價(jià)較高，而且填注空隙率難以掌握，而心墻的不透水性也難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。俄羅斯專(zhuān)家對(duì)3座壩高140m的大型堆石壩的施工中，提出了另一種瀝青混凝土心墻的施工方法。將高濃瀝青（從10%到14%）的瀝青混凝土澆注到高1m的鋼模板中，當(dāng)瀝青剛剛凝固，將鋼模板拆除，這時(shí)開(kāi)始填鋪心墻兩側(cè)的過(guò)濾層。這種澆注瀝青混凝土方法，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的施工機(jī)械。由于是分層澆注的瀝青混凝土心墻，對(duì)修建在較深的地基上的填筑壩是適宜的，因?yàn)檫@類(lèi)壩基會(huì)引起不均勻沉

3、陷和壩體內(nèi)變位。 牙塘水庫(kù)采用HB20型拌和機(jī)，該設(shè)備是道路通用瀝青混凝土拌和機(jī)，加二次強(qiáng)制拌和機(jī)進(jìn)行礦粉的加入和拌和。實(shí)際生產(chǎn)能力57m3/h。 2瀝青混凝土的運(yùn)輸 瀝青混凝土的運(yùn)輸直接關(guān)系到心墻的質(zhì)量?；炷脸霭韬拖到y(tǒng)時(shí)的溫度必須在150左右，不應(yīng)高于175，否則就會(huì)造成瀝青老化影響防滲質(zhì)量。如果溫度太低，將造成瀝青入倉(cāng)困難，難以碾壓密實(shí)，同樣影響防滲效果。拌和機(jī)易盡量建在離大壩較近的地方。如果因地型條件影響不得不建在較遠(yuǎn)的地方，必須對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)行保溫。牙塘水庫(kù)拌和機(jī)距離壩心墻約1km，該壩海拔高程為1513m，在夏季的混凝土運(yùn)輸過(guò)程中基本上不存在問(wèn)題，但在冬季就需要保溫，常規(guī)的辦法就是在

4、運(yùn)輸車(chē)輛上包一加厚層保溫帳蓬布。在混凝土入倉(cāng)后進(jìn)行溫度檢驗(yàn)，當(dāng)溫度不低于130時(shí)即可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 3瀝青混凝土的入倉(cāng)及碾壓 混凝土入倉(cāng)時(shí)必須要保證壩體過(guò)渡料的土料不能進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，否則會(huì)影響心墻質(zhì)量。牙塘水庫(kù)的做法是在過(guò)渡料的兩側(cè)入倉(cāng)的位置放置足夠大的鐵皮，將拉運(yùn)來(lái)的混凝土先倒在鐵皮上，再用人工的辦法進(jìn)行入倉(cāng)。入倉(cāng)人員穿專(zhuān)門(mén)的鞋，一是要防止熱瀝青對(duì)人身體造成傷害，二是要保證入倉(cāng)人員腳下不能將壩體上的土石料及臟物帶到混凝土中入倉(cāng)而影響混凝土澆筑質(zhì)量。入倉(cāng)后的混凝土面要保證達(dá)到比模板頂高出約35cm，經(jīng)人工平倉(cāng)后的混凝土達(dá)到約20m后，在上面鋪一層比心墻寬度兩側(cè)各寬至少10cm的亞麻布做為防粘層，緊

5、跟磁卡小電動(dòng)平碾機(jī)壓實(shí)7到8遍即可。工藝是先支高30cm的模板，然后再在兩側(cè)填筑過(guò)渡料并用小型平碾機(jī)對(duì)過(guò)渡料碾壓。經(jīng)檢驗(yàn)合格并達(dá)到設(shè)計(jì)干容重后將配制好的瀝青混凝土倒入模板槽內(nèi)人工平倉(cāng)，再在上面鋪一層亞麻布做為隔離層后，用小平碾機(jī)進(jìn)行如同碾壓混凝土技術(shù)的壓實(shí)碾壓。這個(gè)既又可靠的方法，保證了工程質(zhì)量，同時(shí)可以很方便地檢查瀝青混凝土心墻各處的不透水性?；炷翂穸葟膲蔚椎?m對(duì)壩頂?shù)?.30m呈梯型分布。每側(cè)過(guò)渡層寬度為2.50m，采用YS-08型手扶式振動(dòng)碾進(jìn)行壓實(shí)。瀝青選用蘭煉廠(chǎng)生產(chǎn)的130#瀝青。質(zhì)量檢驗(yàn)采用專(zhuān)用瀝青混凝土心墻鉆心取樣機(jī)。一般在冬季，在心墻施工完成后24h內(nèi)取樣。夏季在48h取

6、樣，這樣心墻內(nèi)的溫度將由澆筑時(shí)入倉(cāng)溫度140降至50以下，不會(huì)因粘性太大而破壞取樣的質(zhì)量。 4瀝青混凝土入倉(cāng)前的兩側(cè)過(guò)渡料施工 顧名思義過(guò)渡料就是起到過(guò)渡的作用的填料。過(guò)渡料用最大礫石徑不超過(guò)8cm的砂料填筑，基含泥量不過(guò)超過(guò)6%。主要作用就是防止壩體料中大塊石在大振動(dòng)碾碾壓過(guò)程中直接接觸瀝青混凝土心墻對(duì)心墻造成的擠壓影響混凝土質(zhì)量?；ば蚴窍仍谙聦訛r青混凝土墻上放樣，然后再支模板，模板采用厚8mm的鋼板加工成長(zhǎng)120cm高30cm，長(zhǎng)向支模，用固定卡將兩側(cè)模板固定起來(lái)防止在過(guò)渡料施工時(shí)被擠壓變形從而直接影響混凝土墻的厚度。模板支好后，開(kāi)始過(guò)渡料的施工。過(guò)渡料的一次鋪筑厚度與心墻高度相同，為3

7、0cm，寬度為2.50m。鋪好后先用YZ2小型自行式振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，約8遍左右后可達(dá)到設(shè)計(jì)要求再進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行混凝土入倉(cāng)的準(zhǔn)備。這時(shí)，除了在過(guò)渡料施工時(shí)不可避免地存在過(guò)渡料進(jìn)到倉(cāng)內(nèi)的可能外，還有在碾壓過(guò)程中模板有局部的變形，一是要進(jìn)行模板的校正，二是要清理倉(cāng)面，打掃雜物，然后再刷一層瀝青馬蹄脂做為粘結(jié)劑。經(jīng)過(guò)上述程序后基本上就達(dá)到了下道混凝土入倉(cāng)的要求?？梢詼?zhǔn)備混凝土入倉(cāng)了。 5上下游壩體填筑料車(chē)輛過(guò)壩 瀝青混凝土心墻將整個(gè)壩分為上下游兩個(gè)壩體。在壩體填筑過(guò)程中必然存在施工車(chē)輛過(guò)壩的問(wèn)題。由于過(guò)壩的車(chē)輛大多為重型車(chē)輛，稍有不慎就會(huì)對(duì)壩心墻造成損傷，為確保質(zhì)量，對(duì)過(guò)壩車(chē)輛進(jìn)行臨時(shí)簡(jiǎn)

8、易橋的方案。也就是在心墻兩側(cè)的過(guò)渡料上先用枕木做橋座，約40cm高時(shí)將鋼橋用起重設(shè)備吊起來(lái)擱在橋座上，這樣就在下面的心墻上部形成了一個(gè)懸空的橋，從而達(dá)到保護(hù)心墻混凝土的作用。當(dāng)隨著壩面的填高，再將橋移到其它的位置對(duì)原來(lái)橋的位置進(jìn)行心墻的施工。需要注意的是，在臨時(shí)橋的安放及移動(dòng)過(guò)程中要特別注意保護(hù)下面心墻，防止意外損傷。 1 6質(zhì)量檢驗(yàn)及評(píng)定 施工質(zhì)量的好壞，最終是通過(guò)質(zhì)量的評(píng)定來(lái)檢驗(yàn)的。當(dāng)瀝青混凝土澆注密實(shí)后的孔隙率不大于3%時(shí)，可以認(rèn)為心墻是不透水的。這一點(diǎn)已為實(shí)踐所證實(shí)。瀝青混凝土的塑性、粘彈性質(zhì)能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐木唧w條件和氣候，特別適用于地震區(qū)，而良好地基上的混凝土斜墻壩或者碟壓混凝土壩不宜采

9、用。瀝青混凝土心墻還沒(méi)有因地震或地震原因誘發(fā)而破壞的先例。通常瀝青混凝土心墻的技術(shù)條件規(guī)定是在試驗(yàn)基礎(chǔ)上得到的。這些規(guī)定是在每2030cm澆注層冷卻45d期間，取振蕩試樣，作不透水試驗(yàn)中得到的。另一些技術(shù)條件規(guī)定，要求一天只能澆注20cm厚2層，并考慮冷卻和穩(wěn)定，這是為使下一層密實(shí)。 從西安理工大學(xué)對(duì)鉆心取樣進(jìn)行的檢驗(yàn)結(jié)論來(lái)看，瀝青混凝土心墻的所有技術(shù)特征，包括孔隙率（作為主要質(zhì)量指標(biāo)）都超過(guò)了技術(shù)條件規(guī)定。兩層之間接觸帶的孔隙率與瀝青混凝土層內(nèi)孔隙率相比，未發(fā)現(xiàn)有什么不同。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)已澆注的前次瀝青混凝土層，對(duì)要澆筑的下一層瀝青混凝土的密實(shí)產(chǎn)生任何問(wèn)題。 長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江院2005年9月的驗(yàn)

10、收鑒定中關(guān)于瀝青混凝土心墻的結(jié)論如下：瀝青混凝土心墻結(jié)構(gòu)尺寸及與周邊剛性建筑物的連接形式是合理的；心墻的應(yīng)力和變形分析方法和參數(shù)獲得方式，符合規(guī)范規(guī)定；有限元結(jié)果表明：瀝青混凝土心墻沒(méi)有出現(xiàn)應(yīng)力水平大于1的情況，心墻不會(huì)發(fā)生水力破壞；檢測(cè)成果顯示瀝青混凝土心墻的各項(xiàng)指標(biāo)能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 需要指出的是，從室內(nèi)試驗(yàn)和檢測(cè)成果對(duì)比來(lái)看，瀝青混凝土材料試驗(yàn)成果的離散性較大，說(shuō)明在瀝青混凝土心墻施工中存在一定的不均勻性。 7關(guān)于冬季施工 在牙塘水庫(kù)進(jìn)入緊張時(shí)期，要求冬季施工。在海拔2500m的地區(qū)進(jìn)行冬季施工，施工溫度最低在零下15左右，要保證入倉(cāng)溫度達(dá)到130不是一件容易的事。有關(guān)資料上記載的瀝青混凝

11、土心墻施工基本不受溫度影響的觀(guān)點(diǎn)，其實(shí)是不準(zhǔn)確的。單就一個(gè)入倉(cāng)溫度的控制問(wèn)題就是比較困難的。溫度的損失有兩方面：一方面是在運(yùn)輸過(guò)程中的溫度損失；一方面是在混凝土入倉(cāng)到碾壓時(shí)間的溫度損失。如果瀝青混凝土在拌和樓中的最高溫度控制在160175之間，要想使入倉(cāng)溫度控制在130，溫度損失僅3045，而且運(yùn)輸距離相對(duì)長(zhǎng)，這不是一件容易的事。我們采取了以下兩種措施，一是減少運(yùn)輸損失，在運(yùn)輸車(chē)輛車(chē)箱兩側(cè)及底板上加木板，在車(chē)箱上部加蓬布，并將拌和機(jī)出料口位置設(shè)保溫蓬，避免裝車(chē)時(shí)的溫度損失和運(yùn)輸時(shí)的溫度損失。三是在澆筑倉(cāng)面架設(shè)能夠保證人員及車(chē)輛正常工作的保溫棚，棚中間生火爐，如同混凝土冬季施工的保溫棚一般。盡量減小溫度損失。實(shí)踐證明，只要采取措施，冬季施工質(zhì)量是能夠保證的。比起普通混凝土的冬季施工相對(duì)還要簡(jiǎn)單一些。另一方面，瀝青混凝土心墻壩還有一個(gè)不同于其它壩型的特點(diǎn)，就是隨壩體施工高度的增加可以隨時(shí)蓄水，做到邊施工邊蓄水，而且不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。粘土心墻或斜墻壩就不能這樣。這主要就是壩體內(nèi)部的應(yīng)力值所決定的。這點(diǎn)已經(jīng)過(guò)有限元法計(jì)算和用有瀝青混凝土適用條件的模型試驗(yàn)證明。另一個(gè)顯著特點(diǎn)就是瀝青混凝土心墻壩具有很大的承受壩斟不均勻沉陷的特點(diǎn)。文獻(xiàn)顯示最大的瀝青混凝土心墻壩的沉降量達(dá)到2.20m，