土石壩澆筑式瀝青混凝土防滲心墻施工質量控制初探

廖鐵勇

（湖南水利水電工程監理承包總公司 長沙市 410007）

1 概 述

土石壩澆筑式瀝青混凝土心墻是在土石壩內部，隨著壩體填筑上升，同步澆筑瀝青含量較高的瀝青混凝土而形成較薄防滲心墻，其底部厚度一般為壩高的1/70～1/130，頂部厚度一般不小于40cm。研究及工程實踐表明，澆筑式瀝青混凝土心墻具有較高的密實度、不透水性和耐久性，能適應較大的變形，并且具有裂縫自愈能力，作為土石壩防滲體是安全可靠的；澆筑式瀝青混凝土靠自重密實，不需要壓實機械，因而簡化了心墻施工程序；又由于該技術采用高溫熱拌瀝青混凝土，故可在寒冷等較惡劣的氣候條件下全年施工，從而大大縮短了工期。鑒于瀝青混凝土心墻的上述優點，其在我國東北和新疆已有較多應用。

2 施工準備

2.1 編制施工組織設計

施工單位進場后，應根據工程特點、設計要求編制有針對性的施工組織設計，用于指導施工。施工組織設計應解決主要施工方法、施工進度安排、人員組織、施工設備投入、材料供應計劃、質量安全保證措施等方面的問題。

2.2 施工前的相關試驗

2.2.1 室內試驗

本項試驗主要檢驗擬用原材料的質量并提供標準設計配合比。標準設計配合比確定最大骨料粒徑、礦料比例、礦粉用量和瀝青用量。實際施工前應根據標準配合比，結合現場進場礦料超遜徑情況調整為施工配合比。

2.2.2 工藝試驗

工藝試驗是模擬工程實際施工條件，對室內配合比進行驗證和調整，取得并確定各種有關的施工工藝參數。主要內容是：檢驗、調整、確定瀝青混凝土的施工配合比，檢驗瀝青混凝土拌和系統和運輸設備運行性能，澆筑分層厚度、混合料溫度損失情況、通過比較選定各種適宜施工參數。

2.2.3 生產性試驗

工藝試驗完成后，在主體工程上進行生產性澆筑試驗。再次驗證和調整瀝青混凝土配合比和施工工藝參數，為正式施工提供最適宜的參數。

2.3 現場準備

2.3.1 施工資源

（1）瀝青混凝土拌和、運輸、倉內施工及檢測等機具、設備是否保持良好狀態，并應滿足施工強度要求。

（2）瀝青澆筑倉面驗收情況、人員配置、倉內供電及照明準備等工作是否就緒。

（3）瀝青、填料以及砂石骨料等原材料的質量、儲量是否滿足要求。

2.3.2 倉 面

（1）基座水泥混凝土強度應達到設計要求，結合面上的乳皮、裂縫、雜物等全部清除、潮濕部位烘干并按規范和設計進行鑿毛處理。

（2）瀝青混凝土倉面應平整，表面泛油良好，層面干燥、潔凈，尤其要防止層間柴油等難揮發材料的污染，影響層間結合。當層面有灰塵、泥土、散落石子等雜物時，應予清除，不宜用水沖洗。

2.3.3 模 板

（1）模板采用鋼板制作，強度、剛度和穩定性能承受各項施工荷載。

（2）模板頂部采用角鋼限位卡固定，下部如需采用鋼筋限位卡，鋼筋限位卡將作為永久性支墊埋在瀝青心墻內，限位卡鋼筋的防腐處理作為檢查的重點，兩側在過渡料內部分必須全部涂刷防腐層。

（3）鋼模安裝前表面可粘貼牛皮紙或無紡布作為脫模隔離層或涂刷其它隔離劑，安裝好的模板平整嚴密，尺寸準確，相鄰鋼模搭接長度不小于5 cm，模板定位前進行中心線放樣，定位后的鋼模距心墻中心線的偏差不大于5 mm。

3 施工過程質量控制

3.1 原材料質量

3.1.1 原材料抽檢

瀝青混凝土心墻采用的原材料品質應符合現行的國家和行業標準規定要求。原材料抽樣檢測項目及頻度詳見表1。

表1 瀝青混合料制備質量控制要求

3.1.2 礦料的質量控制

澆筑式瀝青混凝土粗細骨料宜采用堿性骨料，通過試驗論證后也可采用天然礫石骨料，使用前必須經試驗滿足《土石壩澆筑式瀝青混凝土防滲墻設計規范》（SL 501-2010）的相關要求。

填料可采用石灰石粉或普通水泥，若粗、細骨料選擇天然砂礫料，建議填料采用水泥，可增強骨料與瀝青的粘附性。

瀝青混凝土骨料最大粒徑宜為19 mm，根據瀝青混凝土礦料最大密實度理論，實驗室基礎配合比粗骨料均采用三級，即（2.36～4.75）mm、（4.75～9.5）mm、（9.5～19）mm，細骨料一級為 2.36 mm 以下，各級礦料均應采用瀝青混凝土砂石骨料篩（方孔篩）進行檢測。

3.1.3 瀝 青

宜選用70號（A）級道路石油瀝青，其質量應符合 《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設計規范》（SL 501-2010及DL/T 5411-2009）的規定，瀝青性能主要控制指標如表1。

3.2 瀝青混合料的拌和質量控制

拌和站稱量系統必須由當地技術監督局定期檢定，試驗室定期校驗。每班開機前（包括更換配料單），拌和站操作人員應按經監理確認及工地實驗室簽發的配料單開機拌和。

瀝青脫水溫度應控制在（120±10）℃，瀝青加熱溫度應根據瀝青混合料出機溫度確定，一般為（140～160）℃。在加熱過程中，瀝青針入度的損失以不超過10%為宜；粗細骨料加熱宜控制在（180±5）℃以內為佳；填料加熱溫度一般為（70～90）℃；瀝青混合料的出機口溫度控制在（140～170）℃，視氣溫情況滿足澆筑質量要求而定。

投料順序和拌和時間，根據試驗采用先將骨料和填料干拌（15～30）s 后，再加入瀝青一起拌和（45～60）s。要求拌和均勻，無花白料；瀝青拌和站在拌制瀝青混凝土前必須進行預熱。

瀝青混凝土拌和質量檢測項目和頻次詳見表1。

3.3 瀝青混凝土心墻澆筑質量控制

3.3.1 過渡料填筑

心墻兩側的過渡料料堆坡腳應離開心墻50 cm以上，攤平過渡料時應避免擠壓模板。靠近模板部位的過渡料應人工兩側對稱攤鋪，必要時在模板內采用對頂支撐，避免心墻由于過渡料擠壓產生位移而影響截面尺寸。過渡料填筑宜采用人工配合反鏟將運至施工作業面的砂礫石過渡料進行整平。過渡料鋪筑時，應采用防雨布、帆布等遮蓋心墻表面，防止砂礫石、雜物落入瀝青混凝土表面。瀝青混凝土冷卻并具有一定強度后方可進行過渡料碾壓施工，過渡料碾壓后不應擠占心墻。待瀝青混凝土心墻施工完成且表面溫度降至70℃以下再兩側對稱碾壓，以防止模板走樣、變位。瀝青混合料制備質量控制要求見表1。

3.3.2 瀝青混凝土心墻澆筑

應按設計要求做好瀝青混凝土心墻與基礎及岸坡的連接。澆筑瀝青混凝土前，在充分干燥的基礎面上刷冷底子油，待冷底子油中的汽油或煤油完全揮發后均勻鋪設瀝青瑪蹄脂，然后方可澆筑瀝青混凝土。

在已冷卻的瀝青混凝土面上澆筑時，應將結合面清理干凈；污染嚴重的結合面可用紅外線加熱器進行烘烤，待被污染的瀝青混凝土軟化后予以鏟除。鉆芯取樣留下的孔洞，應處理干凈并烘干，再用熱瀝青砂漿分層回填搗實。

為避免瀝青混合料離析，下料高度不宜大于1 m。應及時平倉，防止瀝青混合料稠稀不均。每層澆筑厚度不宜超過40 cm。澆筑中應用鐵鏟或鋼釬反復插搗，直至無氣泡排出并表面返油為止。

瀝青混合料倉溫度宜為（140～160）℃。應避免瀝青老化及瀝青混合料出現分離現象。

每一層瀝青混凝土應連續澆筑，如遇特殊原因需要分段澆筑時，應在心墻分段處支立模板，模板傾斜坡度為1∶3～1∶4。若上下層瀝青混凝土均有分縫，其水平距離應大于2 m。

每層瀝青混凝土澆筑后應及時進行覆蓋，以防灰塵雜物等污染心墻表面；嚴禁車輛或其他交通工具在心墻上面直接通過。

應采用合理的施工布置，縮短瀝青混合料的運輸距離并保證交通順暢，以減少溫度損失，避免瀝青混合料離析。

澆筑式瀝青混凝土不宜夜間施工。若需進行夜間作業時，應采取加強照明等有效措施，確保施工安全及施工質量。

3.3.3 倉面質量檢查與控制管理

由質量檢查部門負責瀝青混凝土質量檢查、監督、評定等質量控制工作，工地實驗室負責人按表2《瀝青混凝倉面施工質量檢查、檢測頻率數表》進行質量控制。

表2 瀝青混凝倉面施工質量檢查、檢測頻率數表

瀝青心墻每升高（2～4）m，沿壩軸線（100～150）m布置鉆取芯樣2組，必須檢測容重、孔隙率、滲透系數、水穩定系數及層間結合情況。芯樣外觀描述：瀝青混凝土的均質性和密實性評定要求見表3。

瀝青混凝土澆筑時，每一澆筑層均應進行外觀檢查，不得產生裂紋、蜂窩、麻面、空洞及花白料等現象。如發現異常，應立即制訂方案并加以處理。

表3 瀝青混凝土芯樣外觀評定標準

4 質量問題處理

心墻澆筑完畢后，必須進行質量檢測，檢測方法主要有：現場核子密度儀無損檢測容重，滲氣儀無損檢測瀝青混凝土的滲透系數，現場取芯樣檢測和室內瀝青混合料抽提及馬歇爾擊實試驗檢測。檢測指標包括瀝青混凝土容重，孔隙率，滲透系數及其他設計指標。現場檢測以無損檢測為主，若發現有不合格點，應立即鉆取芯樣進行測試，芯樣測試不合格則要進行處理。若檢測發現孔隙率超標點較多，范圍較長，可采用心墻迎水面澆筑瀝青瑪蹄脂處理，增加心墻防滲性能。若檢測不合格點僅為局部，可對不合格部位挖除后重新鋪筑瀝青混合料。挖除時用火槍烤熔并人工挖除，對接縫處斜坡和底層要保證坡度不陡于1∶3，并將底層松散顆粒剔除；必要時可將處理層面加熱后用預熱的鐵板振壓幾遍，再重新鋪筑瀝青混合料。

5 結 語

（1）溫度控制。澆筑式瀝青混凝土心墻施工過程中，溫度的控制十分重要。因為混合料的溫度過高會造成瀝青老化加快，影響心墻的耐久性；溫度過低可能造成層間結合不良，層內難以密實，從而降低心墻的防滲性能。因此施工過程中必須控制好原材料加熱溫度、瀝青混合料的出機口溫度和入倉溫度。

（2）瀝青用量控制。瀝青含量對心墻的性能影響大。瀝青含量過高不僅造成施工成本增加，而且心墻建成后流變值大，對壩體安全運行不利；瀝青含量過低又由于混合料流動性低而難以自行密實，造成心墻孔隙率超標，防滲性能降低，因此應嚴格按配合比控制瀝青用量。

（3）礦粉用量控制。施工配料應實測粗細骨料中小于0.075 mm的礦粉含量，并據實調整礦粉和相應其它材料用量，這個過程往往容易被忽視，從而造成瀝青混合料中的礦粉含量大幅超標，影響瀝青混凝土的自密實能力。準確的方法是不加瀝青，只加入粗細骨料和礦粉干拌，根據實際加入的礦粉量和拌和后篩洗測定增加的礦粉量調整礦粉用量。

（4）使用非堿性骨料。試驗研究表明，堿性骨料與瀝青的粘結牢固，瀝青混凝土的骨料應優選堿性骨料，其耐久性有保證；若工程所在地難以提供堿性骨料而必須使用中性或酸性骨料時，應通過試驗論證可行后使用，一般可以通過摻加抗剝離劑解決。

1水利部.SL501-2010土石壩瀝青混凝土面板和心墻設計規范[S].北京：中國水利水電出版社，2010.

2國家能源局.DL/T5411-2009土石壩瀝青混凝土面板和心墻設計規范[S].北京：中國電力出版社，2009.

3國家能源局.土石壩澆筑式瀝青混凝土防滲墻施工技術規范[S].北京：中國電力出版社，2011.

4張津生,等.澆筑式瀝青混凝土心墻施工工法[D].烏魯木齊：新疆農業大學，2010.