封志勇（中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙410014）

某大壩瀝青混凝土心墻防滲質(zhì)量控制措施淺談

封志勇（中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙410014）

大壩混凝土防滲墻具有施工速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，由于防滲心墻具有良好的柔性和防滲性，可以適用于各種沉陷變形，而且還有一定的自愈能力，是一種較為安全的防滲結(jié)構(gòu)。本文以實(shí)際工程為例，從原材料質(zhì)量控制、調(diào)整配合比、控制施工過(guò)程、檢測(cè)成墻質(zhì)量等環(huán)節(jié)入手，對(duì)混凝土心墻防滲質(zhì)量的控制措施進(jìn)行了探討，工程施工后芯樣檢測(cè)孔隙率合格率達(dá)到了100%，蓄水后混凝土心墻沒(méi)有出現(xiàn)滲水的情況，為類似工程積累了參考經(jīng)驗(yàn)。

混凝土心墻；防滲；質(zhì)量控制

1 引言

瀝青混凝土防滲墻是一種新型的防滲結(jié)構(gòu)，是一種可以適應(yīng)于各種壩體的防滲結(jié)構(gòu)，具有施工速度快、防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)。混凝土防滲墻主要是將不同級(jí)配的石料按照一定的比例經(jīng)過(guò)加熱拌和后制成混凝土混合料，然后利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行碾壓后形成具有良好防水性能的防滲體。混凝土防滲技術(shù)主要適用于混凝土心墻、混凝土防滲面板、水工結(jié)構(gòu)物防護(hù)面、堤岸護(hù)坡防滲等，本文重點(diǎn)對(duì)大壩混凝土心墻防滲質(zhì)量控制措施進(jìn)行探討。

2 工程概況

某大壩工程壩頂長(zhǎng)度為311.6m，壩體最大寬度為10m，壩體下游壩坡為1：2.0，上游壩坡為1：2.2，壩體主要采用瀝青混凝土心墻作為防滲結(jié)構(gòu)，在心墻的上游和下游分別布置了厚度為3～4m的過(guò)渡層。瀝青混凝土心墻使用直心墻形式，心墻最大寬度為1.2m，頂部寬度為6.2m，心墻厚度呈階梯性遞減，每間隔12m寬度減小10cm。

3 控制材料質(zhì)量

3.1 選擇礦料

混合料礦料要選擇和瀝青具有良好親附性的礦料，一般可以選擇堿性料。另外，還要求細(xì)骨料具有良好的級(jí)配，粗骨料具有良好的堅(jiān)硬度，礦粉的細(xì)度也要可以達(dá)到規(guī)范要求。由于堿性礦料會(huì)和瀝青中的瀝青酸發(fā)生反應(yīng)形成氫鍵，具有比較強(qiáng)的吸附作用，可以保證混合料質(zhì)量[1]。因此，本工程施工過(guò)程中使用人工堿性骨料進(jìn)行施工。

3.2 瀝青的選擇及質(zhì)量控制

在選擇瀝青材料時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程的運(yùn)行條件確定瀝青材料。經(jīng)過(guò)綜合考慮后，本工程使用90號(hào)瀝青進(jìn)行施工，瀝青進(jìn)場(chǎng)后對(duì)瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延伸度、老化后的各種指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)。另外，在選擇瀝青材料時(shí)，本工程主要選擇規(guī)模比較大的煉油廠提供瀝青材料，并提高進(jìn)場(chǎng)瀝青材料的檢測(cè)力度。

4 瀝青混合料配合比的確定

礦料的級(jí)配和瀝青含量對(duì)瀝青混凝土的可施工性、碾壓后密實(shí)度、混凝土心墻的耐久性等均有比較大的影響，因此在進(jìn)行施工前應(yīng)根據(jù)室內(nèi)配合比的各項(xiàng)試驗(yàn)，提出達(dá)到要求的配合比[2]。本工程設(shè)計(jì)的瀝青混合料配合比如表1所示。另外在制備瀝青混合料時(shí)，還要對(duì)瀝青混合料、礦料、瀝青的溫度進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)瀝青混合料的出機(jī)溫度和各個(gè)工序的加熱溫度進(jìn)行控制，并觀察出機(jī)瀝青混合料的外觀，不允許出現(xiàn)花白料的情況。

表1 瀝青混凝土施工配合比

本工程按照表1的配合比進(jìn)行配比后，瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)合格率達(dá)到了100%，恒溫管總瀝青的合格率也達(dá)到了100%。

5 瀝青混凝土心墻施工

5.1 堿性骨料的生產(chǎn)和加工

按照瀝青混合料配合比得到的試驗(yàn)結(jié)果，選擇三級(jí)配料作為堿性骨料，分別分成10～20mm，5～10mm，0.074～5mm三個(gè)級(jí)配。采用的料源為從外部購(gòu)買(mǎi)的成品混合料。使用立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)對(duì)不同規(guī)格堿性骨料產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)整，使其可以達(dá)到配合比用量需求。

5.2 瀝青混混凝土拌制

本工程使用YQLB1000瀝青混合料拌合設(shè)備進(jìn)行攪拌施工，理論可以生產(chǎn)60t/h，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)量達(dá)到了45t/ h，由于施工選擇的設(shè)備比成熟，自動(dòng)化程度也比較高，拌和可靠性和拌和量可以達(dá)到瀝青心墻施工的基本要求。使用內(nèi)加熱的方式對(duì)瀝青進(jìn)行加熱，為了保證均勻加熱，避免瀝青出現(xiàn)老化，需要將導(dǎo)熱油作為介質(zhì)來(lái)對(duì)瀝青進(jìn)行加熱。瀝青脫水溫度保持在110～130℃。在對(duì)骨料進(jìn)行加熱時(shí)，使用ZL50G裝載機(jī)將各級(jí)骨料上料到配料倉(cāng)中，然后將冷骨料均勻的加入到加熱筒中進(jìn)行加熱，將溫度保持在170～190℃。在對(duì)瀝青混合料進(jìn)行配置時(shí)，先投放礦粉和骨料進(jìn)行干拌，然后噴灑濕瀝青進(jìn)行濕拌，濕拌時(shí)間保持在50～60s，干拌時(shí)間保持在10～15s[2]。配合比誤差需要控制在以下范圍內(nèi)：填料±1%，細(xì)骨料± 3%，粗骨料±5%，瀝青±0.5%。

5.3 攤鋪?zhàn)鳂I(yè)

本工程使用3臺(tái)8t專用保溫機(jī)械運(yùn)輸?shù)绞┕の恢?，瀝青混凝土使用水平分層法進(jìn)行攤鋪碾壓，在進(jìn)行施工時(shí)要根據(jù)確定的施工次序、施工放線、攤鋪溫度、心墻鋪筑厚度、碾壓溫度、碾壓次數(shù)等進(jìn)行分層鋪筑。攤鋪厚度為30cm，碾壓后厚度控制在25cm。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)選擇心墻聯(lián)合攤鋪機(jī)進(jìn)行作業(yè)，攤鋪過(guò)程中將攤鋪寬度保持在3m，具體的寬度要根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍控制在0.5～1.2m，攤鋪機(jī)行走速度保持在1～3m/min。

5.4 碾壓施工

5.4.1 常規(guī)碾壓

在進(jìn)行碾壓施工的過(guò)程中，需要重點(diǎn)做好碾壓參數(shù)的控制，首先使用兩臺(tái)振動(dòng)碾壓設(shè)備靜壓兩次，然后振壓6次心墻兩側(cè)的過(guò)渡料，接著在進(jìn)行兩次靜壓，在對(duì)瀝青混凝土混合料振壓6次，振動(dòng)碾壓速度控制在30m/min。

5.4.2 局部碾壓

對(duì)于無(wú)法使用機(jī)械設(shè)備鋪筑的位置安排人工進(jìn)行攤鋪，攤鋪過(guò)程中夯實(shí)溫度控制在145℃，鋪料的厚度要保持在21cm，使用振動(dòng)式?jīng)_擊設(shè)備夯擊壓實(shí)，夯擊6次后使用直徑比坑洞直徑小的鐵錘進(jìn)行分層夯實(shí)，分層厚度按照5cm一層。

6 瀝青混凝土施工控制要點(diǎn)

6.1 拌合站檢測(cè)

要對(duì)每一層的礦料級(jí)配都進(jìn)行檢測(cè)，細(xì)骨料級(jí)配誤差控制在±0.3%，粗骨料級(jí)配誤差控制在±5%，填料配比誤差控制在±1%。瀝青量每一層都要進(jìn)行一次抽提試驗(yàn)，并對(duì)瀝青含量進(jìn)行檢測(cè)，要求配合比誤差保持在±0.3%，施工過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行檢查，要求瀝青混合料稀稠度和色澤均勻、一致，不能出現(xiàn)花白料的情況[3]。

6.2 現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）在處理混凝土基座結(jié)合面時(shí)，要先將混凝土基礎(chǔ)面的乳皮、浮漿、粘著物等清理干凈，然后在將混凝土表面鑿毛后，使用高壓風(fēng)將其表面吹干凈，烘干潮濕位置。烘干后人工使用冷底子油涂刷兩次，當(dāng)冷底子油干涸以后立即使用瀝青瑪蹄脂涂抹，涂抹厚度為1～2cm。

（2）邊角在施工的過(guò)程中，由于攤鋪機(jī)械無(wú)法完成鋪筑作業(yè)，因此要人工進(jìn)行立模，然后進(jìn)行人工攤鋪，再使用小型碾壓設(shè)備壓實(shí)。

（3）做好質(zhì)量檢查工作。在對(duì)混凝土進(jìn)行人工攤鋪和碾壓候，要求混凝土表面具有良好的反油性，施工后不能出現(xiàn)縱向裂縫。

（4）在繼續(xù)鋪筑的過(guò)程中，要清理干凈結(jié)合面，對(duì)于灰塵等污染可以使用紅外線加熱器對(duì)污面進(jìn)行烘烤，或者使用空氣壓縮機(jī)將污染面清理干凈，當(dāng)污漬軟化以后將其清除干凈。

（5）在攤鋪瀝青混凝土和過(guò)渡料時(shí)，先使用全站儀進(jìn)行測(cè)定，每隔10m進(jìn)行一次測(cè)放，并使用鐵釘對(duì)中點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，然后使用墨斗在心墻上將控制中線彈出。攤鋪厚度誤差要保持在2cm以內(nèi)，攤鋪溫度保持在145℃。

（6）碾壓施工。在進(jìn)行碾壓施工時(shí)，要先對(duì)過(guò)渡料進(jìn)行碾壓，然后對(duì)瀝青混合料進(jìn)行碾壓，碾壓過(guò)程中最低溫度要控制在110℃以內(nèi)，最高溫度要控制在150℃以內(nèi)。

（7）施工后檢測(cè)。施工完成后使用無(wú)損檢測(cè)和鉆芯取樣的方法檢測(cè)混凝土的孔隙率和密度。

7 施工質(zhì)量檢測(cè)

施工完成后，質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)根據(jù)表2中的規(guī)定要求對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查。通過(guò)按照表2中的規(guī)定要求進(jìn)行檢查，瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量良好，沒(méi)有出現(xiàn)蜂窩、裂紋、花白料和空洞等情況，孔隙率、滲透系數(shù)、水穩(wěn)定系數(shù)均達(dá)到了指標(biāo)要求，心墻防滲效果良好。

表2 施工質(zhì)量檢測(cè)規(guī)定要求表

8 結(jié)論

綜上所述，本大壩瀝青混凝土心墻施工過(guò)程中，每上升2～4m都采用鉆芯取樣的方法對(duì)心墻的孔隙率、芯樣密度等進(jìn)行了檢測(cè)。通過(guò)對(duì)心墻的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢查后證明，心墻防滲質(zhì)量達(dá)到了規(guī)范要求，單元工程驗(yàn)收合格率達(dá)到了100%，工程蓄水后瀝青混凝土心墻沒(méi)有出現(xiàn)滲水的情況，防滲質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐證明，在混凝土心墻施工過(guò)程中，從配合比、施工設(shè)備、施工工藝等環(huán)節(jié)對(duì)心墻施工質(zhì)量進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)了快速連續(xù)施工，保證了心墻防滲質(zhì)量，值得在類似工程中推廣應(yīng)用。

[1]齊江鵬.新疆呼圖壁河石門(mén)水電站大壩瀝青混凝土心墻施工方案優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2014（07）：235～236.

[2]張 偉.西龍池電站上水庫(kù)瀝青混凝土施工質(zhì)量控制[D].西安：西安理工大學(xué)，2014：22.

[3]周益舒，陳敏潔.水工混凝土施工質(zhì)量控制管理[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2013（12）：157～159.

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2095-2066（2016）35-0191-02

2016-11-5

封志勇（1978-），男，高級(jí)工程師，碩士，主要從事水利水電工程管理工作。