22高寒高海拔地区碾压式沥青混凝土防渗心墙施工工法 - 图文

高寒高海拔地区碾压式沥青混凝土防渗心墙施工工法

中国人民武装警察部队水电第三总队 付光均 赵兴安 邱炽兴 王海波 向尚君

1.前言

防渗心墙作为土石坝的重要组成部分，在施工过程中作为重点控制部位，用作防渗心墙的材料一般包括粘土、砾石土、钢筋混凝土以及沥青混凝土等材料。近年来，沥青混凝土防渗心墙以其结构简单、工程量小、施工速度快、防渗性能可靠和良好的适应变形性能，已越来越多地应用于土石坝工程中。但在高寒高海拔以及深厚覆盖层地区如何在确保施工质量的同时，加快施工进度成为了一个技术难题亟待解决。

西藏旁多水利枢纽工程地处拉萨河的中游，海拔4100m，大坝为碾压式沥青混凝土防渗心墙砂砾石坝，坝基为砂砾石覆盖层厚超过了400m，地震烈度为Ⅷ度，施工中需考虑深覆盖层、高地震烈度对心墙的影响以及在高寒缺氧环境下保证施工质量并加快施工进度。

安蓉建设总公司联合国内水工沥青混凝土施工知名专家和兄弟单位积极开展了科技创新，汲取国内已有研究成果，通过沥青混凝土心墙施工方案的实施、技术研究，解决了高寒高海拔地区碾压式沥青混凝土心墙施工中一系列重要技术难题，加快了工程进度，保证了施工形象和施工质量，最终形成了适用高寒高海拔地区的碾压式沥青混凝土防渗心墙施工工法。

2.工法特点

2.1 经现场研究和改装，形成了一套适应高寒高海拔地区碾压式沥青混凝土心墙施工的碱骨料加工系统、沥青混凝土拌和系统、沥青混凝土运输设备、沥青混凝土摊铺设备、沥青混凝土碾压设备、沥青混凝土试验检测设备以及所需用的辅助设施。

2.2 利用国内公路沥青混凝土摊铺机改装形成了专用的大型沥青混凝土防渗心墙摊铺机，可同时摊铺过渡料和沥青混合料，且沥青混合料的摊铺宽度和厚度可根据设计要求在一定范围内调节。改变了依靠进口设备改装摊铺机的现状，实现了专用设备的自主保障。

2.3通过试验研究形成了一套适用于高寒高海拔地区沥青混凝土配合比设计方法，既保证了施工质量的同时有良好的经济效益。

2.4 针对高海拔地区高紫外线照射条件下的沥青防护以及碾压式沥青混凝土防渗心墙低温条件下的防护形成有效措施，保证了施工质量。

2.5 碾压式沥青混凝土防渗心墙为热法施工，对温度要求高，其施工受自然条件制约多，尤其在高寒高海拔地区气候条天尤为恶劣，低温、高辐射、大风、雨季为常

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见的恶劣天气，采取详细可行的施工技术及防护措施以确保施工质量和施工进度。

2.6 碾压式沥青混凝土防渗墙分两期施工的接缝质量保证措施。

3.适用范围

高寒高海拔地区各类土石坝碾压式沥青混凝土防渗心墙的施工。

4.工艺原理

施工主要环节有：沥青施工机械设备改装、矿料加工、沥青混凝土拌和、运输、摊铺、碾压、仓面保护等。施工前，利用充足的时间进行室内、现场和生产性试验，取得各项施工工艺参数以指导现场施工。施工中对全过程进行质量检测和控制，重点控制原材料质量；沥青混合料的拌和时间；沥青混合料的拌和、铺筑等过程的各种温度；各种接缝施工质量；沥青混合料的摊铺速度、碾压速度、碾压方式、碾压遍数等技术参数，确保沥青混凝土施工质量。施工后采用无损和钻孔的方式进行沥青混凝土施工质量的检测。同时对一二期心墙接缝处理，心墙防护，冬季施工等方面进行全面的探索。整个施工过程从原材料、配合比、各个施工环节和施工后的检测、低温季节的保护等各方面严格进行控制，从而使沥青混凝土施工质量满足设计要求。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

施工准备→矿料加工→沥青混合料制备→沥青混凝土心墙铺筑→沥青混凝土心墙质量检测，具体见图5.1-1。

基座面凿毛及清理 喷涂冷底子油 沥青混合料入仓及平立模 成品料拌和 铺过渡料 仓面加热 温度控制 摊铺机机械摊涂抹沥青砂浆 成品骨料加仓面清理及准碱骨料开采 拆模 心墙碾压 过渡料碾压 质量检测 防护

图5.1-1 碾压式沥青混凝土防渗墙施工工艺流程图

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5.2操作要点

5.2.1 沥青混凝土心墙施工设备 (1)碱骨料加工系统

碱骨料加工系统采用两段破碎、一级制砂工艺，粗破为颚式破碎机，中破为反击式破碎机，制砂采用圆锥破，设两道筛分系统，在一次筛分与中破和制砂机之间采用皮带机形成循环系统。风选系统对小石、砂和矿粉进行风选。矿粉不足部分用磨粉机进行补充。

(2)沥青拌和系统

沥青拌和系统采用强制间隙式沥青混凝土拌和楼，一般包括脱桶系统、沥青储罐、冷料仓、干燥筒、二次筛分系统、拌和主机、除尘系统、成品料储罐及操作室。沥青混凝土拌和系统选型要考虑到高海拔地区对设备的降效的影响，一般按照铭牌生产能力的50%进行考虑。脱桶系统在高原上使用时，要考虑加热温度的降效影响。

(3) 运输摊铺设备 ①运输设备

运输设备采用5t自卸车改装，其中车斗采用保温改装，车斗上加盖，起到保温防尘效果。自卸车到摊铺机的转运由改装装载机进行，装载机料斗进行保温改装。

②摊铺设备

摊铺机由徐工集团生产的RP951A型公路沥青混凝土摊铺机改装而成，是首次在国产公路沥青混凝土摊铺机基础上进行改装，首次实现碾压式沥青混凝土心墙摊铺机的国产化，摊铺机自身携带的加热装臵受高原气候影响较大，所使用的加热设备必须能适应高原的气候。主要由主机、沥青保温料斗、红外加热装臵、对中监控系统、温度检测装臵、振动熨平板、框模、过渡料分料斗、激光找平系统。

(4) 压实设备

沥青混凝土心墙采用2.5t振动碾和1.5t振动碾，使用2.5t振动碾作为主要压实设备，1.5t振动碾作为收光碾压设备。冲击夯或人工夯振动边角振动碾压不到的部位进行人工压实。振动碾选择时必须要考虑到高原因素的影响，一般要配备增压泵。

(5)辅助设备

辅助设备主要用于沥青混凝土心墙辅助生产的设备，主要有红外线加热器、卸料平台、保温罩、人工摊铺模板等，根据现场施工需要灵活进行辅助设备的配备。

5.2.2 矿料加工

(1)矿料加工流程图见图5.2-1

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系统建设 块石储运 图5.2-1 矿料加工流程图

(2)施工工艺及要求

沥青混凝土用骨料一般采用碱骨料加工而成，一般为灰岩、大理岩等含CaCO3成分的岩石，要求其碱度模数大于1，CaCO3含量95%以上。块石储存设防雨棚，严格控制其含水量。

沥青混凝土骨料加工一般采用两段破碎、一级制砂工艺，一般成品骨料分为粗骨料、细骨料和填料，粗骨料包括大石(10～20mm)、中石(5～10mm)、小石(2.5～5mm)，细骨料即砂(0.075～2.5mm)，填料又称矿粉（＜0.075mm）。成品骨料要采取可靠的防雨措施，严格控制其含水率，尤其要控制矿粉的含水率。生产过程中对非磁性弱磁性金属物体的探测、剔除。

5.2.3 沥青混合料制备

(1)沥青混合料制备工艺流程图见图5.2-2 冷料仓 燃油储运

二次筛分 粉料称量 干燥加热 骨料称量 干拌 拌和 沥青称量 骨料初配 沥青恒温 沥青脱桶 人工砂罐 制砂机 分选 粗破 细破 筛分 粉料罐 成品料仓 磨粉成品料仓 图5.2-2 沥青混合料制备工艺流程图

(2)施工工艺

沥青混合料的制备采用连续烘干、间歇计量和拌和的综合式工艺流程。主要包括沥青储存、熔化、脱水、加热、恒温与输送，骨料粗配及干燥加热，沥青混合料的拌制，沥青混合料的储存于保温等环节。

①沥青储存、熔化、脱水、加热、恒温

沥青储存数量满足现场施工需要，桶装沥青运至工地现场后堆存高度在1.8m以

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