1、沥青混凝土防渗心墙的振捣施工论述摘要：本文首先概述了沥青混凝土防渗心墙，然后介绍了振捣式沥青混凝土的施工准备，最后详细分析了沥青混凝土防渗心墙的振捣施工。关键词： 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 1 沥青混凝土防渗心墙概述 在世界坝工史上，土石坝防渗体大多采用粘土、混凝土、钢筋混凝土或钢板等材料建造。由于这些材料随时受料源、造价以及能否适应坝体的沉降变形等经济、技术条件的限制，所以，采用这些材料作为防渗体材料只能在一定的条件下才能取得较好的济经和技术效果。20 世纪 20年代德国阿姆克尔粘土心墙坝出现了渗漏，为了堵漏，1934 年在坝体上游坡面铺筑了一层 6cm 厚的沥青混凝
2、土防渗层，取得了很好的效果。说明了沥青混凝土作为防渗体材料具有很高的可靠性。在 20 世纪 50 年代后期，以欧洲为中心，新建了大量的沥青混凝土斜墙坝，在理论和施工技术等方面均取得了很大的进展。沥青混凝土心墙是坝体防渗的另外一种结构形式。最早的沥青混凝土心墙坝是葡萄牙 1949 年建成的ValedeCaio 坝。沥青混凝土防渗体具有结构简单、工程量小、施工速度快、防渗性能安全可靠等优点。所以，沥青混凝土在水利工程中的应用越来越被重视。 沥青混凝土防渗墙从结构上讲，主要分为两类:一类式沥青混凝土防渗斜墙(包括防渗面板);另一类是沥青混凝土防渗心墙。沥青混凝土防渗心墙修筑在结构内部，防渗体所承受的
3、水压力将由下游坝体(或堰体)来支承，受力条件较斜墙复杂。沥青混凝土心墙结构型式的坝体(或堰体)上游必须修筑护坡，心墙上下游不需设置反滤来防止渗透破坏，保证结构安全。沥青混凝土心墙对基础和整体结构的不均匀沉陷易适应，因而对基础条件要求较低。沥青混凝土心墙位于结构的内部，暴露面很小，受外界气候影响较小，全年可以施工。同时，沥青混凝土心墙较沥青混凝土斜墙耐老化，有较长的工作寿命。 碾压式沥青混凝土防渗墙，其主要施工方法是将热拌后的沥青混合料按要求的厚度摊铺在铺筑部位上，然后用适当的压实设备碾压。 浇筑式沥青混凝土防渗墙，其主要施工方法是将沥青混合料浇筑后靠自重压密，不需碾压设备，这种施工方法主要用于
4、沥青混凝土心墙。 振捣式沥青混凝土是中水东北勘测设计研究有限责任公司根据多年的浇筑式沥青混凝土设计、研究、应用经验，结合尼尔基水利枢纽主坝沥青混凝土防渗心墙导流明渠段冬季施工的实际情况，在现代沥青混凝土施工技术的背景下提出的一种沥青含量及性能均介于碾压式沥青混凝土和传统的浇筑式沥青混凝土之间的沥青混凝土，施工时需要采用振捣方式使之密实，故称其为振捣式沥青混凝土。 以往的浇筑式沥青混凝土防渗结构形式是采用沥青砂浆砌混凝土预制块作为沥青混凝土防渗墙的副墙，在副墙中间浇筑自流密实沥青混凝土浇筑式沥青混凝土。由于混凝土预制块墙具有一定的刚性，与柔性沥青混凝土防渗心墙的变形能力存在较大差异，当坝体受到库
5、水压力产生较大变形时，柔性的浇筑式沥青混凝土防渗心墙将受到来自预制块的挤压剪切作用，或因副墙预制块错动而被拉裂，在一定程度上影响到防渗心墙的整体稳定性和防渗效果;此外，碾压式沥青混凝土防渗心墙和浇筑式沥青混凝土防渗心墙连接后，两种心墙物理力学性能差异较大，大坝蓄水后浇筑式沥青混凝土防渗心墙将产生较大变形。 采用振捣式沥青混凝土心墙施工，使防渗心墙的整体变形更趋协调，密实性和防渗性提高，解决了浇筑式沥青混凝土的分层离析问题，保证了沥青混凝土防渗心墙的整体均匀性。采用提模振捣式方法施工，使沥青混合料的沥青含量降低到了最佳标准，降低了施工成本，达到了既能满足设计要求又能省工省料的最佳效果。 2 振捣
6、式沥青混凝土的施工准备 在进行振捣式沥青混凝土施工前，需要参照 SLJ01- 88土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则中密级配水工沥青混凝土矿料级配及沥青含量范围，按照设计要求进行沥青混凝土的配合比设计。开展振捣式沥青混凝土性能试验时，采用长 x 宽 x 高为 100cm x 30cmx 30cm 的试模，常温浇注振捣式沥青混凝土混合料，采用振捣式沥青混凝土专业振捣器振捣密实沥青混凝土，在沥青混凝土试样冷却后，用钻芯取样机在试样中间钻取 1OX30cm 芯样，切去两端部分，制成高径比为 1:2(即 1OX20cm)的试件，进行沥青混凝土的各项物理力学性能试验，力学和变形性能试验应在恒温条件下进行
7、，试验温度确定为沥青混凝土防渗心墙工作温度范围的上、下限。渗透试验的试件是从 100cmx30cmx 30cm 的试样的侧面钻取加工制作成的标准试件。通过系统的试验，优选出满足设计使用要求的振捣式沥青混凝土施工配合比。 根据振捣式沥青混凝土配合比设计试验成果和振捣式沥青混凝土施工技术要求，编写施工模拟试验大纲，对施工人员进行技术培训，准备模拟施工用仪器和设备，进行振捣式沥青混凝土施工模拟试验，其目的主要是检验振捣式沥青混凝土骨料加工系统、加热计量拌和系统、运输设备组织、沥青混凝土混合料浇注振 捣、过渡料摊铺碾压、施工各环节质量控制与检测等的配合与协调能否满足施工要求，施工人员技术培训效果是否满
8、足施工控制要求等，根据施工模拟试验成果完善施工组织设计。 3 沥青混凝土防渗心墙的振捣施工 在振捣式沥青混凝土防渗心墙施工前，与浇筑式沥青混凝土和碾压式沥青混凝土一样，需要对沥青混凝土基面进行处理，水泥混凝土基面需要刷毛处理，涂刷冷底子油和配制好的热沥青砂浆，沥青混凝土面需要除尘和加热至 70左右；将加工好的钢模板按照心墙的轴线位置固定并安装好钢模板内部支撑件，铺填心 墙两侧的过渡料并同时进行碾压，确保心墙钢模板不产生肉眼可见的变形和整体错动，过渡料碾压至设计要求的密实度后撤去钢模板内部的支撑件，在钢模板内侧平整固定无纺布，浇注沥青混凝土混合料，移动(提出或滑动)钢模板，将专用振捣器插入沥青混
9、凝土混合料中振动行走，行走速度以振捣后的沥青混凝土混合料表面泛油为控制标准，这种施工方法对中小型水利水电工程尤为适用。对于大型水利电工程而言，为了加快施工进度，可以采用机械化程度较高的摊铺机械进行沥青混凝土混合料和过渡料的同时摊铺，然后按碾压试验确定的碾压遍数将过渡料碾压至设计要求的密实度，最后开始振捣沥青混凝土混合料，等沥青混凝土混合料冷却后进行沥青混凝土的施工质量检测，质量合格后继续进行沥青混凝土防渗心墙的施工。 对于冬季施工的振捣式沥青混凝土防渗心墙，还需要在心墙表面进行适当的保温覆盖，避免因沥青混凝土表面降温速度过快而引起沥青混凝土密实度与防渗性能的降低和收缩裂缝的发生。如振捣式防渗沥
10、青混凝土在-20左右的气候条件下施工密实后，模板两侧及时铺填过渡料且表面进行了保温覆盖的振捣式防渗沥 青混凝土没有产生收缩裂缝，钻芯取样的芯样孔隙率小于 2%,密实度达到设计要求，芯样的抗渗性也达到了设计要求；当模板两侧没有及时铺填过渡料且表面也没有采用保温覆盖措施时，振捣式防渗沥青混凝土虽然没有产生收缩裂缝(可能是施工段较短)，钻芯取样的芯样孔隙率小于 2%,密实度达到设计要求，但芯样的抗 渗性没有达到设计要求，出现了渗漏问题，这说明低温快速冷却虽然可以加快施工进度，但会因为沥青混凝土密实时间短而引起沥青结构的暂时改变(结构疏松)，这是一个值得注意的问题但这种沥青结构的暂时改变(结构疏松)是
11、可以恢复的，但恢复需要一定时间。例如试验研究时预留一条微小裂缝进行渗透试验，随着试验时间的延长，预留的微小裂缝逐渐愈合，直至不再透水，说明沥青具有自愈功能。尽管如此，施工过程中还是应该避免发生安全隐患。 4 结语 振捣式沥青混凝土它作为土石坝的防渗体，是一种全新的沥青混凝土结构型式，具有结构简单、施工方便、防渗性能安全可靠等优点，广泛适用于大、中、小型水利水电工程的土石坝建设。它既可以像浇筑式沥青混凝土防渗心墙那样砌墙、立模或滑模浇注、振捣密实，也可以像碾压式沥青混凝土那样采用机械化程度较高的铺料机械铺注、振捣密实，而且施工时还不受环境气温条件的影响，在水利工程中具有广泛的推广价值。 参考文献 1张怀生.水工沥青混凝土M.北京:中国水利水电出版社，2005. 2王为标.土石坝沥青防渗技术的应用和发展.水力发电学报J.2004,12 3常焕生.尼尔基大坝碾压式沥青混凝土心墙施工技术.水力发电J.2004,4
