高海拔干热河谷沥青混凝土心墙碾压施工技术
1工程概况
苏洼龙水电站位于金沙江上游河段四川巴塘县和西藏芒康县的界河上，为金沙江上游水电规划13个梯级电站的第10级，由华电金沙江上游水电开发有限公司投资建设。其主要枢纽建筑物为沥青混凝土心墙堆石坝、右岸溢洪道、右岸泄洪防空洞、左岸引水系统、左岸地面发电厂房等。沥青混凝土堆石坝坝顶高程EL.m，最大坝高m，坝顶长度.7m，坝顶宽度12m。沥青混凝土心墙防渗被应用到坝体，宽度0.5~1.5m，心墙上、下游设粗细过渡层（各3m宽），将心墙下游侧坝体与坝基覆盖层之间设粗细反滤层（各2m厚）。基础采用混凝土防渗墙，厚度1.2m，最大深度66m，嵌入基岩1.5m。
2沥青混凝土铺筑施工前准备
2.1沥青混凝土配合比试验
在开始对心墙沥青混凝土施工之前，首先进行室内配合比试验，重点对原材料的检测尤其是对沥青的选择，并在满足设计技术要求的基础上提出合适的沥青含量。室内配合比试验完成后进行工艺性即现场摊铺试验，验证和调整推荐的施工配合比，确定沥青砼工艺流程及相应的施工工艺参数。通过试验确定用于生产的基本参数为：
（1）室内配合比试推荐的参数可用于施工。
（2）温度控制参数：沥青混凝土出机口温度℃~℃，入仓温度℃~℃，初碾温度±5℃且≥℃，终碾温度≥℃，结合面温度70℃~90℃（若＜70℃，采用红外线加热至70℃以上），连续摊铺2层及以上沥青表面温度＜90℃。
（3）碾压遍数及顺序：碾压采用振动碾3台（沥青心墙1台2.7t，两侧细过渡料各配置1台3t），首先进行心墙两侧细过渡料同时静碾2遍，心墙静碾2遍，其次3台振动碾呈“品”字型动碾8遍，最后沥青混凝土温度满足终碾温度后，进行2遍动碾收光。
2.2基础面处理
铺筑施工前对底部混凝土基座的连接面进行处理。处理方法为：对混凝土表面进行凿毛、刷毛处理，将混凝土表面的浮浆、乳皮、废渣及粘着物清除，不允许造成表层混凝松动，而影响粘结效果或粘结强度，干净干燥后喷涂冷底子油（沥青:汽油=3:7）。待稀释沥青干涸后再铺设2cm厚砂质沥青玛蹄脂。具体沥青玛蹄脂铺设要求如下：
（1）沥青混凝土之间形成结合面，在该处均匀涂抹一层沥青玛蹄脂，不可出现流淌或鼓包现象，需与混凝土稳定粘接。经过试验后确定沥青玛蹄脂的工艺参数，包含配合比、厚度等，在获得监理的许可后方可将工艺参数用于正式施工中。
（2）注重沥青玛蹄脂的选材，较为合适的是砂质沥青玛蹄脂，经试验并通过监理的审批后确定最终配比，即沥青:矿粉:人工砂＝1:1:2。
（3）铺设之前清理混凝土表面并加热，于该处均匀刷涂1~2层冷底子油（材料使用要求为沥青:汽油=3:7，两者均匀混合制得），以冷底子油的状态为准，当其干涸后即可均匀铺设沥青玛蹄脂。
3沥青混凝土心墙铺筑施工
3.1沥青混合料拌合
（1）沥青混合料拌和采用LB型拌和站。在沥青混合料正式生产前，操作人员对混合料拌和系统各种装置进行检测。主要检测称量系统的精度、计时、测温设备及其它控制装置的运行情况。
（2）预热拌和系统，使拌和机温度≥℃。按特定的顺序依次拌制，首先掺入骨料和矿粉，经过15s的干拌后再向其中喷洒沥青，并持续45s的湿拌作业。
（3）检验沥青混合料的质量，其必须具有色泽均匀、无花白料的特点，卸料过程中不可发生离析现象，出厂温度以℃~℃较合适，以免在后续运输和摊铺过程中由于温度丧失而导致混合料温度不达标。
3.2沥青混合料的运输
配备4台15t自卸车，根据施工需求合理调度自卸车，将生产所得的沥青混合料转移到施工现场，借助CG50装载机卸料，将运抵现场的混合料卸入摊铺机料斗内；若采取人工摊铺的方式则利用CG装载机（适度改装）将混合料直接卸入模板，再由施工人员整平。沥青混合料在运输期间易出现质量问题，如骨料分析、外漏等，导致运至现场的混合料无法投入使用。对此必须严格控制沥青混合料的运输工艺，具体要求如下：（1）运输车辆装料前，检查车况是否完好，彻底清扫车箱，车箱底板及周壁涂一薄层隔离剂，防止粘车厢。易于卸料，但喷洒不得过量。
（2）装料时汽车适当向前后移动，每车均采取分几堆装料的方式，尽可能避免粗集料分离现象。运输过程中降雨、灰尘等均会对沥青混合料的质量造成不良影响，因此每车均要配备保温防雨篷布，将其紧密盖在车辆料斗上，隔绝雨水、灰尘等物质的影响，同时也可减少温度散失量。
（3）现场设专人指挥运输车辆，做到有条不紊。
（4）在运输车设有专人，采用热电偶插入式数显温度计，检测沥青混合料的出厂温度和到现场温度并做记录。
3.3沥青混合料摊铺
（1）心墙部分采取水平分层浇筑的方式，全轴线一次碾压到位。选择具有代表性的路段用于试验，确定铺筑方向、厚度、温度，将其作为正式施工的工艺指导。温度对沥青混合料的影响较为显著，要求入仓温度控制在±10℃，松铺厚度30cm。摊铺机为主要施工设备，对于设备无法触及的边角区域则转为人工摊铺方式。
（2）人工铺筑效果受主观因素的影响较大，易出现施工质量差异化的情况，因此需合理优化施工工艺。平仓时以铁锹为主要设备，使沥青混合料具有平整性。人工铺筑段施工所用模板应选择具有快速拆装特点的专用模板，以钢材为原材按特定的工艺制作，确保钢模接缝具有严密性。钢模安装到位后向其中填入沥青混合料，碾压之前将钢模拔出，若存在黏附物则要及时清理。
（3）铺筑心墙两侧细过渡料前，应采用防雨篷布等遮盖心墙表面。遮盖宽度超过两侧模板30cm以上，防止砂石、杂物落入心墙表面。心墙两侧细过渡料要同时铺筑碾压，防止模板走样、变位。
（4）心墙铺筑时连续、均匀进行。沥青混凝土铺筑按一天1~2层控制，当天铺筑2层时，第一层（基础层）沥青混凝土表面温度应降至℃~℃（约需2~3h）以下后方可摊铺上层沥青混合料。
（5）沥青混凝土专用摊铺机根据不同高程的心墙宽度调节模板，使铺筑出来的宽度满足设计要求。专用摊铺机摊铺沥青混合料前，使用徕卡TCRA全站仪标出准确的坝轴线，并打线定位，即需在下层心墙表面中心位置标注清楚醒目的细实线，以便摊铺机驾驶员通过前端摄像头观测和对准，摊铺机精确跟随白线前进。摊铺时，随时注意摊铺机料斗中沥青混合料数量，以防“漏铺”和“薄铺”现象发生。在沥青混合料摊铺过程中随时测量沥青混合料的温度，发现不合格的料及时清除。
3.4碾压
（1）沥青混合料采用1台BWAD-5型2.7t振动碾碾压。细过渡料采用两台JMH型3.0t骏马振动碾碾压。碾压采用振动碾3台（沥青心墙1台2.7t，两侧细过渡料各配置1台3t），首先进行心墙两侧细过渡料同时静碾2遍，心墙静碾2遍，其次3台振动碾呈“品”字型动碾8遍，最后沥青混凝土温度满足终碾温度后，进行2遍动碾收光，振动碾行走速度控制在20~30m/min。初碾温度控制在±5℃，终碾温度≥℃，若摊铺温度过高，摊铺后可静止一定时间后再行碾压。
（2）对于碾压设备难以触及到的边角区域可转为小型人工夯实的方式，以沥青混凝土表面状态为准，在出现“泛油”现象后即可结束施工作业。
（3）碾压机械稳定运行，不可出现急刹车或横跨心墙的情况，较合适的是错位碾压方法，从左向右依次推进。
（4）沥青混凝土心墙的施工作业应从最低处开始铺筑，再逐步向上层推进。心墙全线均衡上升，最大限度减少横向接缝数量。若因特殊情况必须设置横缝时，接合处应设置为1:3的斜坡，并且严格控制好相邻层的接缝位置，错开量应＞2m。碾压过程中重点处理横向接缝处，该区域的重叠碾压量应达到30~50cm。大型碾压机械伴有较明显的扰动，为避免心墙受损在其两侧3m范围内均不可使用大型碾压机械，且各类机械应依据规范运行，不可直接跨越心墙。
4结语
沥青混凝土心墙坝的施工技术容易受到环境的影响，施工质量也会大打折扣。本工程经质量检测试验，沥青底界面与大坝廊道顶部结合密实，各层沥青之间无分层现象，沥青混凝土内部密实，沥青混凝土质量优良均可评为A级，且施工中沥青原材料、配合比等控制水平能够满足使用要求，沥青混凝土密度、孔隙率、马歇尔稳定度、渗透系数、抽提试验等指标均符合设计要求，可为同类工程提供有价值的参考。
作者：王学勋
本文刊发于《中国高新科技》杂志年第20期
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