水利水电施工中碾压式沥青心墙坝试验的研究与应用

水利水电施工中碾压式沥青心墙坝试验的研究与应用

第一作者；杨晓东   第二作者；董艳雪

云南建投第二水利水电建设有限公司 云南昆明 650000

摘要：本研究深入探讨了水利水电施工中采用碾压式沥青心墙坝的设计与施工工艺，着重介绍了结构设计、填筑控制参数和沥青混凝土制备的关键要点。在应用方面阐述了填筑控制参数的标准和各类型坝料的控制要求，强调了施工过程中对沥青混凝土内部气泡的处理重要性。通过研究为水利水电工程中采用碾压式沥青心墙坝提供了全面的理论指导和实践经验，也促进了该技术在工程实践中的更广泛应用。

关键词： 水利水电施工；碾压式沥青心墙坝；结构设计；应用

引言：随着水利水电工程的不断发展，对于坝体结构的设计和施工技术提出了更高的要求。碾压式沥青心墙坝作为一种新型的坝体结构，其结构具有防渗性能好、施工效率高等优势。本文针对碾压式沥青心墙坝的设计、施工和应用展开深入研究，进而为相关工程提供有效的技术支持和指导。

1.碾压式沥青心墙结构设计

碾压式沥青心墙的结构设计精心考虑了多个关键要素，进而确保其在水利水电工程中的卓越性能。沥青混凝土心墙采用了垂直分段等厚设计使其在坝体结构中更为稳固，心墙防渗体轴线巧妙地位于坝轴线上游侧，也便于与坝顶防浪墙的紧密连接进而形成更加完整和协调的整体结构。心墙基座采用坚固的钢筋混凝土结构巧妙地布置在心墙底部，进而为整个心墙提供可靠支撑。在沥青混凝土心墙与基座之间经过凿毛处理后施以稀释沥青（冷底子油）1～2遍，用量为0.15～0.2kg/m²。不仅保障了良好的粘结效果还通过冷底子油的自然风干，在表面铺设一层2～3cm厚的沥青玛蹄脂进一步提升了防渗性能。

2.水利水电施工中碾压式沥青心墙坝应用

2.1填筑控制参数

填筑控制参数对于水利水电工程中的坝料至关重要，直接影响到工程的质量和稳定性[1]。在设计中针对不同坝料类型制定明确的主要控制标准和参数，数据详情如表1。

表 1填筑控制参数

2.2沥青混凝土制备

2.2.1沥青混凝土心墙及过渡料填筑工艺流程

沥青混凝土心墙及过渡料填筑工艺流程：基座面处理→摊铺机铺筑过渡料及沥青混凝土料并整理结合面→过渡料碾压→沥青混凝土碾压→边角部位的夯实和处理→质量检查及取样试验→下一层施工。

沥青混凝土心墙及过渡料的填筑工艺流程经过精心设计确保了施工的高效性和工程的质量稳定，进行基座面处理为后续的填筑提供均匀、牢固的基础，接着利用摊铺机铺筑过渡料和沥青混凝土料，并在此过程中进行结合面的整理以确保各层之间的紧密结合。在过渡料和沥青混凝土料摊铺完成后进行过渡料的碾压，从而提高其密实度和平整度。随后进行沥青混凝土的碾压确保其均匀性和强度，对边角部位进行夯实和处理，进一步强化整体结构的稳定性和坚固性。在填筑的各个阶段要进行质量检查及取样试验，以确保施工过程的严密监控和控制。其环节包括了对过渡料和沥青混凝土的密实度、平整度、结合性等关键性能的检测。通过科学的试验取样能够及时发现并纠正潜在问题，进而保障工程的质量可控[2]。

2.2.2沥青混凝土制备

沥青混凝土的制备过程经过周密规划，确保了原材料的科学合理使用以及混凝土最终性能的可控。施工前进行必要的准备工作确保施工区域的清洁和安全，进行骨料的初配以保证骨料的质量和比例符合设计要求。在沥青脱桶阶段通过加热除尘和粉煤机的处理能够有效去除沥青中的杂质，提高了沥青的纯度和稳定性。此后，通过沥青脱水和二次筛分的步骤优化了沥青的性能，确保其符合施工要求。在沥青加热阶段科学控制温度使沥青达到适宜的粘度，也为后续的施工提供了良好的操作性。接下来要进行骨料的称量、填料的称量以及沥青的称量，确保各个原材料的精确配比从而沥青混凝土的均匀性和强度提供了有力保障。随后的干拌和沥青混合料拌合阶段，通过科学的搅拌工艺将各个原材料充分混合，确保了沥青与骨料的均匀分布，也保证了混凝土具备良好的工程性能。其系列工序严格按照设计要求和工艺规程进行，为沥青混凝土的最终性能和质量提供了可靠的基础。

沥青混合料制备流程图

2.2.3沥青混凝土铺筑与碾压

在沥青混凝土的铺筑与碾压阶段施工人员可根据实际需要选择人工或机械两种方式进行铺筑，从而满足工程的特定要求和条件。无论采用何种方式碾压顺序和遍数都是关键步骤，在摊铺后要进行初碾过渡料，然后进行沥青混凝土和过渡料的同步碾压。具体的碾压参数包括过渡料的静压2遍、沥青混凝土的静压2遍、接着进行沥青混凝土和过渡料的同步振动碾压，其中沥青混凝土振动碾压8遍、过渡料振动碾压10遍，最后进行沥青混凝土的静压2遍以达到收光的效果。为确保沥青混凝土内部气泡充分排出混合料在入仓后需要进行一定时间的静置再进行碾压，沥青混合料初碾温度的控制应在130℃~145℃之间，终碾温度不低于110℃以确保在合适的温度范围内完成碾压工作。对于碾压不到的部位可以采用人工夯实，夯实标准以沥青混凝土表面“返油”为止，进而保证整个施工过程的均匀性和质量。

机械摊铺过程                   人工摊铺过程

2.2.4沥青混凝土层面处理

在沥青混凝土层面处理阶段可以根据不同情况采取了精心设计的处理措施，以确保施工的连续性和最终的工程质量。对于连续上升、层面干净已经压实的沥青混凝土只需关注表面的温度，在表面35cm深处且温度维持在7℃90℃范围内的沥青混凝土层面无需作进一步处理，可继续进行连续上升的施工。然而，对于因故停工、停歇时间较长或表面较脏的沥青混凝土层面可以采取了人工处理的措施。进行人工清理时必要时采用烘烤粘污面的方式软化并铲除污物，然后对其进行加热处理一确保层面加热温度达到7℃以上，也能够为再次铺筑上层沥青混凝土创造适宜条件。在必要时可均匀喷涂一层稀释沥青，待稀释沥青干涸后再进行上层沥青混凝土的铺筑。对于心墙内留下的钻孔要及时回填，在回填过程中可以先将钻孔吹洗干净并蘸干孔内积水。然后利用液化气喷火枪烘干孔壁使沥青混凝土表面温度达到7℃以上，最后一步时采用热沥青混合料按5cm一层的方式分层回填，通过人工夯实确保回填的坚实性和稳定性，进而为整体施工质量奠定良好的基础保障，也能够提高施工效率和技术人员的施工水平[3]。

总结：

通过对碾压式沥青心墙坝试验的深入研究不仅掌握了其结构设计和施工工艺，还在水利水电工程中取得了显著的应用效果。该技术不仅提高了坝体的防渗性能，还在施工效率和工程质量上取得了良好的平衡。未来将继续积极探索创新从而推动碾压式沥青心墙坝技术在水利水电领域的广泛应用，为可持续发展贡献更多优质解决方案。

参考文献：

[1]张永振,刘文贤.托帕水库碾压式沥青混凝土心墙冬季施工措施[J].工程建设与设计,2023,(13):204-206.

[2]李翔.水库大坝碾压式沥青混凝土心墙施工工艺[J].中国高新科技,2023,(07):146-148.

[3]姜永康.土石坝碾压式沥青混凝土心墙施工技术[J].云南水力发电,2022,38(11):192-198.