卞首蓉，涂 明，余龙祥

（1.三峡电力职业学院建筑工程学院，湖北 宜昌 443000；2.北京振冲工程股份有限公司，北京 100102）

高寒地区碾压式沥青混凝土心墙低温施工

卞首蓉1，涂 明2，余龙祥2

（1.三峡电力职业学院建筑工程学院，湖北 宜昌 443000；2.北京振冲工程股份有限公司，北京 100102）

新疆某水库地处高纬度、高严寒地区，冬季长而冷，风力大，气候条件恶劣，不利于沥青混凝土心墙施工的有效开展；工期的限制使得本工程沥青混凝土心墙有相当一部分施工作业是在日平均气温低于5℃时进行的，因此必须设计采取一些低温施工的应对措施。现场先后多次进行低温碾压试验研究，工程取得了成功，增加了高寒地区沥青混凝土的施工天数。文章结合工程现场实情，对砂砾石围堰的沥青混凝土心墙在当地低温时段进行施工的技术要点进行探讨，总结其施工经验，可供同类地区工程施工借鉴。

心墙；碾压式沥青混凝土；低温施工

1　工程概况

新疆五一水库枢纽工程总库容0.995亿m3，调节库容0.591亿m3，为不完全年调节水库，具有供水、灌溉、防洪兼顾发电等综合效益，是迪那河干流控制性工程。坝址距新疆轮台县以北约40km，地处高纬度、高严寒地区。轮台县年平均气温为10.9℃，年平均日较差为14.6℃。多风沙浮尘天气，秋季降温迅速，冬季寒冷，历年极端最低气温为-25.5℃，气候条件恶劣。降水主要集中在夏季，年平均风速为1.8m/s，主导风向NE。

水库上游围堰位于坝轴线上游136.75m处，是大坝坝体的一部分，堰顶高程为1323.0m，堰顶宽度8.0m，上游坡1∶2.5，下游坡1∶2.0。上游围堰设计使用当地砂砾石材料，采用碾压式沥青混凝土心墙防渗，心墙底部高程为1284.85m，顶高程为1321.8m，心墙厚0.4m，两侧填筑2.0m宽的过渡料。

围堰施工时段从2012年10月至2013年5月底，有效施工工期4个月，工程施工时间短其、强度大，防洪形势严峻。作为土石坝主要防渗体的碾压式沥青混凝土心墙，其施工质量关系工程整体安全。

2　围堰心墙的常规施工

2.1原材料的选用与配合比

沥青混凝土单价成本相对较高，本着节约成本，材料当地化的原则，结合本工程的特点，在充分考虑行业特点的情况下，通过试验论证，确定采用当地河滩料作为本围堰的骨料。沥青、矿粉按照行业标准《水工碾压式沥青混凝土施工规范》（DL/T5363—2006）的要求进行各项目的检测和质量评定。根据室内配合比试验和现场摊铺、碾压试验确定沥青混凝土拌和用的配料单。详见表1。

表1　上游围堰沥青混凝土心墙材料选择及配合比

2.2沥青混凝土施工设备的选择

沥青混凝土的施工设备涉及拌和系统、运输工具、现场摊铺、碾压等多个环节（见表2）。沥青混合料加热拌制的关键在于，骨料的搅拌均匀和加热温度的有效控制。运输设备必须能保证沥青混合料的运输质量，运输途中沥青混合料不离析，温度损失少，有保温、防污染、防漏料等措施，以满足碾压要求。人工摊铺使用的模板，采用方便拆装的沥青混凝土专用模板，架设方便牢固，相邻钢模接缝严密。

表2　沥青混合料制备拌和及碾压设备

2.3沥青混凝土的拌制与运输

沥青混合料拌和过程所需的拌和时间随拌和设备、工艺等方面的差异而各不相同。本工程在拌和时，按粗骨料、细骨料、矿粉依次下料，干拌15s，再喷入热沥青湿拌45s，拌制好的沥青混凝土温度控制在150～160℃。通过现场对沥青混合料的检测，矿料加热温度均衡，骨料的裹覆率较高，色泽均匀、无花白料及其他异常现象。

2.4摊铺前的各结合部位的处理

（1）心墙与相邻结构的连结处理。将相邻结构混凝土底梁、岸坡等结合层的表面凿毛、干净、干燥，用喷枪喷涂一层冷底子油，使沥青混凝土能够更好地与水泥混凝土结合。冷底子油配比为沥青∶汽油=3∶7（重量比），冷底子油的喷涂量为0.2kg/m2，以表面呈现咖啡色为准。待冷底子油的汽油挥发完后，开始涂刷砂质沥青玛蹄脂，其配比为沥青∶矿粉∶天然砂=1∶2∶2（重量比），摊铺时的控制温度为180～200℃，间隔卸料，人工摊铺平整，厚20mm。

（2）接头、接合面处理。碾压式沥青混凝土心墙接头主要出现在施工的中途停工。临时停工时，将接头做成1∶3的坡度。重新施工时，将接头清理、加热，再卸料碾压。对底层已冷结表面，清理干净后，进行层面加热，保证层面加热温度达到70℃以上再继续摊铺。

2.5沥青混凝土的施工程序及参数

碾压式沥青混凝土心墙采用水平分层，全轴线不分段连续摊铺、碾压的施工方法，每层摊铺厚度300mm，压实厚度280mm，日连续铺筑2～3层。上游围堰心墙设计宽度为400mm，且长度较短，因而整个围堰部分的沥青混凝土心墙均采用人工摊铺，施工程序为：测量放线→立模→过渡料摊铺→过渡料初碾→沥青混凝土入仓、摊铺→拆模→沥青混凝土碾压→过渡料碾压。

在施工过程中，定位后的钢模距心墙中心线的偏差不小于10mm，并随时检查已清理但未摊铺的仓面，若发现异物要及时处理，以保证施工层层间结合。碾压参数由现场碾压试验确定，先采用BW120AD-3双轮振动碾静碾2遍、动碾8遍，再用LP6500振动碾动碾2遍、静碾2遍收光，碾压速度为20～30m/min。若表观压实状况欠佳，再用LP6500振动碾适当增加碾压遍数。

3　围堰心墙的冬季低温施工

沥青混凝土心墙的施工对气象条件要求较高，其正常施工的气象条件为：施工时风力小于4级，外界气温在0℃以上，遇雨雪应立即停止摊铺。新疆轮台县地处高纬度、高严寒地区，冬季长而冷，风力大，不利于沥青混凝土心墙施工的有效开展；工期的限制使得本工程沥青混凝土心墙有相当一部分施工作业是在日平均气温低于5℃时进行的，因此必须设计采取一些低温施工的应对措施。

3.1施工各环节的温度控制

沥青混凝土的温度控制至关重要，贯穿于沥青混合料拌和、储存、运输、摊铺及碾压的施工全过程，应随着施工时气候的变化及时进行细微调整和变化。沥青混合料的温度由摊铺碾压温度反推计算。在拌制沥青混合料前，需预先对拌和楼（或拌和机）系统进行预热，拌和时拌和机内温度不应低于100℃。将骨料送入加热系统，待温度满足施工规范要求后，再把加热烘干后的骨料（加热温度160～180℃），按粗骨料、细骨料、填料（不加热）依次送入至拌和系统内干拌规定时间后，再注入热沥青（加热温度为145～155℃）一起拌和。沥青混合料出机温度应控制在150～160℃范围内。初碾压时温度不高于150℃，终碾温度不低于100℃，尽量控制温度在140～150℃范围内完成碾压。

3.2冬季低温施工的应对措施

首先来分析一下现场地形及施工布置。五一水库大坝现场施工布置的沥青拌合楼与围堰心墙平均距离约3km左右，高差约100m，路面较为平整，车满载时为下坡。考虑现场路况、运距等运输条件，沥青混合料现场运输方式采用：拌制好的沥青混凝土用3台8t自卸汽车（带专用保温箱）运输至施工部位附近，借助移动式卸料平台卸至由ZL50装载机改装的卸料斗中，再由该装载机将其直接入仓。现场实际测温记录统计显示，在保证运输道路的平坦、畅通，运距在3km以内的条件下，当气温在10℃以上时，混合料温度下降2℃左右；当气温在-5℃时，混合料温度下降4℃左右，沥青混合料入仓时温度能满足摊铺要求。在仓位上搭设保温棚，混凝土入仓后尽快碾压。

除此之外，现场还采取了以下几方面的措施：①在5℃以下的低温环境条件下，适当调整施工配合比；②沥青混合料出机温度采用上限值150℃～180℃，拌和楼和铺筑现场配置备用加热设备；③对料斗和运输车辆用帆布进行覆盖，防止其内混合料降温过快；④摊铺后按照最佳碾压遍数尽快碾压；⑤配备经验丰富的施工人员，加强日常过程管理。

3.3沥青混凝土的质量检测

沥青混凝土施工不同于其他工程项目，其原材料种类多，检测项目多，检测指标多，技术指标要求高，检测环节多，检测频次高。沥青混凝土的原材料和制备的混合料应按照规范的检测项目和频次进行检验和控制。原材料出厂有厂家试验室严格检查，进入工地后还要进行复检，每批到货均检查，每班拌和前均取样检测。压实后的沥青混凝土，每一层都要进行质量检测，检测项目有容重、空隙率、渗透系数、厚度等。另外，沥青混凝土心墙每上升3～4m还要钻取芯样，进行力学性能指标检测。本工程施工均满足设计要求。

4　结束语

五一水库围堰通过精心的施工组织管理，注重每个环节并有效控制，在施工过程中采用一定措施应对低温（-5℃～5℃）条件，延长了碾压式沥青混凝土心墙的施工天数，工程工期提前22天。后期多次质检试验及钻取芯样检测的结果表明，工程所采用的施工工艺和技术满足工程设计要求。本工程的顺利完成，为碾压沥青混凝土心墙土石坝在新疆地区低气温环境的施工积累了技术经验，具有推广应用和参考价值。

［1］水工碾压式沥青混凝土施工规范［S］.DL/T5363-2006.

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1671-3818（2016）09-0089-02

卞首蓉（1971-），女，副教授，工学硕士，注册土木工程师，试验检测师，研究方向：岩土工程、水利水电工程。

涂 明（1990-），男，安徽东至人，助理工程师，研究方向：工程管理。

余龙祥（1992-），男，湖北鄂州人，助理工程师，研究方向：项目管理。