张栋

沥青混凝土心墙作为土石坝防渗结构是一种可靠、经济、先进的水工防渗措施。它具有防渗性能好、抵抗冲击能力强、施工速度快、工程量少等优点，但施工条件要求比较严格，必须在干燥的环境中进行施工。本文以地处南方多雨地区的黔江区老窖溪水库工程沥青混凝土心墙施工为依托，主要从原材控制、施工过程控制、夜间及雨季施工控制等方面进行进行工序施工质量控制，最终实现了每日3 层的施工记录，分部工程优良率98.7%，单位工程达到了优良标准，2017 年2 月实现下闸蓄水。截止目前，经观测数据分析，大坝稳定可靠，最大渗流量为17.2L/s，取得了较好的经济、社会效益，可在同条件、同类型工程借鉴推广。

一、工程概况

老窖溪水库工程位于重庆市黔江区石会镇境内，是以农业灌溉及场镇供水为主，兼有农村人畜用水等综合效益的中型水利工程，水库总库容1047 万m3。挡水建筑物为沥青混凝土心墙石渣坝，坝顶高程542.2m，坝顶宽7.0m，最大坝高63.7m，坝顶轴线长252.0m。沥青混凝土心墙厚度由底部3.0m 过渡到1.0m、1.0m 过渡到0.6m，高57.2m，8780m3。工程所处地属亚热带湿润季风气候区，多年平均降雨量1283mm，降雨年内分配极不均匀，雨季从4 月～10 月，降水量占全年降水量的85.2%，对沥青混凝土施工极度不利。

二、前期策划

1.原材及施工设备比选

为确保沥青混凝土心墙施工质量，根据设计及规范要求，根据工程实际提前对沥青混凝土施工所用的搅拌设备、运输设备、碾压设备及原材提前进行比选、采购，最终选用了自带除尘设备、自带联系拌和、粉煤加热骨料及沥青恒温罐储存的LB-1000 型沥青混凝土拌和设备，摊铺设备选用了西安理工大学研发的JXT-12 自行式沥青混凝土摊铺机，该设备可实现心墙与两侧过渡料同时摊铺，自带挤压振捣设备，可实现初碾挤实效果；碾压设备选用了2台2T 自行式震动碾（单驱动、轮宽90cm）及1 台3T 自行式震动碾（双驱动、轮宽100cm）进行沥青混凝土心墙及两侧过渡料的碾压，水平运输选用了5T 自卸车，且自行加装活动式遮雨棚，确保沥青混凝土混合料干燥入仓，摊铺机给料采用3m3轮胎式装载机完成，过渡料给料采用3m3轮胎式侧翻装载机完成，0.6m3挖掘机补给及粗整，人工精平；原材根据当地料源，多家比选、确定了石灰岩加工而成的骨料及填料，沥青采用了新疆克拉玛依水工70 号沥青。并对骨料料仓搭设遮雨棚，防止骨料淋雨潮湿，填料采用储存罐储存，防止受潮。

表1 沥青混凝土施工控制要点明细表

设备及原材确定后，联系西安理工大学进行了沥青混凝土配合比实验，并邀请参与多座沥青混凝土心墙坝施工的老专家对施工人员进行技术培训，成立了工地实验室，对骨料进行进场抽检，及时与厂家沟通调整，确保原材质量，并配备了相应的检测仪器，随时对沥青、骨料、填料及密度、渗透系数等参数进行检测，力学性能检测委托西安理工大学进行。

通过以上措施，从源头确保沥青混凝土心墙施工质量。

2.设置质量控制点

为确保沥青混凝土心墙施工质量，制定了施工质量控制点，使沥青混凝土心墙施工全过程，各环节全面受控，见表1。

3.现场摊铺实验

现场摊铺试验目的是对室内配合比进行验证和调整，取得并确定各种有关的施工工艺参数。主要内容是：检验、调整、确定沥青混凝土的施工配合比，检验沥青混凝土拌和系统和摊铺设备运行性能，试验选定各种摊铺碾压参数。最终确定适合现场施工的施工工艺、摊铺厚度、碾压遍数等。随后可进行1 ～2 层生产性现场摊铺实验，根据现场情况可对碾压参数及施工工艺等略做调整。

三、质量控制措施

1.原材质量控制

沥青混凝土心墙使用的原材主要有沥青、粗骨料（19.5 ～10mm、10 ～5mm、5 ～2.5mm 三级）、细骨料（2.5 ～0.075mm）及填料（小于0.075mm）。进场时查验原材质量证明书，并及时会同监理人员按照规范要求的抽检频次进行抽样检测，检测合格后下发抽检合格反馈单，方可使用。所用骨料及填料必须为碱性材料。

原材具体依据现行《水工沥青混凝土施工规范》（SL514-2013）要求进行进行控制。

2.拌和质量控制

拌和过程中需注意骨料加热温度、沥青温度及投料次序、搅拌时间，拌和人员必须严格按照现行施工规范进行控制，温度及称重误差依据现行规范执行。

根据老窖溪水库工程施工经验，考虑到季节影响，一般夏季骨料及沥青温度按下限控制，冬季按上限控制，采用液态恒温沥青，非施工期一般恒温保存，按130 ～140℃控制，在施工前6 ～10h 加热升温，可保证拌和时需要的温度。

正式拌和前实验人员需对热骨料进行筛分，根据实际级配曲线同设计级配曲线进行拟合，根据拟合情况调整各类骨料的比例，最终使其与设计级配曲线基本吻合，并出具施工配合比下发拌合站，拌和人员严格按照配合比单进行拌和，严禁私自更改，确保拌合物性能。

拌和投料次序为投入温度达到要求的骨料后，干拌15s，在加入热沥青拌和。拌和时间不少于45s。混合料出机温度根据环境温度变化而严加控制，一般在165℃～180℃，拌出后的沥青混合料外观色泽应均匀应均匀，无花白料、冒黄烟，卸料时不产生离析。

根据施工经验，拌和过程中若出现以下情况，沥青混合料则按废料处理：

①温度过高，实测温度大于180℃，冒黄烟，混合料呈棕色，无光泽。

②温度过低，实测温度110℃，骨料颗粒未完全被沥青裹覆，有结块现象。

③称量不准，沥青过多，沥青砼分离，沥青泛出，粒料游离；沥青不足，粗粒料裹覆状态恶劣，混合料紊乱；骨料过多，颗粒显著分离，配合比不好。

④花白料，拌和不均匀，部分骨料未被裹覆。

3.运输及入仓质量控制

拌和完成后卸入运输车中，卸料高度确保不要大于2m；卸料时提前对运输车箱进行清洁，并干燥，为了防止混合料黏车厢，可在车厢底部及侧面涂刷新鲜干净的防黏液，如食用油或液压油等，严禁涂刷稀释沥青的油类；针对气候条件及温度损失情况，适当可增加保温棚，避免温度损失过快，确保拌合物性能。在阴雨天气，从拌合站至摊铺现场全程加盖保温遮雨棚，确保沥青混合料质量。

入仓时需调整入仓卸料高度，不得产生离析现象，并随时检测入仓温度，若温度低于规范要求，需做废料处理；卸料过程中带入的杂物必须清理干净。阴雨或风沙天需及时覆盖碾压，确保施工质量。

4.基础面及结合面质量控制

入仓前必须对基础面或结合面进行处理。基础面一般为混凝土基础，需进行人工凿毛，凿除混凝土乳皮、微露粗砂，且不得出现粗骨料松动现象，并不得出现小坑；完成后采用高压风清理干净，确保表面清洁、干燥，随后报验，经监理工程师验收合格后一般采用3：7 稀释阳离子沥青涂刷，即为冷底子油，涂刷最少2 次，一般按0.2kg/m2控制，涂刷完成后表面需光泽均匀一致、表面平整、无花白、无团块，最好为浅褐色。后采用帆布或塑料布覆盖，防止污染。

待冷底子油自热干燥12h 后，对表面再次清洁一次，确保表面洁净、干燥后进行铺设2cm 厚沥青玛蹄脂，即沥青砂浆。一般按沥青：砂：填料=1：2：2 进行拌制，随拌随用，人工铺设，铺设完成后外观需平整光顺，无鼓包、无流淌，厚度不小于2cm。

层与层间结合面在上层摊铺前必须清洁，并确保干燥，表面温度不得低于70℃、不得高于90℃，若表面温度低于70℃时需进行二次加热，一般采用红外线加热板跟随摊铺机同步进行，加热时间2 ～3min，不宜过长。根据重庆老窖溪施工经验，沥青混合料入仓温度按上限控制，入仓后等待15 ～30min 后进行碾压，即可实现底层温度提高至70℃以上，又能实现沥青混合料入仓后“排气”问题，最终确保了上下层良好的粘结，表面碾压后无气泡、麻面等现象。对于红外线加热器无法加热的边缘部位，可用喷灯烘烤，并再次清理表面。必要时个别部位还要人工用钢毛刷刷洗，对于污染的仓面，表层必须用喷灯烤软后铲除，特别应注意试验检测后仓面留下的污渍处理，如渗气仪测渗透系数时留下的黄油、用油漆写的桩号、高程及中心线等。局部因碾压温度控制不到位或级配较差表现出的麻面、龟裂等，可采用融化沥青涂刷处理，涂刷前需对表面清洁干燥，涂刷最少2 次确保融化沥青能充分填充骨裂及麻面，冷却后表面光洁平顺，但厚度不宜大于2cm。

降雨过后恢复施工，需对结合面采用高压风枪冲洗，并采用人工擦拭干净，必要时采用喷灯烤干；污染严重部位需铲除，方法同层面结合部位处理。机械摊铺时需退出摊铺机，处理摊铺机底部积水，确保底部干净、清洁，未碾压到位的沥青混凝土需人工挖除，成缓于1：3 斜坡。

钻孔取芯部位需采用高压水枪冲洗，人工擦拭干净，喷灯烤干，局部污染较严重部位烤软铲除，表面涂刷热熔沥青。芯样孔洞人工擦拭干净积水后，采用红外线加热棒或喷灯烤干，确保孔底及孔壁温度高于70℃后分层采用沥青混凝土混合料回填，每层不高于5cm，人工用10kg 重的捣棍夯实25 次以上。芯样孔回填高度应略高出心墙2cm。

5.摊铺施工质量控制

摊铺分人工摊铺和机械摊铺两种。

（1）人工摊铺

人工摊铺主要控制模板安装施工质量。模板主要采用钢模板，需提前采用厚度0.5 ～0.8cm 厚钢板加工而成，高度同心墙摊铺厚度（重庆老窖溪水库工程摊铺虚铺厚度30cm，压实厚度26±2cm），并略高1 ～2cm，宽度1.8 ～2.0m，并采用Φ8 圆钢焊制2 个提手，便于人工操作，根据摊铺宽度相对两块模板采用2 根角钢加工而成的限位卡固定。钢模板必须架设牢固、拼接严密，断面尺寸必须符合设计要求，相邻模板搭接长度不小于5cm，定位后的钢模板内侧距心墙中心线的偏差不得小于±5cm。定位检查完成后采用人工填筑模板两侧的过渡料，填筑时需两侧同步进行，虚铺高度不得高于模板高度。沥青混合料入仓前需再次校核模板边线，确保模板稳定未变形，边线需满足设计要求，模板内侧涂刷脱模剂或新鲜轻柴油，但为了确保沥青混凝土心墙可以不用涂刷，每次使用前可对模板上的沥青混合料黏附物采用喷灯烤热，铲刀铲除，确保后期使用时表面平整、清洁。

沥青混合料入仓时需控制高度，并分次均匀入仓，以便减少人工劳动强度，摊平时严禁采用铁锹抛撒，必须人工采用铁锹端料摊平，局部可采用钉耙摊平，以避免沥青混合料分离。

（2）机械摊铺

机械摊铺一般使用自行式摊铺机进行（重庆老窖溪水库采用的是西安理工大学研发的JXT-12 履带自行式摊铺机），需配置熟练的操作人员操作。摊铺前需设置心墙轴线，一般采用矿粉洒线、钢丝线定位或采用红外线定位、激光定位仪，摊铺机在整个施工过程中必须按照1 ～3m/min沿轴线行驶，误差不得大于±5mm，摊铺厚度按摊铺实验确定的参数进行摊铺。摊铺过程中必须时刻注意摊铺机沥青混合料料斗及过渡料料斗中存量，以防“漏铺”或“薄铺”、分散等现象。

每层开始施工时，由于拌合站开始拌制的混合料温度不稳定且偏低，所以根据实际经验，摊铺机就位时不要紧靠岸坡混凝土基础进行摊铺，可适当预留3 ～5m 远，待机械摊铺5 ～10m 后采用人工摊铺，这样便与沥青混凝土与岸坡基础混凝土的结合。重庆老窖溪水库左右岸坡为6m 长扩大角，必须采用人工摊铺，避免了此类缺陷。

在摊铺过程中必须随时检测沥青混合料的入仓温度，发现不合格料必须按废料处理，根据规范要求，入仓温度宜为140℃～165℃，重庆城北水库沥青混凝土心墙工程入仓温度按130 ～170℃控制，并不得低于100℃（需立即碾压），不得高于180℃。重庆老窖溪水库沥青混凝土心墙施工过程中，入仓温度一般按140℃～165℃控制，夏季最低不低于130℃，冬季最低不低于140℃，且根据施工期温度适当调整，可满足施工碾压温度要求，不需等待时间过久，仅5 ～15min，也无需采取措施防止温度损失过快，既提高了施工效率又实现了快速施工，且保证了施工质量。若遇到突然降雨天，则及时对未入仓及入仓沥青混合料采用防雨帆布进行覆盖，并及时碾压。

6.碾压施工质量控制

碾压跟随沥青混合料摊铺同步进行，一般碾压区与摊铺区可相距5 ～15m，这样可确保施工期间的机械及人员安全。碾压温度按结合施工期气候条件控制，并依据现场摊铺实验确定，初碾温度不宜低于130℃，终碾温度不宜低于110℃。重庆老窖溪水库沥青混凝土心墙施工初碾温度按130℃～155℃控制，终碾温度应不低于110℃，经取芯检测，各项技术指标均满足设计及规范要求，效果良好。

碾压根据现场摊铺实验确定的参数进行施工，一般采用品字型碾压，即2 台振动碾在前面同时对心墙两侧过渡料进行碾压，其后1 台振动碾对心墙进行碾压。重庆老窖溪水库工程沥青混凝土心墙施工时采用了2 台2T 自行式振动碾对心墙两侧过渡料进行同步碾压，采用1 台3T 双驱自行式振动碾对心墙进行碾压，按照静2 动8 进行施工；底板3m 扩大段采用反铲带液压夯板进行夯实，每夯实面积为40*50cm，按夯实30 ～45s，表面泛油，光洁平整控制；与岸坡结合部位采用人工汽油夯板进行夯实，按表面泛油，光洁平整控制；以上方法实施后经取芯检测，质量满足设计及规范要求，效果良好。

沥青混合料碾压时，振动碾不能只在一个碾压条带上来回碾压数次，必须采用错距碾压的方式，即每次错距50%碾宽从左至右或从右至左依次碾压，这样碾压后沥青混凝土表面平整，且无错台现象。碾压次数必须按照现场摊铺实验确定的遍数进行碾压，不得漏碾或过碾。因为随着碾压遍数的增加，沥青混凝土的容重将逐步增加，但遍数太多或过分碾压往往会使沥青混合料中的游离沥青析出表面，从而影响到了心墙质量。与岸坡结合部位无法碾压部位，采用人工夯实，但需注意夯实方法，严禁出现因夯实方法不当造成骨料破碎的现象。

碾压过程中因对碾轮定期清理及洒水，以防止沥青及骨料黏在碾轮上，造成碾压表面不平整或“陷碾”现象。如发生“陷碾”现场，自行碾操作人员不得来回在同一部位进行碾压，需采用挖机或吊车直接将自行碾吊出“陷碾”区，并及时对“陷碾”部位的混合料全部清除，从新回填新的沥青混合料，人工整平，从新碾压。碾压过程中严禁在碾轮上涂刷柴油，且不等出现沥青混合料及过渡料碾压设备混用现象，并防止柴油或油水混合液、过渡料抛撒在碾压层面上，因为柴油不宜挥发，混在沥青混凝土中将严重影响沥青混凝土质量，所以必须全部清除受污染的沥青混凝土，从新采用新的沥青混合料补填。

沥青混凝土心墙必须与两侧过渡料、坝壳料填筑同步上升，均衡施工，以确保坝体整体压实质量。心墙与过渡料同高程施工，同坝壳料高差不得大于80cm。沥青混凝土心墙务必确保全层平起，避免或减少横向接缝。但由于机械故障或施工需要、降雨等因素影响必须中途停工，必须按1：3 ～1：4 预留缓坡，并碾压密实；复工后检查预留缓坡，若碾压密实、质量合格，则采用喷灯加热，并涂刷一层热沥青，随后从新摊铺施工；若碾压不密实、质量不合格，则采用人工全部挖除不合格部位的沥青混凝土，人工清理干净后采用喷灯加热，并涂刷一层热沥青，随后从新摊铺。上下层的横缝应相互错开，错距不得小于2m，横向接缝部位应重复碾压30 ～50cm，局部可采用人工夯实，直至表面均匀泛油为止。沥青混合料与两侧过渡料宜贴缝碾压，这样既可以不污染仓面，又不浪费沥青混合料，又能保证沥青混凝土心墙有效宽度及实体质量，但当碾轮宽度大于心墙宽度时则需采用骑缝碾压方式，但需铺设帆布后进行碾压，且在过渡料铺设时需略高于沥青混凝土心墙高度，具体以实验确定，重庆老窖溪水库沥青混凝土心墙碾压设备轮宽90cm，宽于心墙宽度，在过渡料摊铺时人工二次加高约1.5cm，后加盖帆布进行骑缝碾压，效果良好。

碾压过程中，现场技术人员或操作人员应随时对碾压完成部位进行检查，若发现碾压面层上存在污物或冷料块、石渣等，需采用小铲清除，防止沥青混凝土心墙断面缩小，影响下层摊铺。若发现麻面或龟裂现象，处理方法同2.7所述。

四、结语

综上所述，重庆老窖溪水库工程沥青混凝土心墙施工过程中通过以上控制措施，并加强了质量检测频次，引用先进的检测设备控制过程质量，最终实现了快速施工，高峰期达到了每日3 层的施工记录，且施工质量满足设计及规范要求，工程质量达到优良等级；工程至2017 年2 月下闸蓄水以来，运行良好，坝后渗水最大为17.2L/s，取得了较好的经济、社会效益，可在同条件、同类型工程借鉴推广。