廖 果

(中国水利水电第七工程局有限公司 三分局,四川 成都 610213)

1 概 述

去学水电站位于四川省甘孜州得荣县，其沥青混凝土心墙顶高程为2 333 m，心墙最大高度为132 m(系目前世界第一高沥青混凝土心墙坝)。沥青混凝土心墙顶部厚0.6 m，向下逐渐加厚至1.5 m，在其底部3 m高处设置放大脚，两岸在心墙靠近基座处设3 m长的放大脚。心墙放大基础位于钢筋混凝土基座上，心墙上下游侧2 m宽的范围内为过渡料。在河床及岸坡基座混凝土顶面设置圆弧形凹槽，涂刷3 cm厚砂质沥青玛蹄脂。为顺利施工，对去学水电站沥青混凝土施工参数进行了试验研究。

2 施工特点

(1)该心墙岸坡坡比为1∶0.3，极为陡峭，不利于心墙的变形，对施工质量要求高。

(2)施工区汛期月降雨天数大于28 d，不利于心墙连续性施工。

(3)施工区处于深V型河谷，温差大，下午多大风，进而加快了心墙施工的温度损失。

(4)该工程为世界最高沥青混凝土心墙堆石坝，对质量标准要求高，施工工期紧，心墙上升速度快，高峰期达到每天连续上升3层。

3 室内配合比的选择与优化

工程前期，设计人员进行了室内配合比的试验并推荐了6.8%油石比的配合比。实施前，项目部根据接头模型试验，决定对距左岸边坡基座水平距离10 m内的沥青混凝土油石比在13号配合比(6.8%)的基础上提高了0.2%。所推荐的室内配合比见表1。

表1 推荐的室内配合比表

最终决定采用油石比为6.8%、7%的两种配合比进行现场生产性试验。

4 现场生产性试验情况

4.1 现场生产性试验场地的布置

试验采用1块经平整碾压后尺寸为33 m×5 m×0.2 m的场地。现场试验场地布置情况见图1。当所浇筑的混凝土强度达到设计要求后自然烘干，涂抹冷底子油和沥青砂浆。

图1 现场试验场地布置图

4.2 沥青混凝土的配料与拌和试验

根据相关试验结果推荐沥青的加热温度宜控制在140 ℃～160 ℃。沥青混合料的拌和顺序及时间为：粗骨料→细骨料→填料(干拌15 s)→沥青(湿拌45 s)→沥青混合料。

4.3 沥青混合料的运输及温度试验

由于拌和楼每次拌制沥青混合料时开始几盘的温度不稳定，考虑到施工进度，沥青混合料出机口温度不宜过高；又因运输温度损失过大，实际施工时不宜采用装载机运输，宜采用8 t保温汽车运输。若使用装载机直接运输，其运输时间不应超过10 min；若使用8 t保温车运输，建议其运输时间不超过30 min。

4.4 相关温度参数推荐

沥青混合料的最佳出机口温度宜为150 ℃～170 ℃，初碾温度宜控制在140 ℃～160 ℃。冬季施工采用偏大值，夏季施工采用偏小值；连续铺筑时其上层表面温度不宜低于90 ℃，过低会影响到两层间的结合；连续铺筑时其上层表面温度不宜大于130℃，过高会使上层碾压不密实。

4.5 摊铺碾压试验

按照不同配合比、铺筑方式、碾压遍数、铺筑厚度等试验参数采用了共计16个组合用于验证各施工工艺下沥青混凝土的性能，并对岸坡接头开展了单独试验。

采用人工摊铺，用1台2.5 t振动碾碾压沥青混合料。碾压顺序为：先静碾过渡料2遍→静碾沥青混合料2遍→同时对沥青混合料及过渡料动碾6、8、10遍→静碾沥青心墙2遍收光。

因为覆盖决策系统(U,A∪D)的核包含在所有的约简中, 而θ=1时的核⊆因此可以考虑先计算通过在中逐个剔除冗余属性的方式设计一个搜索规则置信度保持的属性约简的启发式算法。

现场测量沥青混凝土心墙铺料厚度为28 cm时，碾压后的厚度为24.9 cm；沥青混凝土心墙铺料厚度为25 cm时，碾压后的厚度为21.8 cm。碾压前的心墙宽度为1.4 m，碾压后的心墙平均宽度为1.56 m。由此可见，在正常施工状态下，沥青混凝土的损耗率(即施工中的超填量)约为11.43%左右。

4.6 岸坡接头试验情况

原设计方案中的混凝土面涂刷沥青玛蹄脂涂层厚度为3 cm。现场试验时，在摊铺完成后沥青混凝土表面立即出现严重的返油现象，导致其长时间不具备碾压条件。经分析得知：沥青混合料温度正常、沥青拌和站称量准确，根据配合比计算，实际摊铺完成后其油石比达到8.4%。由上述情况可以断定：玛蹄脂涂刷过厚是造成返油的主要和直接原因，因此需要研究并调整相关参数。

5 对试验结果进行研究及分析

5.1 沥青混合料马歇尔试件的检测

对沥青混合料在摊铺完成后、未碾压之前从不同部位取料混合，采用四分法分区取试样进行马歇尔试件密度、孔隙率、抽提试验。试验结果显示：油石比为6.8%、7%时，马歇尔试件的孔隙率、沥青混合料中沥青的含量和各级配过筛率均满足设计要求。

5.2 沥青混凝土性能与碾压参数之间的关系

通过对不同试验参数下的芯样实测结果进行分析得知：在所选取的各碾压参数下的沥青混凝土孔隙率平均值均小于3%，密度平均值大于2.4 g/cm3，满足设计要求。碾压6遍至8遍时其密度有一定程度的增长；碾压8遍至10遍时其密度变化不大。在铺料厚度为25 cm、28 cm情况下，动碾8遍之后沥青混凝土密度已趋于最大值，沥青混合料已压至密实，孔隙率均小于3%，可以满足设计要求。

5.3 油石比与沥青混凝土性能之间的关系分析

在碾压参数一定时选取不同油石比的情况下实测沥青混凝土芯样的密度、孔隙率与碾压遍数，不同油石比情况实测的沥青混凝土芯样检测数据统计情况见表2。

表2 不同油石比情况实测的沥青混凝土芯样检测数据汇总表

对表2进行分析得知：在碾压参数一定时，油石比为7%和6.8%时的沥青混凝土的密度和孔隙率相差很小，但沥青混凝土孔隙率平均值在油石比为7%时较油石比为6.8%时稍小。

5.4 现场实施的无损检测

对碾压后的沥青混凝土采用核子密度仪检测其密度并计算孔隙率，采用渗气仪检测渗透系数，对使用核子密度仪进行无损检测的点再次进行取芯检测其密度并计算孔隙率。检测结果显示：芯样密度为2.45～2.48 g/cm3、孔隙率为0.6%～2.1%。无损检测密度(2.45～2.48 g/cm3)、孔隙率(0.1%～2.2%)以及渗透系数均满足规范要求。

6 推荐的施工参数

根据现场试验结果，采用所选择的各试验参数组合进行施工，其沥青混凝土的密度、孔隙率、渗透性能均满足设计要求。项目部从工程施工、进度、经济等因素综合考虑，最终推荐的施工参数见表3。

表3 最终推荐的施工参数表

施工过程中取芯样外送至西安理工大学防渗研究所进行的静三轴试验和各项性能试验结果显示：采用表3推荐的施工参数完全满足规范和设计要求。

7 结 语

通过采用不同组合的试验参数进行生产性试验，最终选择出最适合该工程的施工参数，据此进行施工并提出了以下优化建议：

(1)为提高沥青混凝土心墙在左岸陡边坡接头部位的变形能力，将距左岸边坡基座水平距离10 m内的沥青混凝土油石比在13号配合比(6.8%)的基础上提高0.2%。

(2)为保证高程2 201 m心墙底部施工的碾压质量，将高程2 201 m平台混凝土基座Z型铜止水顶部弯钩割除，首层按压实后25 cm进行浇筑。

(3)根据岸坡基座接头试验成果，建议将心墙与混凝土基座接触面沥青玛蹄脂厚度由原设计方案中的3 cm调整至2 cm。

(4)由于该工程施工强度高，而目前使用的摊铺机摊铺宽度最大仅为4.2 m，进而导致了心墙自高程2 247 m以下均需进行人工摊铺、施工工效降低，故应进行摊铺机改良的研究，以进一步加快心墙的施工速度。