1、2009年第5期東北水利水電碾壓式瀝青混凝土防滲心墻施工質量控制要點馬智法1，胡國興2，郭洪娟1，葉遠勝1，陳貴喜3，隋偉1摘要自從三峽茅坪溪副壩成功修建以來，碾壓式瀝青混凝土防滲心墻開始廣泛用作土石壩工程的防滲體。本文根據尼爾基水利樞紐、廣東陽江核電站水庫等工程碾壓式瀝青混凝土質量控制經驗，從原材料、混合料、施工配合比調整、施工過程控制、成墻質量檢測等環節提出碾壓式瀝青混凝土防滲心墻施工質量的控制要點。關鍵詞碾壓式瀝青混凝土；質量控制；防滲中圖分類號TV543+.82文獻標識碼A文章編號10020624（2009）05001302（1. 中水東北勘測設計研究有限責任公司科學研究院，吉林長春1

2、30061；2. 中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧丹東118220；3. 北京振沖工程股份有限公司，北京134200）0引言瀝青混凝土防滲技術在我國水利水電工程研究應用始于上世紀70年代。雖先后建成了陜西正岔、吉林白河、遼寧碧流河等瀝青混凝土防滲工程，但是施工工藝水平和質量控制水平的真正提高卻得益于90年代開工建設的三峽茅坪溪瀝青混凝土防滲心墻壩和天荒坪蓄能電站上庫瀝青混凝土面板防滲工程。中水東北勘測設計研究有限責任公司科學研究院自三峽茅坪溪工程施工質量控制開始，先后承擔了尼爾基水利樞紐、廣東陽江核電水庫、大渡河龍頭石水電站、內蒙古三座店、大石門等在建工程瀝青混凝土施工配合比的科研和施工質

3、量控制的任務。已蓄水的工程均未發現滲漏，說明碾壓式瀝青混凝土心墻防滲體具有極佳的防滲性能，也說明了對施工過程中各環節質量控制的重要性。1原材料選擇及質量控制碾壓式瀝青混凝土的原材料主要為粗骨料、細骨料、礦粉、瀝青。粗骨料在瀝青混凝土中起骨架支撐作用；細骨料的作用是填充粗骨料間的空隙；而礦粉和瀝青的作用是共同形成了可將粗細骨料粘和成一個密實整體的凝膠相。根據碾壓式瀝青混凝土的性能要求和組成材料的作用，提出原材料選擇和控制要點如下。1.1礦料選擇及質量控制用于瀝青混凝土用的礦料，應和瀝青有良好的親附性，一般要求選擇人工堿性料。此外，還要求粗骨料質地堅硬、細骨料級配良好、礦粉細度能滿足設計及規范要求

4、。堿性礦料與瀝青中的瀝青酸或瀝青酸酐形成氫鍵，這種化學吸附作用使瀝青很難從礦料表面剝離，而酸性礦料與瀝青只能靠分子間作用力連接，即物理吸附，其結合能力較化學吸附弱得多，瀝青易被水從礦料表面剝離。尼爾基水利水電工程、陽江核電水庫工程均采用人工堿性骨料，但有時受工程具體條件制約，經過試驗論證后也允許使用一部分天然骨料。龍頭石水電站工程就是在細骨料水穩定等級試驗和瀝青混凝土耐水性試驗均合格的基礎上摻入了天然砂，占細骨料總量的30%。瀝青混凝土骨料的密度、顆粒級配、含泥（粉）量、針片狀、礦粉密度涉及到施工配合比的調整，而礦粉的含水量、水穩定等級和堅固性等級則對瀝青混凝土的孔隙率和耐久性產生影響，因此，

5、上述指標應根據進場材料數量和批次按規范規定及時檢測。需要說明的是，由潔凈母巖現場軋制的人工骨料，其含泥量其實就是石粉含量，并不影響人工骨料的質量。另外，現場質量控制人員還應經常對礦料倉和料源進行視覺鑒別，勿使不合格礦料進入成品瀝青混合料。1.2瀝青的選擇及質量控制瀝青品種的選擇根據工程長期運行條件、設計對碾壓式瀝青混凝土的性能要求和施工條件確定。從近年來的工程實例看，碾壓式瀝青混凝土心墻施工主要選擇的瀝青牌號為70號、90號。南方的廣東陽江核電水庫、四川龍頭石水電站所選瀝青均為70號，北方的尼爾基水利樞工程施工東北水利水電2009年第5期（下轉第24頁）紐工程則采用的是90號，正在建設的內蒙古

6、大石門水電站工程也采用90號瀝青。瀝青質量控制主要是進場檢測，對其進行軟化點、針入度、延伸度、老化后各項指標的試驗，試驗結果依據設計指標進行評價。根據已建工程應用經驗，一般生產規模較大的煉油廠因其原油儲量大，生產的同批次瀝青各項指標也相對穩定，且供貨時多采用桶裝。生產規模較小的廠家供貨時多采用罐車運送，因其原油儲量小，油源易變動，因此所生產出的瀝青各項指標波動相對較大，更應加大檢測力度。2瀝青混合料質量控制及施工配料單調整2.1瀝青混合料質量控制瀝青混合料的質量控制屬過程控制，是瀝青混凝土心墻施工質量控制的關鍵環節。瀝青含量和礦料級配不僅決定瀝青混凝土的施工性、碾壓后的密實程度，而且也將決定瀝

7、青混凝土心墻的長期穩定性、耐久性。鑒于其重要性施工前必須委托有資質、有經驗的單位采用施工用料，按規范和設計要求進行室內配合比的各項物性試驗，根據試驗結果提出滿足設計要求的瀝青混凝土配合比。尼爾基水利樞紐工程、陽江核電水庫、四川龍頭石水電站工程的設計配合比均根據土石壩瀝青混凝土面板和心墻設計準則（SLJ01-88）進行瀝青混合料骨料級配設計，不同之處是尼爾基粗骨料分四級，而陽江核電水庫和龍頭石粗骨料分三級，配合比見表1。表1瀝青混凝土施工配合比進行瀝青混合料控制的主要指標為：瀝青恒溫罐中瀝青的軟化點、針入度、延伸度；施工現場所取瀝青混合料的抽提、最大密度、馬歇爾試件孔隙率、馬歇爾穩定度流值。上述

8、指標在瀝青混合料的質量控制中都有其實質作用：瀝青的三大指標檢測主要是評價瀝青經過保溫后是否老化、是否能滿足施工要求；瀝青混合料抽提結果為瀝青含量和礦料級配，可以評價混合料是否滿足設計配合比要求并為下一單元施工配合比調整提供依據；最大密度及馬歇爾孔隙率是評價成品瀝青混合料密實程度的依據；馬歇爾穩定度流值是評價成品瀝青混合料力學性能的依據。在瀝青混合料制備過程中，還應監測瀝青、礦料和瀝青混合料的溫度，嚴格控制各工序的加熱溫度和瀝青混合料的出機溫度。對于出機瀝青混合料的外觀質量應注意觀察，不能有花白料現象。尼爾基水利樞紐工程、陽江核電水庫工程、四川龍頭石水電站工程質量檢測過程數據統計：恒溫罐中的瀝青

9、合格率100%,瀝青混合料馬歇爾試驗指標合格率100%，瀝青混合料抽提試驗結果見表2。表2實際工程瀝青混合料抽提試驗結果2.2施工配料單調整調整施工配料單是瀝青混凝土心墻施工質量控制的核心工作。施工配合比調整首先要分析瀝青混凝土拌合樓構造，這是確定調整施工配合比方法的依據。國內現在所用的瀝青混合料拌合系統主要有兩種：一種是有骨料二次篩分系統、生產規模較大、自動化程度較高的瀝青混合料拌和站；另一種就是無骨料二次篩分系統、生產規模較小、自動化程度較底的瀝青混合料拌和站。陽江核電水庫、龍頭石水電站、尼爾基水利樞紐工程心墻均采用第一種拌和系統。這種拌和系統優點在于瀝青混合料級配受原材料級配影響較小，同

10、時二次篩分使得熱料倉內的骨料級配較穩定。在瀝青拌和站無重大設備故障情況下，可依據前一施工單元瀝青混合料的抽提結果調整施工配料單。正在建設的內蒙古大石門、三座店水電站采用第二種拌和系統。該拌和系統瀝青混合料級配直接受原材料級配影響，因此需要要根據當日礦料篩分結果和前一單元瀝青混合料抽提結果進行施工配料單調整。現行施工規范要求提出施工配料單前要進行熱料倉礦料篩分試驗，而熱料倉取料直接影響正常生產，所以尼爾基、陽江核電水庫、四川龍頭石水電站施工過程進行熱料倉篩分試驗較少。但從表2可以看出其生產瀝青混合料礦料級配合格率基本高于90%，說明在瀝青混合料拌和站二次篩分系統穩定的情況下，根據抽提試驗提出的施

11、工配料單能夠生產出滿足工程要求的合格的瀝青混合料。3瀝青混凝土碾壓過程控制瀝青混凝土碾壓過程控制主要是施工過程中的參數控制。每個工程施工前都應進行碾壓試驗確定各項施工參數。尼爾基、陽江核電水庫、四川龍頭石3個工程分別經過現場碾壓試驗確定的施工參數見表3。工程名稱粗骨料各級/mm細骨料(2.50.074mm 礦粉(0.074mm 瀝青含量2015151010552.5尼爾基水利樞紐111523.619.917.226.912.46.5工程名稱粗骨料各級mm 細骨料(2.50.074mm 礦粉(0.074mm 瀝青含量20151510105100.0技術要求合格率陽江核電技術要求合格率龍頭石技術要

12、求合格率%工程施工東北水利水電2009年第5期（上接第14頁）收稿日期2008-11-24作者簡介馬智法（1980-），男，吉林伊通人，工程師，從事水泥混凝土、瀝青混凝土性能和施工質量控制研究工作。在施工過程中應嚴格控制碾壓溫度和碾壓方式，同時還要注意靜碾收光的時機。一般在動碾碾壓過后，瀝青混凝土存在一個排氣密實過程，靜碾收光正應在排氣密實過程結束之后進行。表3實際工程碾壓參數碾壓過程中的質量控制，還包括瀝青混凝土層間縫、瀝青混凝土與水泥混凝土基座間的結合縫、心墻施工縫等有關層面處理的問題；此外在多層連續施工時也應對碾壓過程進行控制。瀝青混凝土層間結合縫以控制層面清潔程度及層面溫度為主；瀝青混

13、凝土與基座混凝土的結合縫應嚴格控制基座的鑿毛質量、冷底子油噴涂和瑪蹄脂涂抹的勻質性；碾壓過程中產生的施工縫應對預留施工縫的坡度比進行控制，其他方面控制和瀝青混凝土層間接縫控制相同。多層連續施工的主要問題在于，下層的瀝青混凝土未能完全降溫而使得上層瀝青混凝土施工時產生軟基碾壓，影響上層瀝青混凝土的密實度。現場施工解決此問題的主要措施為灑水降溫、盡量拉大兩層連續施工的間歇時間，控制碾壓遍數等。尼爾基、陽江核電水庫、四川龍頭石工程均有日碾壓三層的施工記錄，檢測結果證明瀝青混凝土心墻密實度滿足設計要求。4施工后的質量檢驗瀝青混凝土心墻施工后的質量檢驗方法主要有無損檢測和芯樣檢測兩種。在瀝青混凝土攤鋪施

14、工的每一個施工單元，均應采用無損檢測的方法對瀝青混凝土密度、孔隙率進行檢測，這也是瀝青混凝土心墻單元評價的一項主要內容。瀝青混凝土心墻每上升24m 應鉆取芯樣進行密度、孔隙率檢測和設計要求的其他各項指標檢測。尼爾基、陽江核電水庫、四川龍頭石的無損檢測和芯樣檢測結果孔隙率的合格率均為100%，工程蓄水后瀝青混凝土心墻均無滲水現象。5結語瀝青心墻的質量控制效果與質控人員的經驗密切相關。文中列舉的摻用天然骨料問題、施工配合比調整方法、縫面處理注意事項、連續施工的控制等等，不僅要求質控人員有清晰的技術思路，還要熟悉拌合設備、了解原材料性能，并且對現場情況進行綜合分析才能有效控制施工質量。瀝青混凝土心墻

15、是土石壩的主要防滲體，其施工質量關系大壩安安全。同時，瀝青混凝土心墻又是隱蔽工程，一旦出現滲漏，很難查找確定位置，維修也就更加困難。因此，在瀝青混凝土心墻施工過程中對每個環節都應進行有效控制。工程名稱攤鋪方式碾壓溫度/碾壓方式尼爾基人工攤鋪140145BW120AD-3振動碾靜碾2遍、動碾6遍；VALO70碾子動碾3遍、靜碾2遍收光。尼爾基機械攤鋪140145BW120AD-3振動碾動碾5遍；WALO70碾子動碾2遍、靜碾2遍收光。陽江核電水庫機械攤鋪人工攤鋪140150BW120-3振動碾靜碾2遍，動碾8遍，戴納派克LP6500振動碾動碾2遍，靜碾2遍。四川龍頭石機械攤鋪人工攤鋪140150

16、BW120AD-3振動碾靜碾2遍，動碾6遍，WALO70振動碾動碾2遍，靜碾2遍。收稿日期2009-01-05作者簡介宋榜科（1958-），男，高級工程師，從事水文預報調度工作。5實際運用中的優選上述3種方法所推求的預蓄水量極限允許值，由于其各自的約束條件不同，數值有所差異：考慮設計標準與校核標準之差，2780萬m 3；蒙特卡羅法，2900萬m 3；預泄能力約束法，3028萬m 3。在實際運用中，根據柴河水庫實際情況，次預蓄水量的極限值為2780萬m 3。6結語由上述分析計算可知，在確定預蓄水量的極限值時，要盡量采用多種方法，求出相應于水庫不同運行情況下的極限允許值。實際運用時的采用值要視水庫

17、當時的運行狀態而定。但無論如何選取，必須遵守安全第一的原則。參考文獻1大連理工大學，國家防汛抗旱總指揮辦公室. 水庫防洪預報調度方法及應用M . 北京：中國水利水電出版社，1996.2王本德，周惠成，程春田，王永峰，賈寶清，等可利用豐滿氣象臺短期降雨預報時效分析J 水利管理技術，1994，（2）：41-46.3王本德，周惠成，程春田，等. 水庫預蓄效益與風險控制模型J . 水文，2000，(1：14-17.4王本德我國北方水庫汛限水位控制方法及應用模型研究(水利技術開發基金SJ9120號資助項目 M 1995. 5大連理工大學水資源教研室. 大連市碧流河水庫汛限水位動態控制研究(一期 報告R

18、.!防洪與工管No.52009(TotalNo.298 Water Resources &Hydropower of Northeast 71Anti-seepage wall in dam foundation of Liugou reservoirQIN Ming-junAbstract Based on the geological exploration data, combining with existing serious problems of seepage insta bility in dam foundation of Liugou reservoir , in con

19、struction of strengthening and eliminating dangers, through the calculation of seepage stability of the dam body and foundation, the multi -head and diminutive diameter mixing pile cut-off wall is used to anti-seepage treatment for the dam foundation which could enhance the seep age stability of the

20、 dam foundation and ensure the safety of the reservoir. Key words dam foundation ；seepage stability ；multi-head and diminutive diameter ；cut-off wall ；LiugouApplication of finite element plastic limit analysisin stability calculation on high slopeWANG Tao, ZHANG Xian-cai, PEI Hai-fengAbstract The pa

21、per analyzes and compares the calculation methods of slope stability, and then computes and an alyzes the stability of the slope by strength reduction FEM. The method based on the real stress field could seek out the minimum safety factor and its corresponding slip surface automatically. Key words s

22、trength reduction FEM ；high slope stability ；safety factorGetermination of groundwater critical depth in Daanirrigation canals area for Songnen plainBI Shu-xia, JIA Zhi-guo,WANG Jun-hai, SUN Guang-youAbstract The scholars have different understanding for the groundwater critical depth of soil salini

23、zation in Songnen plain. It has always been a focus scientific problem and also a difficult problem in practice. For the de sign of Daan irrigation area, the paper analyzes this problem and the differences between various conceptions of critical depth. The reasonable groundwater critical depth and the drainage waterlogging value are defined and ap plied to the design. The good results are obtained. Key words Daan irrigation area ；groundwater critical depth ；Songnen plainMain points of constru