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(zhì)量控制要點(diǎn)馬智法1，胡國(guó)興2，郭洪娟1，葉遠(yuǎn)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(lái)，碾壓式瀝青混凝土防滲心墻開(kāi)始廣泛用作土石壩工程的防滲體。本文根據(jù)尼爾基水利樞紐、廣東陽(yáng)江核電站水庫(kù)等工程碾壓式瀝青混凝土質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)，從原材料、混合料、施工配合比調(diào)整、施工過(guò)程控制、成墻質(zhì)量檢測(cè)等環(huán)節(jié)提出碾壓式瀝青混凝土防滲心墻施工質(zhì)量的控制要點(diǎn)。關(guān)鍵詞碾壓式瀝青混凝土；質(zhì)量控制；防滲中圖分類號(hào)TV543+.82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)10020624（2009）05001302（1. 中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司科學(xué)研究院，吉林長(zhǎng)春1

2、30061；2. 中國(guó)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(shù)在我國(guó)水利水電工程研究應(yīng)用始于上世紀(jì)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(zhì)量控制水平的真正提高卻得益于90年代開(kāi)工建設(shè)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(kù)瀝青混凝土面板防滲工程。中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司科學(xué)研究院自三峽茅坪溪工程施工質(zhì)量控制開(kāi)始，先后承擔(dān)了尼爾基水利樞紐、廣東陽(yáng)江核電水庫(kù)、大渡河龍頭石水電站、內(nèi)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(zhì)

3、量控制的任務(wù)。已蓄水的工程均未發(fā)現(xiàn)滲漏，說(shuō)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(shuō)明了對(duì)施工過(guò)程中各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制的重要性。1原材料選擇及質(zhì)量控制碾壓式瀝青混凝土的原材料主要為粗骨料、細(xì)骨料、礦粉、瀝青。粗骨料在瀝青混凝土中起骨架支撐作用；細(xì)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(xì)骨料粘和成一個(gè)密實(shí)整體的凝膠相。根據(jù)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(diǎn)如下。1.1礦料選擇及質(zhì)量控制用于瀝青混凝土用的礦料，應(yīng)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(zhì)地堅(jiān)硬、細(xì)骨料級(jí)配良好、礦粉細(xì)度能滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求

4、。堿性礦料與瀝青中的瀝青酸或?yàn)r青酸酐形成氫鍵，這種化學(xué)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(jié)合能力較化學(xué)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(yáng)江核電水庫(kù)工程均采用人工堿性骨料，但有時(shí)受工程具體條件制約，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)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(xì)骨料水穩(wěn)定等級(jí)試驗(yàn)和瀝青混凝土耐水性試驗(yàn)均合格的基礎(chǔ)上摻入了天然砂，占細(xì)骨料總量的30%。瀝青混凝土骨料的密度、顆粒級(jí)配、含泥（粉）量、針片狀、礦粉密度涉及到施工配合比的調(diào)整，而礦粉的含水量、水穩(wěn)定等級(jí)和堅(jiān)固性等級(jí)則對(duì)瀝青混凝土的孔隙率和耐久性產(chǎn)生影響，因此，

5、上述指標(biāo)應(yīng)根據(jù)進(jìn)場(chǎng)材料數(shù)量和批次按規(guī)范規(guī)定及時(shí)檢測(cè)。需要說(shuō)明的是，由潔凈母巖現(xiàn)場(chǎng)軋制的人工骨料，其含泥量其實(shí)就是石粉含量，并不影響人工骨料的質(zhì)量。另外，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制人員還應(yīng)經(jīng)常對(duì)礦料倉(cāng)和料源進(jìn)行視覺(jué)鑒別，勿使不合格礦料進(jìn)入成品瀝青混合料。1.2瀝青的選擇及質(zhì)量控制瀝青品種的選擇根據(jù)工程長(zhǎng)期運(yùn)行條件、設(shè)計(jì)對(duì)碾壓式瀝青混凝土的性能要求和施工條件確定。從近年來(lái)的工程實(shí)例看，碾壓式瀝青混凝土心墻施工主要選擇的瀝青牌號(hào)為70號(hào)、90號(hào)。南方的廣東陽(yáng)江核電水庫(kù)、四川龍頭石水電站所選瀝青均為70號(hào)，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(zhuǎn)第24頁(yè)）紐工程則采用的是90號(hào)，正在建設(shè)的內(nèi)蒙古

6、大石門水電站工程也采用90號(hào)瀝青。瀝青質(zhì)量控制主要是進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)，對(duì)其進(jìn)行軟化點(diǎn)、針入度、延伸度、老化后各項(xiàng)指標(biāo)的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果依據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)已建工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，一般生產(chǎn)規(guī)模較大的煉油廠因其原油儲(chǔ)量大，生產(chǎn)的同批次瀝青各項(xiàng)指標(biāo)也相對(duì)穩(wěn)定，且供貨時(shí)多采用桶裝。生產(chǎn)規(guī)模較小的廠家供貨時(shí)多采用罐車運(yùn)送，因其原油儲(chǔ)量小，油源易變動(dòng)，因此所生產(chǎn)出的瀝青各項(xiàng)指標(biāo)波動(dòng)相對(duì)較大，更應(yīng)加大檢測(cè)力度。2瀝青混合料質(zhì)量控制及施工配料單調(diào)整2.1瀝青混合料質(zhì)量控制瀝青混合料的質(zhì)量控制屬過(guò)程控制，是瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。瀝青含量和礦料級(jí)配不僅決定瀝青混凝土的施工性、碾壓后的密實(shí)程度，而且也將決定瀝

7、青混凝土心墻的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、耐久性。鑒于其重要性施工前必須委托有資質(zhì)、有經(jīng)驗(yàn)的單位采用施工用料，按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行室內(nèi)配合比的各項(xiàng)物性試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提出滿足設(shè)計(jì)要求的瀝青混凝土配合比。尼爾基水利樞紐工程、陽(yáng)江核電水庫(kù)、四川龍頭石水電站工程的設(shè)計(jì)配合比均根據(jù)土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（SLJ01-88）進(jìn)行瀝青混合料骨料級(jí)配設(shè)計(jì)，不同之處是尼爾基粗骨料分四級(jí)，而陽(yáng)江核電水庫(kù)和龍頭石粗骨料分三級(jí)，配合比見(jiàn)表1。表1瀝青混凝土施工配合比進(jìn)行瀝青混合料控制的主要指標(biāo)為：瀝青恒溫罐中瀝青的軟化點(diǎn)、針入度、延伸度；施工現(xiàn)場(chǎng)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(wěn)定度流值。上述

8、指標(biāo)在瀝青混合料的質(zhì)量控制中都有其實(shí)質(zhì)作用：瀝青的三大指標(biāo)檢測(cè)主要是評(píng)價(jià)瀝青經(jīng)過(guò)保溫后是否老化、是否能滿足施工要求；瀝青混合料抽提結(jié)果為瀝青含量和礦料級(jí)配，可以評(píng)價(jià)混合料是否滿足設(shè)計(jì)配合比要求并為下一單元施工配合比調(diào)整提供依據(jù)；最大密度及馬歇爾孔隙率是評(píng)價(jià)成品瀝青混合料密實(shí)程度的依據(jù)；馬歇爾穩(wěn)定度流值是評(píng)價(jià)成品瀝青混合料力學(xué)性能的依據(jù)。在瀝青混合料制備過(guò)程中，還應(yīng)監(jiān)測(cè)瀝青、礦料和瀝青混合料的溫度，嚴(yán)格控制各工序的加熱溫度和瀝青混合料的出機(jī)溫度。對(duì)于出機(jī)瀝青混合料的外觀質(zhì)量應(yīng)注意觀察，不能有花白料現(xiàn)象。尼爾基水利樞紐工程、陽(yáng)江核電水庫(kù)工程、四川龍頭石水電站工程質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：恒溫罐中的瀝青

9、合格率100%,瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)合格率100%，瀝青混合料抽提試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。表2實(shí)際工程瀝青混合料抽提試驗(yàn)結(jié)果2.2施工配料單調(diào)整調(diào)整施工配料單是瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量控制的核心工作。施工配合比調(diào)整首先要分析瀝青混凝土拌合樓構(gòu)造，這是確定調(diào)整施工配合比方法的依據(jù)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在所用的瀝青混合料拌合系統(tǒng)主要有兩種：一種是有骨料二次篩分系統(tǒng)、生產(chǎn)規(guī)模較大、自動(dòng)化程度較高的瀝青混合料拌和站；另一種就是無(wú)骨料二次篩分系統(tǒng)、生產(chǎn)規(guī)模較小、自動(dòng)化程度較底的瀝青混合料拌和站。陽(yáng)江核電水庫(kù)、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(tǒng)。這種拌和系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于瀝青混合料級(jí)配受原材料級(jí)配影響較小，同

10、時(shí)二次篩分使得熱料倉(cāng)內(nèi)的骨料級(jí)配較穩(wěn)定。在瀝青拌和站無(wú)重大設(shè)備故障情況下，可依據(jù)前一施工單元瀝青混合料的抽提結(jié)果調(diào)整施工配料單。正在建設(shè)的內(nèi)蒙古大石門、三座店水電站采用第二種拌和系統(tǒng)。該拌和系統(tǒng)瀝青混合料級(jí)配直接受原材料級(jí)配影響，因此需要要根據(jù)當(dāng)日礦料篩分結(jié)果和前一單元瀝青混合料抽提結(jié)果進(jìn)行施工配料單調(diào)整。現(xiàn)行施工規(guī)范要求提出施工配料單前要進(jìn)行熱料倉(cāng)礦料篩分試驗(yàn)，而熱料倉(cāng)取料直接影響正常生產(chǎn)，所以尼爾基、陽(yáng)江核電水庫(kù)、四川龍頭石水電站施工過(guò)程進(jìn)行熱料倉(cāng)篩分試驗(yàn)較少。但從表2可以看出其生產(chǎn)瀝青混合料礦料級(jí)配合格率基本高于90%，說(shuō)明在瀝青混合料拌和站二次篩分系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，根據(jù)抽提試驗(yàn)提出的施

11、工配料單能夠生產(chǎn)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(guò)程控制瀝青混凝土碾壓過(guò)程控制主要是施工過(guò)程中的參數(shù)控制。每個(gè)工程施工前都應(yīng)進(jìn)行碾壓試驗(yàn)確定各項(xiàng)施工參數(shù)。尼爾基、陽(yáng)江核電水庫(kù)、四川龍頭石3個(gè)工程分別經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)確定的施工參數(shù)見(jiàn)表3。工程名稱粗骨料各級(jí)/mm細(xì)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(jí)mm 細(xì)骨料(2.50.074mm 礦粉(0.074mm 瀝青含量20151510105100.0技術(shù)要求合格率陽(yáng)江核電技術(shù)要求合格率龍頭石技術(shù)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(yè)）收稿日期2008-11-24作者簡(jiǎn)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(zhì)量控制研究工作。在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制碾壓溫度和碾壓方式，同時(shí)還要注意靜碾收光的時(shí)機(jī)。一般在動(dòng)碾碾壓過(guò)后，瀝青混凝土存在一個(gè)排氣密實(shí)過(guò)程，靜碾收光正應(yīng)在排氣密實(shí)過(guò)程結(jié)束之后進(jìn)行。表3實(shí)際工程碾壓參數(shù)碾壓過(guò)程中的質(zhì)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(jié)合縫、心墻施工縫等有關(guān)層面處理的問(wèn)題；此外在多層連續(xù)施工時(shí)也應(yīng)對(duì)碾壓過(guò)程進(jìn)行控制。瀝青混凝土層間結(jié)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(jié)合縫應(yīng)嚴(yán)格控制基座的鑿毛質(zhì)量、冷底子油噴涂和瑪蹄脂涂抹的勻質(zhì)性；碾壓過(guò)程中產(chǎn)生的施工縫應(yīng)對(duì)預(yù)留施工縫的坡度比進(jìn)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(xù)施工的主要問(wèn)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(shí)產(chǎn)生軟基碾壓，影響上層瀝青混凝土的密實(shí)度。現(xiàn)場(chǎng)施工解決此問(wèn)題的主要措施為灑水降溫、盡量拉大兩層連續(xù)施工的間歇時(shí)間，控制碾壓遍數(shù)等。尼爾基、陽(yáng)江核電水庫(kù)、四川龍頭石工程均有日碾壓三層的施工記錄，檢測(cè)結(jié)果證明瀝青混凝土心墻密實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。4施工后的質(zhì)量檢驗(yàn)瀝青混凝土心墻施工后的質(zhì)量檢驗(yàn)方法主要有無(wú)損檢測(cè)和芯樣檢測(cè)兩種。在瀝青混凝土攤鋪施

14、工的每一個(gè)施工單元，均應(yīng)采用無(wú)損檢測(cè)的方法對(duì)瀝青混凝土密度、孔隙率進(jìn)行檢測(cè)，這也是瀝青混凝土心墻單元評(píng)價(jià)的一項(xiàng)主要內(nèi)容。瀝青混凝土心墻每上升24m 應(yīng)鉆取芯樣進(jìn)行密度、孔隙率檢測(cè)和設(shè)計(jì)要求的其他各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)。尼爾基、陽(yáng)江核電水庫(kù)、四川龍頭石的無(wú)損檢測(cè)和芯樣檢測(cè)結(jié)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(wú)滲水現(xiàn)象。5結(jié)語(yǔ)瀝青心墻的質(zhì)量控制效果與質(zhì)控人員的經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)。文中列舉的摻用天然骨料問(wèn)題、施工配合比調(diào)整方法、縫面處理注意事項(xiàng)、連續(xù)施工的控制等等，不僅要求質(zhì)控人員有清晰的技術(shù)思路，還要熟悉拌合設(shè)備、了解原材料性能，并且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行綜合分析才能有效控制施工質(zhì)量。瀝青混凝土心墻

15、是土石壩的主要防滲體，其施工質(zhì)量關(guān)系大壩安安全。同時(shí)，瀝青混凝土心墻又是隱蔽工程，一旦出現(xiàn)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(guò)程中對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)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(dòng)碾靜碾2遍、動(dòng)碾6遍；VALO70碾子動(dòng)碾3遍、靜碾2遍收光。尼爾基機(jī)械攤鋪140145BW120AD-3振動(dòng)碾動(dòng)碾5遍；WALO70碾子動(dòng)碾2遍、靜碾2遍收光。陽(yáng)江核電水庫(kù)機(jī)械攤鋪人工攤鋪140150BW120-3振動(dòng)碾靜碾2遍，動(dòng)碾8遍，戴納派克LP6500振動(dòng)碾動(dòng)碾2遍，靜碾2遍。四川龍頭石機(jī)械攤鋪人工攤鋪140150

16、BW120AD-3振動(dòng)碾靜碾2遍，動(dòng)碾6遍，WALO70振動(dòng)碾動(dòng)碾2遍，靜碾2遍。收稿日期2009-01-05作者簡(jiǎn)介宋榜科（1958-），男，高級(jí)工程師，從事水文預(yù)報(bào)調(diào)度工作。5實(shí)際運(yùn)用中的優(yōu)選上述3種方法所推求的預(yù)蓄水量極限允許值，由于其各自的約束條件不同，數(shù)值有所差異：考慮設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與校核標(biāo)準(zhǔn)之差，2780萬(wàn)m 3；蒙特卡羅法，2900萬(wàn)m 3；預(yù)泄能力約束法，3028萬(wàn)m 3。在實(shí)際運(yùn)用中，根據(jù)柴河水庫(kù)實(shí)際情況，次預(yù)蓄水量的極限值為2780萬(wàn)m 3。6結(jié)語(yǔ)由上述分析計(jì)算可知，在確定預(yù)蓄水量的極限值時(shí)，要盡量采用多種方法，求出相應(yīng)于水庫(kù)不同運(yùn)行情況下的極限允許值。實(shí)際運(yùn)用時(shí)的采用值要視水庫(kù)

17、當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)而定。但無(wú)論如何選取，必須遵守安全第一的原則。參考文獻(xiàn)1大連理工大學(xué)，國(guó)家防汛抗旱總指揮辦公室. 水庫(kù)防洪預(yù)報(bào)調(diào)度方法及應(yīng)用M . 北京：中國(guó)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(tái)短期降雨預(yù)報(bào)時(shí)效分析J 水利管理技術(shù)，1994，（2）：41-46.3王本德，周惠成，程春田，等. 水庫(kù)預(yù)蓄效益與風(fēng)險(xiǎn)控制模型J . 水文，2000，(1：14-17.4王本德我國(guó)北方水庫(kù)汛限水位控制方法及應(yīng)用模型研究(水利技術(shù)開(kāi)發(fā)基金SJ9120號(hào)資助項(xiàng)目 M 1995. 5大連理工大學(xué)水資源教研室. 大連市碧流河水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制研究(一期 報(bào)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