本發(fā)明屬于一種超高堆石壩的瀝青混凝土心墻結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、瀝青混凝土心墻壩是指壩體中部設(shè)瀝青混凝土心墻作為防滲體的土石壩體，瀝青混凝土心墻兩側(cè)設(shè)有過(guò)渡層，過(guò)渡層外部設(shè)有石料層，過(guò)渡層用以提高瀝青混凝土心墻與石料層兩者的結(jié)合強(qiáng)度，石料層用于增強(qiáng)壩體的整體穩(wěn)定性和抗沖刷能力，瀝青混凝土心墻下部設(shè)混凝土墊座與基岸或岸坡相接，混凝土墊座若位于很厚的沖積層上時(shí)，其下端可設(shè)防滲帷幕、混凝土防滲墻式防板柱。

2、瀝青混凝土心墻的施工方法有現(xiàn)場(chǎng)碾壓式和現(xiàn)場(chǎng)澆筑式，碾壓式瀝青混凝土施工包括原材料準(zhǔn)備、加熱、稱重和瀝青混合料的拌制、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)攤鋪和碾壓，逐層重復(fù)加高形成瀝青混凝土心墻；澆筑式瀝青混凝土施工包括準(zhǔn)備、測(cè)量、模板安放、專(zhuān)業(yè)設(shè)備的瀝青混凝土加熱攤鋪和碾壓及拆模，逐層重復(fù)加高形成瀝青混凝土心墻。瀝青混凝土心墻的傳統(tǒng)施工方式要求需在最低氣溫大于0℃、風(fēng)力小于4級(jí)、日降水量小于5mm時(shí)才能進(jìn)行施工，當(dāng)最低氣溫在-10℃以下時(shí)，要停止施工，在鋪設(shè)瀝青混凝土的過(guò)程中，要求在先鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的表層溫度需在70℃以上才可以繼續(xù)在上面鋪設(shè)上瀝青混凝土層，單層鋪設(shè)的瀝青混凝土層的厚度不能大于25cm；在鋪設(shè)瀝青混凝土后，采用小于1.5t的小型振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，以保證將鋪設(shè)的瀝青混凝土壓實(shí)，且在進(jìn)行瀝青混凝土心墻壩施工時(shí)，需采用堿性骨料，油石比在6％～8％之間。

3、按照上述規(guī)范要求，在海拔3000米以上，經(jīng)常出現(xiàn)日最低氣溫小于0℃、風(fēng)力大于4級(jí)的高海拔地區(qū)地區(qū)難于保證瀝青混凝土心墻的質(zhì)量。

4、為此，需要尋求一種替代瀝青混凝土心墻現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)碾壓式和現(xiàn)場(chǎng)澆筑式的施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種超高堆石壩的瀝青混凝土心墻結(jié)構(gòu)及其施工方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、一種超高堆石壩的瀝青混凝土心墻結(jié)構(gòu)，由堆石區(qū)、混凝土基座和斜坡碎石層所組成,瀝青混凝土心墻是由若干個(gè)預(yù)制瀝青混凝土磚塊和能將各預(yù)制瀝青混凝土磚塊粘合一體的粘合劑堆砌而成，各預(yù)制瀝青混凝土磚塊在預(yù)制廠依設(shè)定的重量、質(zhì)量、尺寸和密度經(jīng)機(jī)械壓制成，每個(gè)預(yù)制瀝青混凝土磚塊的長(zhǎng)寬高之比為4：2：1；

3、瀝青混凝土心墻的兩側(cè)面依次對(duì)應(yīng)設(shè)有混凝土灌漿壘石墻、第一過(guò)渡層和第二過(guò)渡層；或?yàn)r青混凝土心墻的兩側(cè)面依次對(duì)應(yīng)設(shè)有第一過(guò)渡層和第二過(guò)渡層；

4、瀝青混凝土心墻與混凝土灌漿壘石墻之間設(shè)有灌漿密封材料。

5、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：所述的預(yù)制瀝青混凝土磚塊相互縫交錯(cuò)排列堆砌形成瀝青混凝土心墻。

6、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：所述的預(yù)制瀝青混凝土磚塊為矩形體，預(yù)制瀝青混凝土磚塊的長(zhǎng)寬高尺寸優(yōu)選為0.8m、0.4m、0.2m，或?yàn)?.6m、寬度0.8m、高度0.4m。

7、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：所述的預(yù)制瀝青混凝土磚塊材料的質(zhì)重比：粒徑10～15mm的粗骨料占10%、粒徑5～10mm的粗骨料占22%、粒徑2.5～5mm的粗骨料占23%、粒徑0.074～2.5mm細(xì)骨料占30%、粒徑小于0.074mm的砂占7%、礦粉占1～2%、油石比6～7%。

8、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：所述的粘合劑為乳化瀝青、改性乳化瀝青、沙質(zhì)瀝青瑪碲脂、樹(shù)脂類(lèi)改性瀝青粘合劑、瀝青砂漿中的任選一種。

9、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：所述的灌漿密封材料為水泥砂漿、乳化瀝青、改性乳化瀝青、沙質(zhì)瀝青瑪碲脂中的任選一種。

10、一種超高堆石壩的瀝青混凝土心墻結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟：

11、（1）在臨近超高堆石壩施工現(xiàn)場(chǎng)平坦地區(qū)建瀝青混凝土磚塊預(yù)制廠，生產(chǎn)廠房設(shè)備有配料干燥烘干設(shè)備、供熱設(shè)備、稱重配料設(shè)備、加熱攪拌設(shè)備、分料計(jì)量倉(cāng)、壓磚塊設(shè)備、儲(chǔ)磚塊庫(kù)；

12、（2）將構(gòu)成瀝青混凝土磚塊的各冷骨料先置入干燥烘干設(shè)備中干燥烘干，然后置入稱重配料設(shè)備中進(jìn)行篩分和計(jì)量，再與礦粉、瀝青一起置入加熱攪拌設(shè)備中加熱攪拌成瀝青混凝土料，瀝青混凝土料的出倉(cāng)溫度小于120℃，瀝青混凝土料通過(guò)各分料計(jì)量倉(cāng)形成一瀝青混凝土磚塊所用料量，分料計(jì)量倉(cāng)將一瀝青混凝土磚塊所用料量置入壓磚塊設(shè)備中磚模的磚料槽中，由壓磚塊設(shè)備壓制成統(tǒng)一重量、尺寸、密度、質(zhì)量的瀝青混凝土磚塊，將壓制的瀝青混凝土磚塊置入儲(chǔ)磚塊庫(kù)儲(chǔ)存待用；

13、（3）將壓制的瀝青混凝土磚塊運(yùn)至堆石壩工地，施工前彈線放樣，確保堆砌墻體與施工圖一致，用預(yù)制瀝青混凝土磚塊和粘合劑堆砌成瀝青混凝土心墻，粘合劑位于相鄰的各預(yù)制瀝青混凝土磚塊相交面之間，預(yù)制瀝青混凝土磚塊相互縫交錯(cuò)排列，用水平墻體拉筋保證墻體的整體性，用專(zhuān)業(yè)工具檢查墻體的平整度和垂直度；

14、（4）每堆砌瀝青混凝土磚塊心墻長(zhǎng)50m～70m、高0.60～0.8m為一施工段，施工段瀝青混凝土磚塊心墻完成后，立即在該段瀝青混凝土磚塊心墻橫向兩側(cè)邊用直徑大于20cm的多邊石塊貼靠心墻面壘成寬35～40cm的壘石墻，并貼靠壘石墻外側(cè)面布設(shè)第一過(guò)渡層，并壓實(shí)第一過(guò)渡層，在壘石墻各磚縫中灌滿水泥砂漿，瀝青混凝土心墻與混凝土灌漿壘石墻之間設(shè)有灌漿密封材料，該段壘石墻、第一過(guò)渡層施工長(zhǎng)度與高度與該施工段瀝青混凝土磚塊心墻長(zhǎng)度和高度相同；

15、或：每堆砌瀝青混凝土磚塊心墻50m～70m、高0.60～0.8m為一施工段，施工段瀝青混凝土磚塊心墻完成后，立即在該段瀝青混凝土磚塊心墻橫向兩側(cè)外端面布設(shè)第一過(guò)渡層，并壓實(shí)第一過(guò)渡層，該段第一過(guò)渡層施工長(zhǎng)度與高度與該施工段瀝青混凝土磚塊心墻長(zhǎng)度和高度相同；

16、（5）依該段壘石墻、第一過(guò)渡層施工長(zhǎng)度與高度依次向外施工第二過(guò)渡層、堆石區(qū)、斜坡碎石墊層和干砌石護(hù)坡或格構(gòu)植草護(hù)坡；

17、或：依該第一過(guò)渡層施工長(zhǎng)度與高度依次向外施工第二過(guò)渡層、堆石區(qū)、斜坡碎石墊層和干砌石護(hù)坡或格構(gòu)植草護(hù)坡；

18、（6）重復(fù)步驟（3）至（5）進(jìn)行下一施工段施工，各施工段施工可以相鄰或分段距離施工、堆石壩工地能分若干個(gè)施工段施工，各施工段水平高度相差小于1m，至超高瀝青混凝土心墻堆石壩完工。

19、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：所述的壓磚塊設(shè)備是，底座的上端四角分別與四導(dǎo)柱的下端固定，四導(dǎo)柱的上端與頂座的下端四角固定，各導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)的底座上端面設(shè)有磚模，磚模下端四角與底座上端面之間通過(guò)支腿支撐固定，磚模上端面中部設(shè)有下凹的磚料槽，磚料槽內(nèi)底面設(shè)有頂磚鋼板，頂磚鋼板下端面中心部與穿過(guò)磚料槽下端中心部的頂磚液壓缸的伸縮桿連成一體，頂磚液壓缸固定在磚料槽下端中心部的底座上，壓模板的四角通過(guò)軸套軸設(shè)在磚模上端的四個(gè)導(dǎo)柱上，壓磚液壓缸設(shè)在頂座板上端面中部上，壓磚液壓缸的伸縮桿向下穿過(guò)頂座與壓模板的上端面中部連接，壓模板下端設(shè)有壓模頭，壓模頭的形狀與尺寸與磚料槽形狀與尺寸適配。

20、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：所述的瀝青混凝土心墻下部的心墻擴(kuò)大段高度為3.5m，順流向?qū)挾扔?m收窄過(guò)渡到1.5m，心墻擴(kuò)大段上部的心墻橫斷面寬為1.5m，距壩頂下端10m內(nèi)的心墻上部橫斷面寬為0.9m。

21、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：所述的每側(cè)的第一過(guò)渡層寬度1.5m，第一過(guò)渡層區(qū)料的最大粒徑不超過(guò)80mm，連續(xù)級(jí)配重量比為粒徑60～80mm占20～23%、粒徑40～60mm占15～20%、粒徑20～40mm占20～25%、粒徑5～20mm占20～25%、粒徑0.25～5mm占20～23%、粒徑0.075～0.25mm占4～5%。

22、本發(fā)明具有如下有益效果：

23、1.由于本發(fā)明的瀝青混凝土心墻是由若干個(gè)預(yù)制瀝青混凝土磚塊和能將各預(yù)制瀝青混凝土磚塊粘合一體的粘合劑堆砌而成，而預(yù)制瀝青混凝土磚塊是在瀝青混凝土磚塊預(yù)制廠依設(shè)定的統(tǒng)一重量、尺寸、密度、質(zhì)量經(jīng)機(jī)械壓制成，從而能使瀝青混凝土心墻施工時(shí)不但不受氣候影響，而且亦能保證瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量。本發(fā)明的瀝青混凝土心墻施工時(shí)，只要能保證滿足粘合劑的施工條件，則堆砌瀝青混凝土心墻不受氣候影響，本發(fā)明施工時(shí)不用現(xiàn)場(chǎng)攤鋪和碾壓，也不受傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)碾壓式和現(xiàn)場(chǎng)澆筑式的施工條件限制，即沒(méi)有傳統(tǒng)的“在鋪設(shè)瀝青混凝土的過(guò)程中，要求在先鋪設(shè)的下層瀝青混凝土層的表層溫度需在70℃以上才可以繼續(xù)在上面鋪設(shè)上瀝青混凝土層，單層鋪設(shè)的瀝青混凝土層的厚度不能大于25cm；在鋪設(shè)瀝青混凝土后，采用小于1.5t的小型振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，以保證將鋪設(shè)的瀝青混凝土壓實(shí)”施工條件限制，從而使本發(fā)明施工時(shí)有較快的施工速度和良好的施工質(zhì)量。

24、2.本發(fā)明的施工質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)碾壓式和現(xiàn)場(chǎng)澆筑式的瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量，由于構(gòu)成瀝青混凝土心墻的瀝青混凝土磚塊預(yù)制廠依設(shè)定的統(tǒng)一重量、尺寸、密度、質(zhì)量經(jīng)機(jī)械壓制成，因而能保證瀝青混凝土心墻的密度和質(zhì)量統(tǒng)一，使瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，本發(fā)明也不會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)施工方法在進(jìn)行逐層攤鋪和碾壓時(shí)，上層瀝青混凝土?xí)?duì)下層瀝青混凝土產(chǎn)生擾動(dòng)，而使下層瀝青混凝土產(chǎn)生裂紋或縫隙的不足。測(cè)試對(duì)比試驗(yàn)表明：本發(fā)明的施工質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)碾壓式和現(xiàn)場(chǎng)澆筑式的瀝青混凝土心墻的施工質(zhì)量。

25、3.本發(fā)明使用成本低，傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)碾壓式和現(xiàn)場(chǎng)澆筑式的瀝青混凝土心墻時(shí)為保證瀝青混凝土最低攤鋪和碾壓溫度，通常要求加熱溫度140℃～160℃、運(yùn)輸溫度120℃～150℃、攤鋪溫度溫度120℃～140℃、碾壓溫度110℃～140℃，而本發(fā)明不存在運(yùn)輸、攤鋪和碾壓溫度要求，本發(fā)明使瀝青混凝土充份攪拌溫度不足120℃，壓磚溫度低于120℃，從而能使本發(fā)明節(jié)省大量的能源成本、攤鋪和碾壓成本，初步測(cè)算本發(fā)明使用成本較傳統(tǒng)方法降低6%左右，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

26、4.本發(fā)明適用范圍廣，可適用于我國(guó)各地區(qū)氣候復(fù)雜環(huán)境地區(qū)施工，本發(fā)明有施工便捷、無(wú)需大型施工機(jī)械、工序簡(jiǎn)單，易于掌握，本發(fā)明有較好的使用效果，有施工時(shí)省工省力、施工簡(jiǎn)單、速度快、節(jié)省材料、效率高和實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。