提高壩體土方填筑一次合格率

顧耀民 王存福 田建林

(1.寧夏水務(wù)投資集團(tuán)有限公司，寧夏 銀川 750002；2.寧夏水利水電工程局，寧夏 銀川 750021)

提高壩體土方填筑一次合格率

顧耀民1王存福2田建林1

(1.寧夏水務(wù)投資集團(tuán)有限公司，寧夏 銀川 750002；2.寧夏水利水電工程局，寧夏 銀川 750021)

寧夏固原地區(qū)(寧夏中南部)城鄉(xiāng)飲水安全水源工程中莊水庫(kù)由于料源多，料場(chǎng)開挖跨度大，土料含水率過高、過低分布不均，造成一次性碾壓合格率較低，給工程質(zhì)量控制帶來一定難度，并嚴(yán)重影響工程進(jìn)度。為了解決這個(gè)問題，由項(xiàng)目法人組織承包人成立QC小組，通過QC小組活動(dòng)，以鏵犁翻曬、壩面翻倒補(bǔ)水摻合的方式有效地解決了土方填筑含水率過高、過低的問題，施工質(zhì)量得到有效的控制。均質(zhì)土壩在西北地區(qū)由于其造價(jià)低、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，在西北地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。

含水率過低；含水率過高；鏵犁翻曬；壩面翻倒補(bǔ)水摻合

1 小組概況

寧夏固原地區(qū)(寧夏中南部)城鄉(xiāng)飲水安全水源工程中莊水庫(kù)位于固原市原州區(qū)開城鎮(zhèn)，是寧夏固原地區(qū)(寧夏中南部)城鄉(xiāng)飲水安全水源工程的主調(diào)節(jié)水庫(kù)，解決寧夏中南部110萬人口安全飲水。

大壩為均質(zhì)土壩，壩頂軸線長(zhǎng)960m，最大壩高58.1m，壩頂寬10m，屬于中壩，土方填筑工程量約為580萬m3。

本QC小組7名成員，由寧夏回族自治區(qū)水利水電工程局寧夏中南部水源工程中莊水庫(kù)I標(biāo)段工程項(xiàng)目部主要技術(shù)人員組成，是一支土方填筑施工經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)技術(shù)能力強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)。

2 選題理由

選題理由見圖1：

圖1 選題理由

3 現(xiàn)狀調(diào)查

在中莊水庫(kù)壩體土方填筑施工過程中，土方填筑一次性合格率僅有72.7%，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度及工程質(zhì)量，為保證工期及工程質(zhì)量，QC小組通過碾壓試驗(yàn)對(duì)造成土方填筑一次性合格率較低的原因進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見表1。

表1 問題原因統(tǒng)計(jì)

根據(jù)排列圖應(yīng)用程序，對(duì)上表進(jìn)行加工整理，整理結(jié)果見表2。

表2 問題原因整理結(jié)果

根據(jù)表2繪制排列圖見圖2。

圖2 問題原因排列

從圖1可以看出影響土方填筑一次性合格率的主要原因是”壩體土方填筑的土料天然含水率偏差過大”。

4 設(shè)定目標(biāo)

因?yàn)橹星f水庫(kù)壩體土方填筑的土料天然含水率偏差較大，QC小組對(duì)本次活動(dòng)目標(biāo)設(shè)定如圖3所示。

圖3 QC小組目標(biāo)設(shè)定

5 原因分析

QC小組繪制魚刺圖。從“人、機(jī)、物、法、環(huán)、測(cè)”六個(gè)方面分析壩體土方填筑一次性檢測(cè)合格率較低原因，如圖4。

6 要因確認(rèn)

QC小組對(duì)每一條末端因素進(jìn)行分析確認(rèn)，壩體土方填筑一次性合格率較低原因確認(rèn)見表3。

7 制定對(duì)策

QC小組認(rèn)真研究分析中莊水庫(kù)均質(zhì)土壩施工特點(diǎn)，并根據(jù)以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)土料含水率過高、過低，提出以下應(yīng)對(duì)措施，見表4。

圖4 壩體土方填筑一次性檢測(cè)合格率較低原因分析

序號(hào)影響土方填筑一次合格率原因要因確認(rèn)理由是否要因1人員經(jīng)驗(yàn)不足施工及檢測(cè)人員技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足,但只是存在于部分人員,通過“傳幫帶”可以解決否2碾壓設(shè)備重量不足采用柳工20t振動(dòng)碾與26t碾壓對(duì)比,發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有鋪土厚度下,碾壓質(zhì)量可通過調(diào)整碾壓遍數(shù)控制否3土料含水率過高土料含水率過高,造成土方碾壓過程中出現(xiàn)“彈簧土”、“橡皮土”,無法壓實(shí)是4土料含水率過低土料含水率過低,土料顆粒間摩擦力較大,無法壓實(shí)是5碾壓行駛超速碾壓機(jī)具根據(jù)碾壓試驗(yàn)行駛速度為不超過1.5km/h,現(xiàn)場(chǎng)施工過程中存在超速現(xiàn)象,可通過技術(shù)交底、人員教育解決否6土料鋪料超厚土料鋪料超厚影響壓實(shí)質(zhì)量,通過在鋪料面設(shè)置控制樁控制鋪料厚度否7日照強(qiáng)度大施工區(qū)晴雨分明,晴朗天氣日照強(qiáng)度大,土料風(fēng)干速度快,通過加強(qiáng)灑水濕潤(rùn)解決否8降雨量大施工區(qū)降雨量較大,造成土料含水率過高,氣象人為無法控制,歸于上述第3點(diǎn)否9使用核子密度水分儀檢測(cè)壓實(shí)度核子密度水分儀檢測(cè)結(jié)果存在誤差,通過定期標(biāo)定、與環(huán)刀結(jié)合使用,可最大限度消除誤差否

表4 實(shí)施對(duì)策

8 對(duì)策實(shí)施

8.1 壩面鏵犁翻曬降低土料含水率

當(dāng)土料天然含水率高于最優(yōu)含水率+3%時(shí)，進(jìn)行壩面鏵犁翻曬降低土料含水率。

具體做法：充分利用壩體填筑作業(yè)面形成分區(qū)流水作業(yè)，即翻曬區(qū)、填筑區(qū)、碾壓區(qū)、檢測(cè)區(qū)，在壩面進(jìn)行鏵犁翻曬。利用當(dāng)?shù)貧夂驐l件，為加快土料含水率降低速度，首先對(duì)高含水率鋪料區(qū)采用20t振動(dòng)碾碾壓一遍，利用土料黏粒含量較高的特點(diǎn)使其粘結(jié)，鏵犁翻曬后以提高土料與空氣接觸面積，從而提高含水率降低效率。工藝流程見圖5。

圖5 鏵梨翻曬工藝流程

翻曬遍數(shù)根據(jù)土料天然含水率與最優(yōu)含水率差值、當(dāng)時(shí)天氣情況確定，在鏵犁翻曬過程中隨時(shí)對(duì)土料含水率進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)土料含水率接近最優(yōu)含水率(在最優(yōu)含水率-2%～+3%之間)時(shí)進(jìn)行整平、碾壓、檢測(cè)。

富含水率土料鏵梨翻曬見圖6～7。

圖6 高含水率土料鏵犁翻曬1

圖7 高含水率土料鏵犁翻曬2

8.2 壩面翻倒補(bǔ)水摻合

針對(duì)低含水率土料，采用壩面水車灑水，拖拉機(jī)牽引鏵犁摻和2—3遍，待土料含水率均勻后采用推土機(jī)整平、碾壓、檢測(cè)，工藝流程見圖8。

圖8 壩面翻倒補(bǔ)水摻合工藝流程

理論補(bǔ)水量計(jì)算見式1。

V補(bǔ)水=S*H*ρ*(Wop-W)

(1)

式中V補(bǔ)水——理論補(bǔ)水量；S——擬補(bǔ)水土料面積，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量；H——擬補(bǔ)水土料深度，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量；ρ——土料密度，取1.38g/cm3；Wop——土料最優(yōu)含水率，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；W——土料天然含水率，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

計(jì)算理論補(bǔ)水量后，應(yīng)考慮到土料壩面翻倒補(bǔ)水摻合地表蒸發(fā)、翻倒蒸發(fā)、土等因素，需計(jì)算用水損耗量，可通過式(2)進(jìn)行計(jì)算：

Va=α×V理論

(2)

式中α——損耗系數(shù)，取2%～7%，結(jié)合施工情況，取3%。

圖9 低含水率土料翻倒補(bǔ)水?dāng)v和

9 效果驗(yàn)證

在中莊水庫(kù)大壩土方填筑施工過程中，通過鏵犁翻曬及壩面翻倒補(bǔ)水摻合調(diào)整土料含水率的方式，提高了土方填筑壓實(shí)度一次性檢測(cè)合格率，同時(shí)提高了施工效率，在保證工期的情況下，工程質(zhì)量得到了有效的控制，節(jié)約了工程投資。

10 鞏固措施

a. 根據(jù)QC小組活動(dòng)成果，采用壩面鏵犁翻曬降低土料含水率及壩面翻倒補(bǔ)水摻合調(diào)整土料含水率的

方式，有效地解決了中莊水庫(kù)土方填筑含水率過高、過低難題，為今后類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

b. 本次QC小組活動(dòng)成果已形成作業(yè)指導(dǎo)書并整理歸檔，便于后期查閱參考。

11 總 結(jié)

a. 通過本次QC小組活動(dòng)，有效地解決了土方填筑含水率過高、過低的問題，施工質(zhì)量得到有效的控制。

b. 在施工過程中壓實(shí)度一次性檢測(cè)合格率得到大幅度提升，從而保證施工質(zhì)量，大壩填筑完畢后的沉降量符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

c. 均質(zhì)土壩在西北地區(qū)由于其造價(jià)低、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，在西北地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。本次QC小組活動(dòng)，為今后類似工程提供了大量參考數(shù)據(jù)，積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，可以在日后類似工程中參考應(yīng)用。

Improvement of the first pass yield of dam earthwork filling

GU Yaomin1, WANG Cunfu2, TIAN Jianlin1

(1. Ningxia Water Investment Group Co., Ltd., Yinchuan 750002, China;2. Ningxia Water Conservancy and Hydropower Construction Bureau, Yinchuan 750021, China)

Zhongzhuang Reservoir of the urban and rural drinking water safety water supply project in Ningxia Guyuan (Central and Southern Ningxia) is characterized by excessive material sources, large yard excavation span, too high soil moisture content and too low uneven distribution, therefore the first pass yield of rolling is lower, certain difficulty is produced on project quality control, and the project progress is affected seriously. The project legal person organizes contractors to establish a QC group in order to solve the problem. The problems of too high and too low moisture content in soil filling are effectively solved by activities of the QC group through the following modes: overturning and drying by plough, water filling and mixing by dam face turning. The construction quality can be controlled effectively. Homogeneous earth dams are widely applied in Northwest China due to low cost and high stability.

too low moisture content; too high moisture content; overturning and drying by plough; water filling and mixing by dam face turning

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.05.018

TV523

A

2096-0131(2017)05- 0074- 05