土石壩壩體填筑質(zhì)量影響因素分析*

穆創(chuàng)國（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程分院，陜西 楊凌 712100)

利用本地材料土石進(jìn)行壩體填筑而形成的土石壩是我國的主要壩型之一。近些年，新工藝和新技術(shù)的發(fā)展帶動土石壩施工質(zhì)量不斷提高，應(yīng)用在土石壩上的材料范圍也在變大，筑壩材料的壓實(shí)性能的差異也在增大。為達(dá)到施工質(zhì)量要求，確保大壩安全，土石壩填筑以壓實(shí)度和最優(yōu)含水率作為壓實(shí)控制指標(biāo)。在壓實(shí)過程中還要考慮各方面因素的影響，控制值施工過程，使在不同料源的基礎(chǔ)上也能滿足施工要求。

根據(jù)實(shí)際施工過程中產(chǎn)生的問題，分析問題的主要方面和次要方面，改進(jìn)施工過程中的資源和人員的調(diào)配，可以很好地解決。

1 壩體填筑影響因素

壩體在填筑過程中影響壩體質(zhì)量的因素有很多如土料含水率、碾壓機(jī)械、碾壓遍數(shù)、施工方法、攤鋪厚度等，但是土料含水率是一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)。如果土料含水率適宜，則可有效地控制壩體填筑壓實(shí)度、加快施工進(jìn)度、節(jié)約施工成本，反之則容易形成土料的壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)、層間結(jié)合不良、剪切破壞等一系列質(zhì)量問題，造成返工導(dǎo)致工程進(jìn)度放慢，加大施工成本且填筑質(zhì)量難以得到有效控制。

在各影響因素作用下，容易形成碾壓土料的剪切破壞，取樣檢測合格率偏低、層間結(jié)合不良等問題，無法有效控制工程質(zhì)量；由于質(zhì)量原因造成暫停施工進(jìn)行返工處理現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了施工進(jìn)度；返工增加了施工成本，應(yīng)有效解決。

2 影響因素分析

2.1 因素劃分

填筑施工前，首先對料場進(jìn)行充分的調(diào)查及室內(nèi)試驗(yàn)，掌握料場筑壩材料的物理力學(xué)性質(zhì)，選取有代表性的壩料進(jìn)行基本物理力學(xué)性能試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行填筑碾壓試驗(yàn)，分析后獲得滿足設(shè)計(jì)要求的碾壓參數(shù)和填筑工藝以指導(dǎo)工程填筑施工。碾壓試驗(yàn)的運(yùn)料、鋪料和碾壓等機(jī)具應(yīng)為以后施工所采用的同類型機(jī)具。對填筑土料最佳含水合格率進(jìn)行了多次試驗(yàn)，并從“人”“機(jī)”“料”“法”“環(huán)”“測”六個(gè)方面，進(jìn)行了原因分析，在廣泛收集現(xiàn)場施工人員、現(xiàn)場技術(shù)人員、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)員的意見后，集思廣益，相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充總結(jié)得到以下幾點(diǎn)原因，見表1。

表1 影響因素劃分

2.2 影響因素分析

在土料開采前，對人工配水后的土料含水進(jìn)行含水率的測定，但是由于工作量較大，人員少，在測定土含水率時(shí)檢測頻率低，檢測數(shù)據(jù)代表性不強(qiáng)，確定的高低含水土料的摻配比例誤差較大，不能有效地指導(dǎo)生產(chǎn)。

生產(chǎn)人員流動性較大，導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)人對現(xiàn)場情況了解少，技術(shù)要求掌握不到位，有的甚至不了解生產(chǎn)技術(shù)要求。負(fù)責(zé)人全面負(fù)責(zé)本次碾壓試驗(yàn)相關(guān)工作。質(zhì)檢員負(fù)責(zé)對試驗(yàn)進(jìn)行全過程質(zhì)量控制，負(fù)責(zé)鋪料厚度、碾壓遍數(shù)控制等施工參數(shù)控制。測量員負(fù)責(zé)放線、定位、鋪料厚度檢測等，及時(shí)整理測量數(shù)據(jù)。試驗(yàn)員負(fù)責(zé)顆粒分析、相對密度等試驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。施工員負(fù)責(zé)試驗(yàn)現(xiàn)場人員及施工設(shè)備調(diào)配。安全員負(fù)責(zé)試驗(yàn)現(xiàn)場的作業(yè)安全。

在生產(chǎn)過場中由于沒有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為支撐，當(dāng)開挖工作面土料含水率發(fā)生變化，既沒有對開挖工作面進(jìn)行調(diào)整，也沒有對高低含水土料的摻配比例進(jìn)行調(diào)整。

由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，檢測結(jié)果代表性不強(qiáng)，與實(shí)際情況有較大的誤差因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制定高低含水土料摻配比例脫離了實(shí)際情況造成技術(shù)指導(dǎo)性誤差。如果增加實(shí)驗(yàn)人員可消除實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，檢測結(jié)果代表性不強(qiáng)的影響因素。

由于受施工環(huán)境的影響，只有一個(gè)土料制備場劃分為3個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)儲存土料8萬，根據(jù)開挖運(yùn)輸能力和填筑強(qiáng)度每個(gè)區(qū)土料堆存滿后儲存2d~4d即開采填筑施工，如果土料堆存時(shí)間延長至6d~8d則影響開挖工作面暫停施工。但是土料堆存2d~4d不能確保高低含水土料充分融合。土料夾生現(xiàn)象嚴(yán)重，土料含水高低不均合格率偏低。

項(xiàng)目部編制了培訓(xùn)計(jì)劃，培訓(xùn)覆蓋范圍較小。

由于受土料制備場場地小影響，為保證開挖和填筑正常施工，只能減少土料堆存時(shí)間。如果增大土料制備場場地可有效解決土料悶存時(shí)間短的問題。

在施工中存在施工等待檢測，或施工過后才進(jìn)行檢測，導(dǎo)致檢測結(jié)果滯后不能為施工現(xiàn)場提供準(zhǔn)確的施工參數(shù)。

項(xiàng)目部編制了獎罰制度，未真正實(shí)行。

選取土料場土料類型為黃土和黃土狀壤土，黃土較厚，黃土狀壤土厚度較薄且分布不連續(xù)。土料場的土層基本按照坡勢走向分布，而土料場目前呈水平臺階狀，且每個(gè)臺階的寬度不同，差別較大，導(dǎo)致每一臺階在水平面上不同部位土質(zhì)不均一，在垂直方向上不同深度土質(zhì)也不均一。取自一個(gè)料場或幾個(gè)料場，不同料場或同一料場的不同部位、不同深度，土料的壓實(shí)性能并不相同甚至差別很大。這時(shí)，如果仍用某一干密度作為施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，必然會出現(xiàn)，容易壓實(shí)的土石料，壓實(shí)后的干密度值容易達(dá)到，但其壓實(shí)結(jié)果是偏松的；不易壓實(shí)的土石料，壓實(shí)干密度很難達(dá)到，但其壓實(shí)結(jié)果是偏緊密的，這樣就使壩體的填筑土石料形成不均勻土石料在同一壓實(shí)條件下的緊密程度不同，容易發(fā)生不均勻變形，甚至危害壩體安全。

分析上述產(chǎn)生的影響因素，得出影響的主要因素有：試驗(yàn)人員少、生產(chǎn)人員不穩(wěn)定、生產(chǎn)調(diào)配不靈活、檢測設(shè)備少和土料制備場??；非主要因素有：培訓(xùn)不到位、土料悶存時(shí)間短、無獎罰制度和土性復(fù)雜。

3 結(jié)語

壩體填筑壩質(zhì)量是需要對填筑從材料控制到選擇施工工藝各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一策劃，有針對性地制定切實(shí)可行的方案、措施和辦法。依據(jù)施工過程出現(xiàn)問題，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)生的影響因素逐一說明，并對可能產(chǎn)生的后果做出分析，得出試驗(yàn)人員少為主要原因、生產(chǎn)人員不穩(wěn)定為主要原因、生產(chǎn)調(diào)配不靈活為主要原因、料摻配比例不詳為非主要原因、培訓(xùn)不到位為非主要原因、土料制備場面積不足為主要原因、土料悶存時(shí)間短為非主要原因、檢測設(shè)備少為主要原因、無獎罰制度為非主要原因和土性復(fù)雜為非主要原因的結(jié)論。只有解決好各種影響工程進(jìn)度的問題，才能使我國土石壩建設(shè)又好又快。