談平原圍封水庫土壩施工質量控制

馬 黎 明

(中國水利水電第十二工程局有限公司，浙江 杭州 310004)

談平原圍封水庫土壩施工質量控制

馬 黎 明

(中國水利水電第十二工程局有限公司，浙江 杭州 310004)

以墻框堡水庫土壩施工工程為例，介紹了該壩體施工的主要程序，依據其工程質量目標，制定了相應的質量管理體系，并針對施工中出現的問題，提出了具體的質量保證措施與方法，為今后的均質土壩施工提供參考依據。

均質土壩，壓實度，質量控制

1 工程概況

1.1 工程實例

墻框堡水庫位于山西省引黃工程北干線末端大同南郊墻框堡村南，為平原圍封水庫。壩軸線總長約2.8 km，水庫總庫容218.4萬m3；正常蓄水1 034.87 m。建筑物主要由大壩、進水系統、出水系統及事故放空系統等建筑物組成。

水庫大壩為碾壓均質土壩，壩頂高程1 038.50 m，防浪墻頂高程為1 039.70 m。壩頂寬6.0 m，最大壩高12 m，上游壩坡1∶2.5，下游壩坡1∶2.0。土方填筑工程量(壓實方)640 000 m3。

1.2 壩體土方填筑主要控制指標

1)上壩土料最優含水量：13%～17%；

2)壓實后干容重不小于1.75 t/m3；

3)壓實后相對密度不小于98%；

4)壓實后滲透系數小于1×10-5cm/s；

5)壩體施工竣工驗收時預留35 cm～45 cm的沉降量。

2 主要施工方法及程序

2.1 壩體填筑碾壓試驗

壩體填筑前進行壩體填筑碾壓試驗，以確定壩體填筑施工參數。通過碾壓試驗主要確定壩體填筑鋪土厚度、碾壓機械型號、碾壓遍數、碾壓機行走速度等施工參數。

通過現場的碾壓工藝性試驗，確定壩體填筑的鋪土厚度、碾壓遍數等施工參數，經碾壓后壩體的干密度變化情況等。選定合理的碾壓參數(填筑料含水量、鋪土厚度、碾壓遍數等)，核實設計壩體碾壓設計標準的合理性，確定達到設計填筑標準的施工方法、施工參數以及施工過程的質量控制。

通過現場壓實試驗確定最終施工參數為壩體填筑土料松鋪厚度為50 cm，壓實后厚度不大于40 cm。18 t，20 t凸塊碾碾壓10遍，前2遍和最后2遍采用靜碾，其余采用慢速低頻振動的碾壓方式。壩體碾壓設備行走速率不得大于3 km/h。

2.2 料場土方開挖

土方開挖前，先進行測量放樣，標定開挖開口線和開挖深度、坡度。同時，在開挖區采用洛陽鏟或挖掘機挖探孔、探坑、探槽，對比復核開挖區的地質、水文資料，以便為正式開挖工藝提供條件。

土料開挖主要采用反鏟挖掘機、推土機和人工進行。反鏟挖掘機主要承擔表層覆蓋的耕植土和下層有用土方的粗挖；推土機承擔反鏟挖機開挖預留下的保護層(約10 cm～20 cm)推運開挖。待機械開挖結束，人工對開挖基礎面進行整平處理。

本工程地下水位較淺，重型機械設備在開挖區難以行走，施工中我們采取倒退法、預留巖埂的方法進行施工。開挖施工前，先在庫區設置縱橫向排水明渠，并在壩基(主要是南區、東區部分壩段)兩側設輕型井點排水以降低地下水的影響、改善施工環境。

開挖施工中，經常檢查開挖坡度和基礎平整度。發現存在地質不良段或墓穴、涌泉等，及時與設計單位溝通，并采取有效措施確保開挖質量。

2.3 運輸

上壩填筑料采用10 t～15 t自卸車運輸，1 m3～1.6 m3挖掘機裝車。填筑采用進占法施工，禁止重車直接在已碾壓完成的壩面上行駛，上壩路口交替使用以免重復碾壓。主要的運輸線路派專人負責養護，保持路面清潔，及時灑水減少道路揚塵。同時，裝車時注意不宜裝得過滿，重車下坡時嚴格控制行車速度。

2.4 攤鋪、碾壓

1)攤鋪。

壩體填筑采取分段、分層填筑。每100 m為一個填筑段，分層厚度根據生產性試驗確定在40 cm～50 cm之間。鋪土前，對基礎開挖高程、平整度進行檢查驗收，并在施工、監理、設計和建設單位共同組織的隱蔽工程驗收合格后才允許填筑壩體。鋪填過程中，采用拉線、釘樁的方式控制鋪土厚度、鋪土范圍。

考慮到邊坡兩側碾壓密實、壩體越冬保護和凸塊碾水平安全作業距離，壩體填筑時，按直線段超寬50 cm控制、圓弧段超寬80 cm控制。分層填筑邊線、中軸線和松鋪厚度均采用彩色方鋼管、拉線控制。縱橫向留槎坡度均采用拉線方式進行控制。

壩體由低處向高處填筑、均衡上升。土料采用8 t～15 t自卸汽車運輸至填筑作業面附近后，利用T140，T220推土機從填筑區的最低點開始采用進占法鋪料。自卸汽車卸土過程中由專人指揮，鋪料方向平行于壩軸線。推土機攤鋪過程中產生的錯臺或局部不平整，由人工鏟平。小型自卸汽車在松土上行駛時，禁止沿同一條路線行駛。

2)碾壓。

本工程均質土壩采用18 t，20 t凸塊振動碾進行碾壓，壩面碾壓時禁止不同型號的凸塊碾同時在一個工作面上作業。凸塊碾采取進退錯距法進行碾壓施工，碾壓方向平行于壩軸方向，行走速度控制為2.0 km/h～3.0 km/h，碾壓條帶清楚，行走偏差控制在10 cm范圍內，相鄰碾壓條帶須重疊20 cm～30 cm，相鄰填筑面搭接部位疊壓1.5 m～2 m。

2.5 含水量控制

根據開采運輸條件和天氣等因素，經常觀測料場含水量的變化，并作適當調整。一般天氣干燥或風速較大的，控制料場含水量稍高些；在夜間、霧天或濕度較大時，則含水量應稍低。料場含水量的控制數值與填筑含水量的差值應通過試驗確定。

含水率在擊實試驗最優含水率控制范圍內的土料直接運輸上壩，含水率不符合要求的土料需經翻曬或灑水處理后方可上壩。壩面通過灑水保持濕潤，使結合面含水量控制在技術要求之內。

根據測定的含水率選擇合理的開挖方式，含水率高的區域采取整斷面的開挖方式，利于降低土體的自然含水率；含水率合適或在最優含水率上限的范圍采取立式開挖，避免土體水分散失，含水率下降。

3 施工質量控制與管理

3.1 質量目標

工程質量目標：確保工程滿足合同、設計及施工技術規范要求，分部工程質量合格率達100%，優良率達到70%以上。

3.2 質量管理體系和保證措施

3.2.1 質量管理體系

建立項目部質量管理領導小組，由項目部經理任組長，總工程師和副經理任副組長，成員有質檢、技術、物資、經營、調度、質量管理工程師等職能部門負責人和相關專業人員組成。領導小組下設質量管理辦公室，定期召開質量分析會，針對施工中存在的質量問題和質量隱患，制訂糾正和預防措施，以加強質量管理過程控制能力。

按ISO9000系列標準的要求，項目經理部與各級部門及相關責任人均簽訂質量責任書，為明確各級部門、人員的管理責任和應做的主要工作，提高全體員工的自覺性和責任感，使各項工作能夠有條不紊地進行，以不斷提高全員工作質量來確保工程質量。這樣，通過全員參與質量管理來保證質量體系的有效運行，保證工程質量全過程、有效控制。項目部質量管理機構圖見圖1。

3.2.2 質量保證措施

1)做好施工方案的優化工作，施工方案經監理工程師審批后執行。在施工過程中，施工人員須嚴格按施工方案的要求實施。

2)做好圖紙會審和各項技術交底工作，讓所有施工人員領會設計意圖和質量技術要求。

3)施工人員及管理人員嚴格執行國家建設部頒布的現行規范、規程、標準及技術文件組織施工，任何人不得隨意更改。發現問題及時上報，并會同相關人員、部門研究處理。

4)質量控制人員實行現場施工過程的質量監督，施工過程中發現問題及時處理。對不按設計要求、施工驗收規范、操作規程及施工方案的行為，質量控制人員有權停止現場施工，并勒令其限期整改。

5)項目經理部建立完善的質量“三檢制”。制訂項目質量計劃及質量檢驗計劃并嚴格執行落實。項目經理部設立質量技術辦公室，設立專職質檢員，負責日常質量監督檢驗，班組設立專職或兼職質檢員，負責工序自檢。

6)健全測量“兩級”交接制，把好施工制作、測量、試驗關。

7)建立健全工地試驗室，按照規范進行取樣自檢、監理抽檢和平行檢測。

8)認真做好數據統計分析，使施工質量處于可控狀態。

3.3 質量技術保證措施

1)進場后對整個工程地質條件復查，將庫區劃分54個區域，分別取土樣做試驗，詳細了解工程施工條件，為壩體填筑提供詳細施工參數。

2)壩體填筑施工前，進行壩基碾壓試驗和壩體填筑試驗，確定施工機械、鋪土厚度、碾壓遍數等施工參數。

3)對壩基和庫區進行降水，以降低土料含水率，滿足上壩要求。

4)對進場的全體職工進行質量方針、質量意識、質量目標和質量管理的教育，從每一個人、每一個環節把好質量關。

5)對進場的施工機械設備，測量、檢驗和試驗裝置，進行入場檢查并建立臺賬，制定維護保養計劃，嚴格按計劃實施，確保設備處于良好狀態。對測量、檢驗和試驗裝置制定周期校驗計劃，定期校驗，保證滿足施工要求。

6)加強質量管理，建立管理機構，把質量職責分解到各職能部門和施工班組，并定期檢查，實行考核獎罰。

7)嚴格按照設計要求施工，嚴格執行《強制性條文》，并進行技術創新，嚴格控制管理，確保不發生重大建設事故。

8)制定本工程“土建工程質量管理大綱”，規定質量管理，質量檢查，質量考核辦法，制定高于現行標準的驗收準則，確保工程優良。對每道工序施工，都要進行技術交底工作，堅持“自檢”“專檢”“交接檢”三檢制度，堅持上道工序施工質量達不合格、下道工序不得施工的原則。

9)加強和建設單位、設計單位、監理單位的聯系和溝通，及時解決和商討可能出現的問題，確保質量的持續改進。

3.4 主要施工過程質量控制要點

壩體土方填筑過程質量控制方法如下：

1)壩基嚴格按設計要求或施工規范規定處理。

2)施工中，清除樹根、雜草、耕植土等，避免雜物混入壩體填筑土方中。

3)回填土按規定分層碾壓。取樣測定碾壓后土的壓實度及干密度是否達到設計及規范要求。若不滿足要求，則采取開挖、置換處理或重新碾壓。

4)壩體填筑時，安排項目部測量人員對松鋪厚度及邊線嚴格測量控制，禁止出現超厚填筑施工現象。

5)壩體填筑時始終保持填筑結合面濕潤，壩體填筑不允許留有縱縫，橫縫施工按照1∶5坡面預留施工接縫。填筑時相鄰壩段要求均勻上升，施工中盡量避免產生橫縫。若實在難以避免，填筑時施工橫縫錯開搭接10 m，避免總在同一個斷面預留施工橫縫。

6)填筑壩體表面任何車輛禁止在其上面行走。

7)雨季施工采用塑料布防雨保護。土壩冬季采用松鋪100 cm厚的土方覆蓋防凍。

8)壩體削坡采用人工配合反鏟挖掘機進行，并拉線控制邊坡平整度。

3.5 質量檢測成果

3.5.1 干密度、壓實度

壩體填筑設計壓實干密度不小于1.75 t/m3，壓實度不小于98%。壩體填筑共取617層，3 713組(規范標準200 m3取一組土樣，取2 820組)，一次合格601層，3 697組。一次檢測沒有通過的填筑層經過重新碾壓、返工等措施重新檢測全部合格。

3.5.2 滲透系數

壩體土方填筑滲透系數檢測5組，滲透系數為8.27×10-8cm/s～4.14×10-6cm/s，小于設計要求的1×10-5cm/s。

3.6 單元工程質量驗收評定

本分部工程共629單元，一次性驗收合格率100%； 其中優良583單元，優良率92.7%。

壩體填筑施工符合設計及規范要求。根據SL 176-2007水利水電工程施工質量檢驗與評定規程的有關規定，該分部工程施工質量等級自評定為優良。

4 結論與建議

壩體土方填筑前先進行碾壓試驗，以確定鋪土厚度、碾壓機械、碾壓遍數、碾壓機行走速度等施工參數。

土方填筑盡量采用重型振動碾，增加鋪填厚度，提高生產效率和施工質量。

[1] 徐玉杰.土石壩施工質量控制技術[M].鄭州：黃河水利出版社，2008.

On quality control of earth dam of enclosed reservoir in plains

MA Li-ming

(SinohydroBureau12Co.,Ltd,Hangzhou310004,China)

Taking the earth dam construction project of Qiangkuangbao Reservoir as the example, the paper introduces the main order of the dam construction, makes respective quality management system by referring to its engineering quality aims, and points out the factual quality guarantee measures and methods according to some problems in the construction, so as to provide some reference for the homogeneous earth dams.

homogeneous earth dam, compression, quality control

1009-6825(2014)28-0237-03

2014-07-22

馬黎明(1974- )，男，高級工程師

TV641.2

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