談平原圍封水庫土壩施工質(zhì)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(zhì)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(jù)其工程質(zhì)量目標(biāo)，制定了相應(yīng)的質(zhì)量管理體系，并針對施工中出現(xiàn)的問題，提出了具體的質(zhì)量保證措施與方法，為今后的均質(zhì)土壩施工提供參考依據(jù)。

均質(zhì)土壩，壓實度，質(zhì)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(jìn)水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)及事故放空系統(tǒng)等建筑物組成。

水庫大壩為碾壓均質(zhì)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(biāo)

1)上壩土料最優(yōu)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(shù)小于1×10-5cm/s；

5)壩體施工竣工驗收時預(yù)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(jìn)行壩體填筑碾壓試驗，以確定壩體填筑施工參數(shù)。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(shù)、碾壓機行走速度等施工參數(shù)。

通過現(xiàn)場的碾壓工藝性試驗，確定壩體填筑的鋪土厚度、碾壓遍數(shù)等施工參數(shù)，經(jīng)碾壓后壩體的干密度變化情況等。選定合理的碾壓參數(shù)(填筑料含水量、鋪土厚度、碾壓遍數(shù)等)，核實設(shè)計壩體碾壓設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的合理性，確定達(dá)到設(shè)計填筑標(biāo)準(zhǔn)的施工方法、施工參數(shù)以及施工過程的質(zhì)量控制。

通過現(xiàn)場壓實試驗確定最終施工參數(shù)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(shè)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(jìn)行測量放樣，標(biāo)定開挖開口線和開挖深度、坡度。同時，在開挖區(qū)采用洛陽鏟或挖掘機挖探孔、探坑、探槽，對比復(fù)核開挖區(qū)的地質(zhì)、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(jìn)行。反鏟挖掘機主要承擔(dān)表層覆蓋的耕植土和下層有用土方的粗挖；推土機承擔(dān)反鏟挖機開挖預(yù)留下的保護(hù)層(約10 cm～20 cm)推運開挖。待機械開挖結(jié)束，人工對開挖基礎(chǔ)面進(jìn)行整平處理。

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

開挖施工中，經(jīng)常檢查開挖坡度和基礎(chǔ)平整度。發(fā)現(xiàn)存在地質(zhì)不良段或墓穴、涌泉等，及時與設(shè)計單位溝通，并采取有效措施確保開挖質(zhì)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(jìn)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(fù)碾壓。主要的運輸線路派專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)，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(yán)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(jù)生產(chǎn)性試驗確定在40 cm～50 cm之間。鋪土前，對基礎(chǔ)開挖高程、平整度進(jìn)行檢查驗收，并在施工、監(jiān)理、設(shè)計和建設(shè)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(cè)碾壓密實、壩體越冬保護(hù)和凸塊碾水平安全作業(yè)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?？v橫向留槎坡度均采用拉線方式進(jìn)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(yè)面附近后，利用T140，T220推土機從填筑區(qū)的最低點開始采用進(jìn)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(chǎn)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(zhì)土壩采用18 t，20 t凸塊振動碾進(jìn)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(yè)。凸塊碾采取進(jìn)退錯距法進(jìn)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(nèi)，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(jù)開采運輸條件和天氣等因素，經(jīng)常觀測料場含水量的變化，并作適當(dāng)調(diào)整。一般天氣干燥或風(fēng)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(yīng)稍低。料場含水量的控制數(shù)值與填筑含水量的差值應(yīng)通過試驗確定。

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

根據(jù)測定的含水率選擇合理的開挖方式，含水率高的區(qū)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(yōu)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(zhì)量控制與管理

3.1 質(zhì)量目標(biāo)

工程質(zhì)量目標(biāo)：確保工程滿足合同、設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)范要求，分部工程質(zhì)量合格率達(dá)100%，優(yōu)良率達(dá)到70%以上。

3.2 質(zhì)量管理體系和保證措施

3.2.1 質(zhì)量管理體系

建立項目部質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組，由項目部經(jīng)理任組長，總工程師和副經(jīng)理任副組長，成員有質(zhì)檢、技術(shù)、物資、經(jīng)營、調(diào)度、質(zhì)量管理工程師等職能部門負(fù)責(zé)人和相關(guān)專業(yè)人員組成。領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)質(zhì)量管理辦公室，定期召開質(zhì)量分析會，針對施工中存在的質(zhì)量問題和質(zhì)量隱患，制訂糾正和預(yù)防措施，以加強質(zhì)量管理過程控制能力。

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

3.2.2 質(zhì)量保證措施

1)做好施工方案的優(yōu)化工作，施工方案經(jīng)監(jiān)理工程師審批后執(zhí)行。在施工過程中，施工人員須嚴(yán)格按施工方案的要求實施。

2)做好圖紙會審和各項技術(shù)交底工作，讓所有施工人員領(lǐng)會設(shè)計意圖和質(zhì)量技術(shù)要求。

3)施工人員及管理人員嚴(yán)格執(zhí)行國家建設(shè)部頒布的現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)文件組織施工，任何人不得隨意更改。發(fā)現(xiàn)問題及時上報，并會同相關(guān)人員、部門研究處理。

4)質(zhì)量控制人員實行現(xiàn)場施工過程的質(zhì)量監(jiān)督，施工過程中發(fā)現(xiàn)問題及時處理。對不按設(shè)計要求、施工驗收規(guī)范、操作規(guī)程及施工方案的行為，質(zhì)量控制人員有權(quán)停止現(xiàn)場施工，并勒令其限期整改。

5)項目經(jīng)理部建立完善的質(zhì)量“三檢制”。制訂項目質(zhì)量計劃及質(zhì)量檢驗計劃并嚴(yán)格執(zhí)行落實。項目經(jīng)理部設(shè)立質(zhì)量技術(shù)辦公室，設(shè)立專職質(zhì)檢員，負(fù)責(zé)日常質(zhì)量監(jiān)督檢驗，班組設(shè)立專職或兼職質(zhì)檢員，負(fù)責(zé)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(guān)。

7)建立健全工地試驗室，按照規(guī)范進(jìn)行取樣自檢、監(jiān)理抽檢和平行檢測。

8)認(rèn)真做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，使施工質(zhì)量處于可控狀態(tài)。

3.3 質(zhì)量技術(shù)保證措施

1)進(jìn)場后對整個工程地質(zhì)條件復(fù)查，將庫區(qū)劃分54個區(qū)域，分別取土樣做試驗，詳細(xì)了解工程施工條件，為壩體填筑提供詳細(xì)施工參數(shù)。

2)壩體填筑施工前，進(jìn)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(shù)等施工參數(shù)。

3)對壩基和庫區(qū)進(jìn)行降水，以降低土料含水率，滿足上壩要求。

4)對進(jìn)場的全體職工進(jìn)行質(zhì)量方針、質(zhì)量意識、質(zhì)量目標(biāo)和質(zhì)量管理的教育，從每一個人、每一個環(huán)節(jié)把好質(zhì)量關(guān)。

5)對進(jìn)場的施工機械設(shè)備，測量、檢驗和試驗裝置，進(jìn)行入場檢查并建立臺賬，制定維護(hù)保養(yǎng)計劃，嚴(yán)格按計劃實施，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。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(zhì)量管理，建立管理機構(gòu)，把質(zhì)量職責(zé)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(yán)格按照設(shè)計要求施工，嚴(yán)格執(zhí)行《強制性條文》，并進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，嚴(yán)格控制管理，確保不發(fā)生重大建設(shè)事故。

8)制定本工程“土建工程質(zhì)量管理大綱”，規(guī)定質(zhì)量管理，質(zhì)量檢查，質(zhì)量考核辦法，制定高于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的驗收準(zhǔn)則，確保工程優(yōu)良。對每道工序施工，都要進(jìn)行技術(shù)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(zhì)量達(dá)不合格、下道工序不得施工的原則。

9)加強和建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位的聯(lián)系和溝通，及時解決和商討可能出現(xiàn)的問題，確保質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。

3.4 主要施工過程質(zhì)量控制要點

壩體土方填筑過程質(zhì)量控制方法如下：

1)壩基嚴(yán)格按設(shè)計要求或施工規(guī)范規(guī)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(guī)定分層碾壓。取樣測定碾壓后土的壓實度及干密度是否達(dá)到設(shè)計及規(guī)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(yán)格測量控制，禁止出現(xiàn)超厚填筑施工現(xiàn)象。

5)壩體填筑時始終保持填筑結(jié)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(yù)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(chǎn)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(yù)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(hù)。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(jìn)行，并拉線控制邊坡平整度。

3.5 質(zhì)量檢測成果

3.5.1 干密度、壓實度

壩體填筑設(shè)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(guī)范標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)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(shù)

壩體土方填筑滲透系數(shù)檢測5組，滲透系數(shù)為8.27×10-8cm/s～4.14×10-6cm/s，小于設(shè)計要求的1×10-5cm/s。

3.6 單元工程質(zhì)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(yōu)良583單元，優(yōu)良率92.7%。

壩體填筑施工符合設(shè)計及規(guī)范要求。根據(jù)SL 176-2007水利水電工程施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，該分部工程施工質(zhì)量等級自評定為優(yōu)良。

4 結(jié)論與建議

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

土方填筑盡量采用重型振動碾，增加鋪填厚度，提高生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量。

[1] 徐玉杰.土石壩施工質(zhì)量控制技術(shù)[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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