土石壩施工的質量檢查方式和控制要點

陳 坤，羅永強

(1.惠州市惠陽區水利水電工程質量監督站，廣東 惠州516000;2.惠州市惠陽區水務局，廣東 惠州516211)

在土石壩的施工建設過程中，包括了壩基防滲與岸坡處理、料場作業、壩體填筑、護坡工程、反濾排水工程等項目，而施工質量的檢查和控制則貫穿于各施工環節及施工全過程，由此可見，施工質量的檢查和控制顯得尤為重要，必須引起我們的高度重視。

1 料場的質量檢查方式與控制要點

施工中，應經常對土料場開采的土料土質情況、土塊尺寸、土料含水量和砂礫料的顆粒級配情況進行檢查，結合工程的實際情況，進行必要的現場試驗，以檢查是否符合上壩要求。

對于黏性土，其中含水量的檢查和控制為重中之重。因其顆粒間空隙小，滲透系數小，保持水分能力強，在碾壓施工中存在“最優含水率”的問題。若黏性土含水量過大，則機械的壓實功多作用在水份上，且存在“橡皮土”現象，壓實效果大打折扣。若含水率太低，土內缺少水分的潤滑作用，碾壓時顆粒間的摩擦過大，同樣不利于壓實，因此，含水量的檢測是關鍵。簡單的方法是由質量控制人員在現場用手試估測，但手試估測僅依靠檢測人員的經驗估計，并不可靠，當不能確定時，通常可采用取樣烘干法，通過計算土在105℃～110 ℃溫度下烘至質量不變時所失去的水分質量與干土質量的比值，確定含水量。其檢驗方法有烘干法、酒精燃燒法和炒干法，也可采用核子密度儀檢測。對檢測結果的控制:

1)如果土料的含水量偏高，一者可以通過在料場中開挖排水溝、通風溝等排水設施，以達到降低土料含水量的目的，在雨季期間，對土料場進行薄膜覆蓋等防雨措施;再者，可在土料場安排反鏟挖掘機進行土料翻松、晾曬、風干等方法，翻挖深度約1.5 m左右，待土料含水率下降后沿平面開采上壩，上壩后再對土料進行晾曬，同時沿料場周邊立面取料，表層取土，增大土層暴露面積，以求降低土料含水量。也可以采取輪換掌子面的辦法，使土料含水量降低到要求的范圍內再進行開挖。假如以上的辦法依舊沒能滿足要求，可以采用機械烘干法進行烘干。

2)當含水量偏低時，對于黏性土料可通過在料場、料堆加水，或在裝料和運輸中加水來提高土料含水量，若需在壩面加水，應力求“少、勤、勻”，以保證后面的壓實效果，料場加水量按公式:

式中:QD為土料上壩強度;KP為土料的可松性系數;γe為料場的土料表觀密度;ω0為壩面碾壓要求的含水量;ω 為裝車和運輸過程中含水量的蒸發損失;ωe為土料的天然含水量［1］。料場加水的常用方法有分塊筑畦埂，輪換取土、灌水浸漬，噴灌機噴灑等。無論采取何種加水的方式，均應通過現場的試驗，檢查是否達到規范和設計要求。

3)當土料含水量不均勻時，可采取將土料堆成大土堆，使其含水量逐漸變得均勻后運送上壩。對石料場應經常檢查石質、風化情況、塊料尺寸及級配等是否滿足上壩要求。如發現不合要求，應查明原因，及時處理。

2 壩面的質量檢查方式與控制要點

土石壩壩面施工包括卸料、鋪料、灑水、壓實等工作環節，施工過程中應對鋪土厚度、填土塊度、含水量、干容重和壓實層之間的結合等進行檢查和控制。

1)壩面鋪土厚度與平整度的檢查與質量控制:鋪料的厚度和整平度是保證壓實質量的重要環節。采用帶式運輸機或自卸汽車上壩卸料，采用推土機或平土機散料平料，鋪料應保證隨卸隨鋪，通過觀察、采用由刻度鋼釬分區定點測量等手段，并及時對填筑層厚和壩面的平整度進行檢查，避免因壩面的不平整，在降水時，導致壩面產生積水。

2)含水量的檢查與控制:在上壩前，取土料場的含水量均已經過加工處理，其含水量必須滿足相關設計要求的允許范圍和施工要求。在土料運輸上壩的過程中，可能會使少量水分流失，僅需對表土層進行少量的灑水濕潤即可，同時也有利于上下填筑層之間的結合，如不能確定是否滿足要求，可采取上述的烘干法進行檢測。

3)壩面施工壓實度的質量檢查與控制:壩體的壓實度是整個壩體填筑最關鍵的施工工序。《碾壓式土石壩設計規范》SL274－2001 中對黏性土的壓實度作了相關的要求:對“Ⅰ、Ⅱ級壩和高壩的壓實度應為98%～100%，Ⅲ級中低壩及Ⅲ級以下的中壩壓實度應為96%～98%;設計地震烈度為8 度、9 度的地區，宜取上述規定的大值”。在壓實度的檢查中，首先通過目測、手感進行初步的判斷，如果為壓實度合格的土料，在刨挖時，會很吃力，挖出的土樣在被挖的斷面呈細膩光滑、密實和連續的，用手掰土塊時，有明顯的抗折力。通過目測、手感初步判斷達到設計壓實度時才做取樣試驗測定。黏性土一般采用環刀取樣法，礫質土、砂礫料、反濾料和堆石一般采用灌水法或灌砂法測定。但采用環刀取樣法或灌水法進行測定，需要較長的時間，從檢測結果匯總至監理簽定驗收又要一段時間，從壓實完畢至質檢驗收之前這段時間，施工被迫中止，造成施工進度與質量檢查驗收需占用較長時間之間的矛盾，為解決這一矛盾，建議采用《土壩施工壓實質量的快速檢測方法》一文中提出的“三步檢測法”，該方法能有效解決土壩施工壓實質量檢查驗收占用較長時間引起的問題，或采用核子密度儀進行快速檢測［2］。

4)壩面施工結合層、過渡段的質量檢查與控制:根據壩體的布置形式、地質結構、上壩材料等，在建筑物的物征部位和防滲體中，沿壩高5 ～10 m之間選取斷面的代表性試樣進行室內物理力學性能檢測，其檢測結果作為施工質量評定與控制的依據。此外，還要對壩面、壩基、削坡、壩肩與山體或剛性建筑物的接合部以及各種土料的過渡段進行檢查。上下層鋪土的結合層面應無砂礫、無雜物、表土松散、無積水，在層與層之間分段接頭應錯開一定距離，同時分段條帶應與壩軸線平行布置，各分段之間不應形成過大的高差，接坡比一般緩于1∶3。結合部位的土料鋪填應厚度均勻、表面平整、無架空、無團塊、無粗粒集中等現象出現。

對于過渡層、反濾層及壩殼等非黏性土的填筑，壓實度為質量的主要控制參數，如果不符合規定，應及時行進處理。在排水反濾層的施工過程中，每層反濾應進行取樣檢測，一般是在25 m×25 m的面積內取樣1 ～2 個;對于條形反濾層，按反濾層的填筑長度確定，通常每隔50 m內設一取樣斷面，每個取樣斷面每層取樣應4 個，取樣的布點應合理，均勻分布在斷面的不同部位，做到全面檢查。通過對取樣的分析，判定反濾層的層間系數(D50/d50)、每層的顆粒不均勻系數(d60d10)是否滿足設計和規范要求。

對土壩的堆石棱體與堆石體的質量主要檢查上壩石料的質量、石塊的重量、尺寸、形狀、堆筑的平整度和明縫是否過大等，石質應采用耐風化、堅硬的巖石。同時，堆石應分層分段取樣檢查，分析是否符合設計和規范要求。

3 結 語

壩面的質量檢查與控制的基本單位是單元工程，單元工程包含若干個工序，對各工序檢查與控制是保證工程質量的基礎。工序中所包含量的施工項目已完時，應及時進行自檢和復核，做好檢查記錄和存檔，作為以后施工質量管理的依據和事故原因分析的佐證。

［1］郭鳳軒，張海春，問凱峰.土壩施工壓實質量的快速檢測方法［J］.農業科技與信息，2008(02):39－40.