提高壩體土方填筑一次合格率

顧耀民 王存福 田建林

(1.寧夏水務投資集團有限公司，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.寧夏水務投資集團有限公司，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(寧夏中南部)城鄉飲水安全水源工程中莊水庫由于料源多，料場開挖跨度大，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，給工程質量控制帶來一定難度，并嚴重影響工程進度。為了解決這個問題，由項目法人組織承包人成立QC小組，通過QC小組活動，以鏵犁翻曬、壩面翻倒補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，施工質量得到有效的控制。均質土壩在西北地區由于其造價低、穩定性強的特點，在西北地區得到了廣泛的應用。

含水率過低；含水率過高；鏵犁翻曬；壩面翻倒補水摻合

1 小組概況

寧夏固原地區(寧夏中南部)城鄉飲水安全水源工程中莊水庫位于固原市原州區開城鎮，是寧夏固原地區(寧夏中南部)城鄉飲水安全水源工程的主調節水庫，解決寧夏中南部110萬人口安全飲水。

大壩為均質土壩，壩頂軸線長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，由寧夏回族自治區水利水電工程局寧夏中南部水源工程中莊水庫I標段工程項目部主要技術人員組成，是一支土方填筑施工經驗豐富、專業技術能力強的團隊。

2 選題理由

選題理由見圖1：

圖1 選題理由

3 現狀調查

在中莊水庫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%，嚴重影響施工進度及工程質量，為保證工期及工程質量，QC小組通過碾壓試驗對造成土方填筑一次性合格率較低的原因進行了調查，調查結果見表1。

表1 問題原因統計

根據排列圖應用程序，對上表進行加工整理，整理結果見表2。

表2 問題原因整理結果

根據表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 設定目標

因為中莊水庫壩體土方填筑的土料天然含水率偏差較大，QC小組對本次活動目標設定如圖3所示。

圖3 QC小組目標設定

5 原因分析

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

6 要因確認

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

7 制定對策

QC小組認真研究分析中莊水庫均質土壩施工特點，并根據以往類似工程施工經驗，針對土料含水率過高、過低，提出以下應對措施，見表4。

圖4 壩體土方填筑一次性檢測合格率較低原因分析

序號影響土方填筑一次合格率原因要因確認理由是否要因1人員經驗不足施工及檢測人員技術經驗不足,但只是存在于部分人員,通過“傳幫帶”可以解決否2碾壓設備重量不足采用柳工20t振動碾與26t碾壓對比,發現在現有鋪土厚度下,碾壓質量可通過調整碾壓遍數控制否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“彈簧土”、“橡皮土”,無法壓實是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,無法壓實是5碾壓行駛超速碾壓機具根據碾壓試驗行駛速度為不超過1.5km/h,現場施工過程中存在超速現象,可通過技術交底、人員教育解決否6土料鋪料超厚土料鋪料超厚影響壓實質量,通過在鋪料面設置控制樁控制鋪料厚度否7日照強度大施工區晴雨分明,晴朗天氣日照強度大,土料風干速度快,通過加強灑水濕潤解決否8降雨量大施工區降雨量較大,造成土料含水率過高,氣象人為無法控制,歸于上述第3點否9使用核子密度水分儀檢測壓實度核子密度水分儀檢測結果存在誤差,通過定期標定、與環刀結合使用,可最大限度消除誤差否

表4 實施對策

8 對策實施

8.1 壩面鏵犁翻曬降低土料含水率

當土料天然含水率高于最優含水率+3%時，進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面形成分區流水作業，即翻曬區、填筑區、碾壓區、檢測區，在壩面進行鏵犁翻曬。利用當地氣候條件，為加快土料含水率降低速度，首先對高含水率鋪料區采用20t振動碾碾壓一遍，利用土料黏粒含量較高的特點使其粘結，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

翻曬遍數根據土料天然含水率與最優含水率差值、當時天氣情況確定，在鏵犁翻曬過程中隨時對土料含水率進行檢測，當土料含水率接近最優含水率(在最優含水率-2%～+3%之間)時進行整平、碾壓、檢測。

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 壩面翻倒補水摻合

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

圖8 壩面翻倒補水摻合工藝流程

理論補水量計算見式1。

V補水=S*H*ρ*(Wop-W)

(1)

式中V補水——理論補水量；S——擬補水土料面積，現場測量；H——擬補水土料深度，現場測量；ρ——土料密度，取1.38g/cm3；Wop——土料最優含水率，現場測試；W——土料天然含水率，現場測試。

計算理論補水量后，應考慮到土料壩面翻倒補水摻合地表蒸發、翻倒蒸發、土等因素，需計算用水損耗量，可通過式(2)進行計算：

Va=α×V理論

(2)

式中α——損耗系數，取2%～7%，結合施工情況，取3%。

圖9 低含水率土料翻倒補水攙和

9 效果驗證

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

10 鞏固措施

a. 根據QC小組活動成果，采用壩面鏵犁翻曬降低土料含水率及壩面翻倒補水摻合調整土料含水率的

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

b. 本次QC小組活動成果已形成作業指導書并整理歸檔，便于后期查閱參考。

11 總 結

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

b. 在施工過程中壓實度一次性檢測合格率得到大幅度提升，從而保證施工質量，大壩填筑完畢后的沉降量符合相關規范規定。

c. 均質土壩在西北地區由于其造價低、穩定性強的特點，在西北地區得到了廣泛的應用。本次QC小組活動，為今后類似工程提供了大量參考數據，積累了豐富的施工經驗，可以在日后類似工程中參考應用。

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