土石壩壩體填筑質量影響因素分析*

穆創(chuàng)國（楊凌職業(yè)技術學院水利工程分院，陜西 楊凌 712100)

利用本地材料土石進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，新工藝和新技術的發(fā)展帶動土石壩施工質量不斷提高，應用在土石壩上的材料范圍也在變大，筑壩材料的壓實性能的差異也在增大。為達到施工質量要求，確保大壩安全，土石壩填筑以壓實度和最優(yōu)含水率作為壓實控制指標。在壓實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上也能滿足施工要求。

根據(jù)實際施工過程中產生的問題，分析問題的主要方面和次要方面，改進施工過程中的資源和人員的調配，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量的因素有很多如土料含水率、碾壓機械、碾壓遍數(shù)、施工方法、攤鋪厚度等，但是土料含水率是一個非常關鍵的指標。如果土料含水率適宜，則可有效地控制壩體填筑壓實度、加快施工進度、節(jié)約施工成本，反之則容易形成土料的壓實度不達標、層間結合不良、剪切破壞等一系列質量問題，造成返工導致工程進度放慢，加大施工成本且填筑質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、層間結合不良等問題，無法有效控制工程質量；由于質量原因造成暫停施工進行返工處理現(xiàn)象嚴重，影響了施工進度；返工增加了施工成本，應有效解決。

2 影響因素分析

2.1 因素劃分

填筑施工前，首先對料場進行充分的調查及室內試驗，掌握料場筑壩材料的物理力學性質，選取有代表性的壩料進行基本物理力學性能試驗，在此基礎上進行填筑碾壓試驗，分析后獲得滿足設計要求的碾壓參數(shù)和填筑工藝以指導工程填筑施工。碾壓試驗的運料、鋪料和碾壓等機具應為以后施工所采用的同類型機具。對填筑土料最佳含水合格率進行了多次試驗，并從“人”“機”“料”“法”“環(huán)”“測”六個方面，進行了原因分析，在廣泛收集現(xiàn)場施工人員、現(xiàn)場技術人員、現(xiàn)場實驗員的意見后，集思廣益，相互啟發(fā)、相互補充總結得到以下幾點原因，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，在測定土含水率時檢測頻率低，檢測數(shù)據(jù)代表性不強，確定的高低含水土料的摻配比例誤差較大，不能有效地指導生產。

生產人員流動性較大，導致在生產過程中，生產人對現(xiàn)場情況了解少，技術要求掌握不到位，有的甚至不了解生產技術要求。負責人全面負責本次碾壓試驗相關工作。質檢員負責對試驗進行全過程質量控制，負責鋪料厚度、碾壓遍數(shù)控制等施工參數(shù)控制。測量員負責放線、定位、鋪料厚度檢測等，及時整理測量數(shù)據(jù)。試驗員負責顆粒分析、相對密度等試驗，保證實驗數(shù)據(jù)準確性。施工員負責試驗現(xiàn)場人員及施工設備調配。安全員負責試驗現(xiàn)場的作業(yè)安全。

在生產過場中由于沒有可靠的試驗數(shù)據(jù)作為支撐，當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行調整，也沒有對高低含水土料的摻配比例進行調整。

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

由于受施工環(huán)境的影響，只有一個土料制備場劃分為3個區(qū)，每個區(qū)儲存土料8萬，根據(jù)開挖運輸能力和填筑強度每個區(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)象嚴重，土料含水高低不均合格率偏低。

項目部編制了培訓計劃，培訓覆蓋范圍較小。

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間。如果增大土料制備場場地可有效解決土料悶存時間短的問題。

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

項目部編制了獎罰制度，未真正實行。

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，且每個臺階的寬度不同，差別較大，導致每一臺階在水平面上不同部位土質不均一，在垂直方向上不同深度土質也不均一。取自一個料場或幾個料場，不同料場或同一料場的不同部位、不同深度，土料的壓實性能并不相同甚至差別很大。這時，如果仍用某一干密度作為施工質量控制標準，必然會出現(xiàn)，容易壓實的土石料，壓實后的干密度值容易達到，但其壓實結果是偏松的；不易壓實的土石料，壓實干密度很難達到，但其壓實結果是偏緊密的，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。

分析上述產生的影響因素，得出影響的主要因素有：試驗人員少、生產人員不穩(wěn)定、生產調配不靈活、檢測設備少和土料制備場小；非主要因素有：培訓不到位、土料悶存時間短、無獎罰制度和土性復雜。

3 結語

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