基于WBS的碾压式土坝填筑质量控制要点探讨

蔚成良，吴同强，王 莉，吴 壮

(1.山东省水利勘测设计院，济南 250013;2.南水北调东线山东干线有限责任公司，济南 250013;3.胶东调水东营分局，东营 257300;4.山东农业大学，泰安 271000)

1 引言

随着社会需求和水利设计、施工等技术的不断提高，平原水库水利枢纽工程开始出现在各地，并发挥着越来越重要的作用。当前，平原水库多采用碾压式土坝做围坝，土坝的填筑质量直接影响着水库的稳定和安全，是平原水库建设成败的关键。作为质量控制水平的提高，如何全面准确的梳理并把握碾压式土坝质量控制点就显得至关重要。本文利用项目管理中的工作分解结构(WBS)这一技术工具，结合某平原水库质量管理的实践，对碾压式土坝填筑过程中的质量控制要点进行探讨。

2 碾压式土坝填筑项目的WBS

2.1 WBS的概念和用途

工作分解结构(WBS)是项目管理中常用的工具和方法。根据美国项目管理协会(PMBOK)的定义，工作分解结构(WBS)是把项目可交付成果或项目工作分解成较小的、更易于管理的组成部分之后得到的一种层级结构，WBS每下降一层意味着对项目工作更详尽的定义，WBS的最底层就是项目所需要完成的具体工作包(细目)。

WBS是一个描述思路的规划和设计工具。它帮助项目经理及团队确定并有效地管理项目的工作。是清晰地表示各项目工作之间的相互联系的结构设计工具;能展现项目全貌，详细说明为完成项目所必须完成的各项工作的计划工具;能定义里程碑事件，作为项目状况的报告工具，向高级管理层和客户报告项目完成情况;做出防止遗漏项目的可交付成果;帮助项目经理关注项目目标和澄清职责;建立直观的项目可交付成果，以便估算工作量和分配工作;有助改进时间、成本和资源估计的准确度;帮助项目团队的建立和获得项目人员的承诺;为绩效测量和项目控制定义基准;辅助沟通清晰的工作责任;为其他项目计划的制定建立框架;帮助分析项目的最初风险。

2.2 分解原则及方式

对于一般工程项目来说，WBS应以整个项目的实施过程为主导，按照从上到下，逐步细化的基本原则进行分解。一般有两种分解方式，一种是过程分解，即按任务的生命周期分为若干个发展阶段，如一般工程项目可以分为规划、可研、设计和施工阶段，设计又可分解为总体设计、方案设计和详细设计阶段;一种是组成分解，即把任务分解为任务子单元，这种子单元的划分是在几何构成和工作构成的基础上形成的［1］。

2.3 碾压式土坝填筑的WBS

WBS具体应用在碾压式土坝填筑工程，系项目分解结构。碾压式土坝填筑工程按照实施过程可以划分为填筑准备、正式填筑和质量检测三个阶段，每个阶段又包含若干项具体的工作细目，这就构成了一个两层级的工作分解结构，如图所示，方框中的WBS元素，应代表独立的、具有隶属关系和汇总关系的可交付成果。并建立相应的编号系统(账目编码)，将成本和资源分配到此结构编码中。

3 碾压式土坝填筑的质量控制要点(工作包及WBS字典)

WBS词典通常包括工作包描述、进度日期、成本预算和人员分配等信息。对于每个工作包，应尽可能地包括有关工作包的必要的、尽量多的信息。

3.1 填筑准备阶段

3.1.1 碾压试验 为了提高大面积施工时的工作效率，保证施工质量，在大坝正式填筑前，应按规范要求进行大坝填筑碾压试验，根据试验结果确定铺土厚度、碾压遍数、最优含水量等碾压控制指标。碾压试验应注意以下三点:☆碾压试验应根据筑料场规划和分布情况，选择能代表筑坝实际情况的土料，进行多组不同土料成分的试验。☆碾压试验场地应选择在地势平坦或平整压实处理的基础面上进行，试验前应清基验收。☆碾压机械应选择在施工合同或投标文件中承诺的、施工中应使用的机械。

3.1.2 坝基处理 进行坝基处理时，应将树木、草皮、树根、乱石、墓穴以及各种建筑物等全部清除，并按照规范或设计要求将清理后的坝基表面压实。实际施工过程中，应重点关注以下两点:☆控制好表层耕植土的清理深度，一般应清除30 cm。但在遇到淤泥软土或树根、坟墓等工程性不良土时，应根据实际情况全部清除后，再回填合适土进行碾压处理。☆认真做好水井、泉眼、地勘孔洞等洞穴的填埋、封堵和夯实工作，并做好处理记录，经验收合格后再填筑。

3.1.3 坝面处理 土坝填筑是分层进行的，为了保证各层土料之间的密实结合，上土前必须对下层坝面进行处理，主要控制以下几点:☆坝面平整度的控制，应保持坝面基本平整，不应存在较大起伏或凹凸不平，以免积水影响施工。☆采用平面振动碾碾压时，填筑下层土前要进行坝面刨毛，刨毛深度一般在3 cm～5 cm。☆刨毛后，坝面表层土比较干燥的情况，应进行洒水处理之后方可填筑下一层土料。☆坝面局部出现"橡皮土"现象时，应将相应部位土料挖出晾晒，直至达到合适含水率后再回填碾压。

3.1.4 取土料场处理 坝体填筑前，应根据取土料场地形特点、运输距离、土质分布等实际情况进行料场分区规划，从而分期分批对料场进行处理。☆清除树根、杂草、乱石及妨碍施工的一切障碍物，清表厚度一般不低于30 cm，对于局部覆盖层较厚的料场，应根据实际适当深挖，彻底清除表层不适合上坝的土料。☆定期对料场地下水位、土料含水率进行测量，以便确定是否采取降排水措施以及采用何种取土方式(立面开挖还是平面开挖)。对土料天然含水率较高的料场，宜采用平面开挖、分层取土的方式。

3.2坝体填筑阶段

坝体填筑应遵循全线均衡施工、减少接头、流水作业、逐层上升的原则，填筑方向应与坝轴线方向平行。整个坝体填筑过程主要包括土料上坝、平整、碾压、结合部处理四道工序。

3.2.1 土料上坝 土料上坝是指将规划料场内的土料运送至相应工作面的过程，土料运输一般采用自卸翻斗汽车。整个过程需要重点控制的问题有:☆上坝车辆对下层坝体的剪切破坏问题，这是土坝填筑中经常碰到的问题。通常采取的措施有:建议采用载重量较小的自卸翻斗车运输土料;采取进占法施工，同时增加对上坝入口处坝体的碾压遍数。☆注意上坝土料中的树根、草根、砖块等杂物，应安排专人进行跟捡。☆注意上坝土料中的裂隙粘土块，由于裂隙粘土不容易与砂壤土结合，应及时粉碎或拣出。

3.2.2 上坝土平整 土料平整是指在上坝土料在合适的含水率摊铺推平的过程，使用的机械主要是推土机。土料平整应注意以下两点:☆在利用推土机摊铺土料的过程中，应及时检查铺土厚度，发现超厚部位要立即进行处理，确保坝面平整。☆在推平土料时裸露出的树根、草皮、砖块等杂物及裂隙粘土块等，要及时进行清理。

3.2.3 上坝土碾压 土料平整完成后，应在土料含水率达到合适范围之后开始沿坝轴线方向进行碾压，碾压采用进退错距法，碾压遍数按照设计要求和碾压试验结果执行。碾压过程应注意控制下面问题:☆为避免漏压，严格控制错距宽度，一般错距宽度控制在30 cm～50 cm之间，或按公式b=B/n控制(式中b为错距宽度;B为碾磙净宽;n为设计碾压遍数)。☆应注意碾压是否到边，一般情况下应碾压至设计边线外各50 cm范围。

3.2.4 结合部处理 坝体填筑中的结合部处理，主要指不同工作断面之间的横向接头处理和坝体与坝后压重平台的纵向接缝处理。☆横向接头填筑应先进行削坡，坡度不陡于1:3，并进行搭接碾压，搭接宽度应不低于50 cm。☆纵向接缝处理重点控制搭接碾压质量，搭接宽度同样不低于50 cm。

3.3 质量检测阶段

3.3.1 外观质量检测 坝体填筑的外观质量检测主要是指碾压后的坝面平整度、厚度、宽度等表观指标是否达到规范和设计要求。实际检测中，应注意以下几点:☆测量坝面宽度和高程，确定是否达到设计的厚度和宽度要求。☆注意碾压是否达到设计边线外50cm，是否存在漏压或欠压现象。☆注意是否存在因含水率过高而出现的橡皮土现象。

3.3.2 碾压土取样 碾压土取样是指已填土压实后，取代表性坝面，随机布置检测点，记录取样检测点的桩号、高程、距坝轴线上下游的距离，按照规范和设计要求进行环刀取样，送现场试验室进行压实度检验。环刀取样时，应着重控制以下几点:☆取样深度是否达到要求，按照施工规范要求，取样时，环刀高度的三分之一部分应取到本次压实后土料的下层。☆取样后，如发现试样掉角、缺土、分离应作废重新取样，严禁人为补填土料并压实削平，以免影响实验结果。☆取样后的取土坑应及时回填并夯实，恢复到取样前的压实度水平。

3.3.3 碾压质量检测 碾压质量检测是指对取样土料进行试验检测，以确定坝面压实质量是否满足设计要求。实际试验中，主要检测土料含水率和干密度，进而计算出压实度，与设计压实度进行比较，一般要求压实度不小于0.98，必要时还要进行三点击实试验。碾压质量检测环节中应注意:☆取样土料要密封好，并及时送试验室，以免水分挥发，影响实验结果。☆试验室应定期对试验仪器、器皿进行校核。一般情况下，环刀每半月校核1次重量和容积，发现损坏时立即停止使用;皿盒每月检查1次重量，检查时应擦洗干净并烘干;天平等衡器每班应校正1次，并随时注意其灵敏度。

4 结语

土坝填筑工程虽然只是平原水库建设项目的一部分，但其中却包含了许多细致繁杂的工作，填筑过程中的质量控制问题也比较复杂。我们召集有关人员，集体讨论所有主要项目工作，以工作分解结构(WBS)为工具，确定按照实施过程分解的方式，对土坝填筑工作进行任务分解，针对每个工作细目，仔细分析其中的质量控制要点，将主要项目可交付成果细分为更小的、易于管理的组分或工作包。工作包必须详细到可以对该工作包进行估算(成本和历时)、安排进度、做出预算、分配负责人员或组织单位。从而使复杂问题条理化。

分解的原则是:将主体目标逐步细化分解，最底层的日常活动可直接分派到个人去完成;每个任务原则上要求分解到不能再细分为止;日常活动要对应到人、时间和资金投入。

分解的标准是:分解后的活动结构清晰，一目了然，尽量避免盘根错节;逻辑上形成一个大的活动，集成了所有的关键因素包含临时的里程碑和监控点，所有活动全部定义清楚，要细化到人、时间和资金投入。

检验的标准是:每个任务的状态和完成情况是可以量化的;明确定义了每个任务的开始和结束;每个任务都有一个可交付成果;工期易于估算且在可接受期限内;容易估算成本;各项任务是独立的。

在实践过程中，我们还注意不断地进行更新或修正，直到覆盖所有工作。

［1］(美)项目管理协会著，王 勇，张斌等译.项目管理知识体系指南(第4版)［M］.北京:电子工业出版社，2009:223－253

［2］江 萍，成 虎.施工项目结构分解(WBS)方法及准则研究［J］.东南大学学报，2000，30(4)

［3］张泽友，陈雪峰，姜英杰.碾压式土坝施工质量控制［J］.黑龙江水利科技，2000，(3)

［4］鲁 萍，王国升，丁 琳.土坝的坝面作业与土坝质量控制的研究［J］.黑龙江水专学报，2007，34(2)

［5］(美)格雷戈里T.豪根.有效的工作分解结构［J］.机械工业出版社，2005