提高坝体土方填筑一次合格率

顾耀民 王存福 田建林

(1.宁夏水务投资集团有限公司，宁夏 银川 750002；2.宁夏水利水电工程局，宁夏 银川 750021)

提高坝体土方填筑一次合格率

顾耀民1王存福2田建林1

(1.宁夏水务投资集团有限公司，宁夏 银川 750002；2.宁夏水利水电工程局，宁夏 银川 750021)

宁夏固原地区(宁夏中南部)城乡饮水安全水源工程中庄水库由于料源多，料场开挖跨度大，土料含水率过高、过低分布不均，造成一次性碾压合格率较低，给工程质量控制带来一定难度，并严重影响工程进度。为了解决这个问题，由项目法人组织承包人成立QC小组，通过QC小组活动，以铧犁翻晒、坝面翻倒补水掺合的方式有效地解决了土方填筑含水率过高、过低的问题，施工质量得到有效的控制。均质土坝在西北地区由于其造价低、稳定性强的特点，在西北地区得到了广泛的应用。

含水率过低；含水率过高；铧犁翻晒；坝面翻倒补水掺合

1 小组概况

宁夏固原地区(宁夏中南部)城乡饮水安全水源工程中庄水库位于固原市原州区开城镇，是宁夏固原地区(宁夏中南部)城乡饮水安全水源工程的主调节水库，解决宁夏中南部110万人口安全饮水。

大坝为均质土坝，坝顶轴线长960m，最大坝高58.1m，坝顶宽10m，属于中坝，土方填筑工程量约为580万m3。

本QC小组7名成员，由宁夏回族自治区水利水电工程局宁夏中南部水源工程中庄水库I标段工程项目部主要技术人员组成，是一支土方填筑施工经验丰富、专业技术能力强的团队。

2 选题理由

选题理由见图1：

图1 选题理由

3 现状调查

在中庄水库坝体土方填筑施工过程中，土方填筑一次性合格率仅有72.7%，严重影响施工进度及工程质量，为保证工期及工程质量，QC小组通过碾压试验对造成土方填筑一次性合格率较低的原因进行了调查，调查结果见表1。

表1 问题原因统计

根据排列图应用程序，对上表进行加工整理，整理结果见表2。

表2 问题原因整理结果

根据表2绘制排列图见图2。

图2 问题原因排列

从图1可以看出影响土方填筑一次性合格率的主要原因是”坝体土方填筑的土料天然含水率偏差过大”。

4 设定目标

因为中庄水库坝体土方填筑的土料天然含水率偏差较大，QC小组对本次活动目标设定如图3所示。

图3 QC小组目标设定

5 原因分析

QC小组绘制鱼刺图。从“人、机、物、法、环、测”六个方面分析坝体土方填筑一次性检测合格率较低原因，如图4。

6 要因确认

QC小组对每一条末端因素进行分析确认，坝体土方填筑一次性合格率较低原因确认见表3。

7 制定对策

QC小组认真研究分析中庄水库均质土坝施工特点，并根据以往类似工程施工经验，针对土料含水率过高、过低，提出以下应对措施，见表4。

图4 坝体土方填筑一次性检测合格率较低原因分析

序号影响土方填筑一次合格率原因要因确认理由是否要因1人员经验不足施工及检测人员技术经验不足,但只是存在于部分人员,通过“传帮带”可以解决否2碾压设备重量不足采用柳工20t振动碾与26t碾压对比,发现在现有铺土厚度下,碾压质量可通过调整碾压遍数控制否3土料含水率过高土料含水率过高,造成土方碾压过程中出现“弹簧土”、“橡皮土”,无法压实是4土料含水率过低土料含水率过低,土料颗粒间摩擦力较大,无法压实是5碾压行驶超速碾压机具根据碾压试验行驶速度为不超过1.5km/h,现场施工过程中存在超速现象,可通过技术交底、人员教育解决否6土料铺料超厚土料铺料超厚影响压实质量,通过在铺料面设置控制桩控制铺料厚度否7日照强度大施工区晴雨分明,晴朗天气日照强度大,土料风干速度快,通过加强洒水湿润解决否8降雨量大施工区降雨量较大,造成土料含水率过高,气象人为无法控制,归于上述第3点否9使用核子密度水分仪检测压实度核子密度水分仪检测结果存在误差,通过定期标定、与环刀结合使用,可最大限度消除误差否

表4 实施对策

8 对策实施

8.1 坝面铧犁翻晒降低土料含水率

当土料天然含水率高于最优含水率+3%时，进行坝面铧犁翻晒降低土料含水率。

具体做法：充分利用坝体填筑作业面形成分区流水作业，即翻晒区、填筑区、碾压区、检测区，在坝面进行铧犁翻晒。利用当地气候条件，为加快土料含水率降低速度，首先对高含水率铺料区采用20t振动碾碾压一遍，利用土料黏粒含量较高的特点使其粘结，铧犁翻晒后以提高土料与空气接触面积，从而提高含水率降低效率。工艺流程见图5。

图5 铧梨翻晒工艺流程

翻晒遍数根据土料天然含水率与最优含水率差值、当时天气情况确定，在铧犁翻晒过程中随时对土料含水率进行检测，当土料含水率接近最优含水率(在最优含水率-2%～+3%之间)时进行整平、碾压、检测。

富含水率土料铧梨翻晒见图6～7。

图6 高含水率土料铧犁翻晒1

图7 高含水率土料铧犁翻晒2

8.2 坝面翻倒补水掺合

针对低含水率土料，采用坝面水车洒水，拖拉机牵引铧犁掺和2—3遍，待土料含水率均匀后采用推土机整平、碾压、检测，工艺流程见图8。

图8 坝面翻倒补水掺合工艺流程

理论补水量计算见式1。

V补水=S*H*ρ*(Wop-W)

(1)

式中V补水——理论补水量；S——拟补水土料面积，现场测量；H——拟补水土料深度，现场测量；ρ——土料密度，取1.38g/cm3；Wop——土料最优含水率，现场测试；W——土料天然含水率，现场测试。

计算理论补水量后，应考虑到土料坝面翻倒补水掺合地表蒸发、翻倒蒸发、土等因素，需计算用水损耗量，可通过式(2)进行计算：

Va=α×V理论

(2)

式中α——损耗系数，取2%～7%，结合施工情况，取3%。

图9 低含水率土料翻倒补水搀和

9 效果验证

在中庄水库大坝土方填筑施工过程中，通过铧犁翻晒及坝面翻倒补水掺合调整土料含水率的方式，提高了土方填筑压实度一次性检测合格率，同时提高了施工效率，在保证工期的情况下，工程质量得到了有效的控制，节约了工程投资。

10 巩固措施

a. 根据QC小组活动成果，采用坝面铧犁翻晒降低土料含水率及坝面翻倒补水掺合调整土料含水率的

方式，有效地解决了中庄水库土方填筑含水率过高、过低难题，为今后类似工程积累了经验。

b. 本次QC小组活动成果已形成作业指导书并整理归档，便于后期查阅参考。

11 总 结

a. 通过本次QC小组活动，有效地解决了土方填筑含水率过高、过低的问题，施工质量得到有效的控制。

b. 在施工过程中压实度一次性检测合格率得到大幅度提升，从而保证施工质量，大坝填筑完毕后的沉降量符合相关规范规定。

c. 均质土坝在西北地区由于其造价低、稳定性强的特点，在西北地区得到了广泛的应用。本次QC小组活动，为今后类似工程提供了大量参考数据，积累了丰富的施工经验，可以在日后类似工程中参考应用。

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