土石坝坝体填筑质量影响因素分析*

穆创国（杨凌职业技术学院水利工程分院，陕西 杨凌 712100)

利用本地材料土石进行坝体填筑而形成的土石坝是我国的主要坝型之一。近些年，新工艺和新技术的发展带动土石坝施工质量不断提高，应用在土石坝上的材料范围也在变大，筑坝材料的压实性能的差异也在增大。为达到施工质量要求，确保大坝安全，土石坝填筑以压实度和最优含水率作为压实控制指标。在压实过程中还要考虑各方面因素的影响，控制值施工过程，使在不同料源的基础上也能满足施工要求。

根据实际施工过程中产生的问题，分析问题的主要方面和次要方面，改进施工过程中的资源和人员的调配，可以很好地解决。

1 坝体填筑影响因素

坝体在填筑过程中影响坝体质量的因素有很多如土料含水率、碾压机械、碾压遍数、施工方法、摊铺厚度等，但是土料含水率是一个非常关键的指标。如果土料含水率适宜，则可有效地控制坝体填筑压实度、加快施工进度、节约施工成本，反之则容易形成土料的压实度不达标、层间结合不良、剪切破坏等一系列质量问题，造成返工导致工程进度放慢，加大施工成本且填筑质量难以得到有效控制。

在各影响因素作用下，容易形成碾压土料的剪切破坏，取样检测合格率偏低、层间结合不良等问题，无法有效控制工程质量；由于质量原因造成暂停施工进行返工处理现象严重，影响了施工进度；返工增加了施工成本，应有效解决。

2 影响因素分析

2.1 因素划分

填筑施工前，首先对料场进行充分的调查及室内试验，掌握料场筑坝材料的物理力学性质，选取有代表性的坝料进行基本物理力学性能试验，在此基础上进行填筑碾压试验，分析后获得满足设计要求的碾压参数和填筑工艺以指导工程填筑施工。碾压试验的运料、铺料和碾压等机具应为以后施工所采用的同类型机具。对填筑土料最佳含水合格率进行了多次试验，并从“人”“机”“料”“法”“环”“测”六个方面，进行了原因分析，在广泛收集现场施工人员、现场技术人员、现场实验员的意见后，集思广益，相互启发、相互补充总结得到以下几点原因，见表1。

表1 影响因素划分

2.2 影响因素分析

在土料开采前，对人工配水后的土料含水进行含水率的测定，但是由于工作量较大，人员少，在测定土含水率时检测频率低，检测数据代表性不强，确定的高低含水土料的掺配比例误差较大，不能有效地指导生产。

生产人员流动性较大，导致在生产过程中，生产人对现场情况了解少，技术要求掌握不到位，有的甚至不了解生产技术要求。负责人全面负责本次碾压试验相关工作。质检员负责对试验进行全过程质量控制，负责铺料厚度、碾压遍数控制等施工参数控制。测量员负责放线、定位、铺料厚度检测等，及时整理测量数据。试验员负责颗粒分析、相对密度等试验，保证实验数据准确性。施工员负责试验现场人员及施工设备调配。安全员负责试验现场的作业安全。

在生产过场中由于没有可靠的试验数据作为支撑，当开挖工作面土料含水率发生变化，既没有对开挖工作面进行调整，也没有对高低含水土料的掺配比例进行调整。

由于实验数据较少，检测结果代表性不强，与实际情况有较大的误差因此根据实验数据制定高低含水土料掺配比例脱离了实际情况造成技术指导性误差。如果增加实验人员可消除实验数据较少，检测结果代表性不强的影响因素。

由于受施工环境的影响，只有一个土料制备场划分为3个区，每个区储存土料8万，根据开挖运输能力和填筑强度每个区土料堆存满后储存2d~4d即开采填筑施工，如果土料堆存时间延长至6d~8d则影响开挖工作面暂停施工。但是土料堆存2d~4d不能确保高低含水土料充分融合。土料夹生现象严重，土料含水高低不均合格率偏低。

项目部编制了培训计划，培训覆盖范围较小。

由于受土料制备场场地小影响，为保证开挖和填筑正常施工，只能减少土料堆存时间。如果增大土料制备场场地可有效解决土料闷存时间短的问题。

在施工中存在施工等待检测，或施工过后才进行检测，导致检测结果滞后不能为施工现场提供准确的施工参数。

项目部编制了奖罚制度，未真正实行。

选取土料场土料类型为黄土和黄土状壤土，黄土较厚，黄土状壤土厚度较薄且分布不连续。土料场的土层基本按照坡势走向分布，而土料场目前呈水平台阶状，且每个台阶的宽度不同，差别较大，导致每一台阶在水平面上不同部位土质不均一，在垂直方向上不同深度土质也不均一。取自一个料场或几个料场，不同料场或同一料场的不同部位、不同深度，土料的压实性能并不相同甚至差别很大。这时，如果仍用某一干密度作为施工质量控制标准，必然会出现，容易压实的土石料，压实后的干密度值容易达到，但其压实结果是偏松的；不易压实的土石料，压实干密度很难达到，但其压实结果是偏紧密的，这样就使坝体的填筑土石料形成不均匀土石料在同一压实条件下的紧密程度不同，容易发生不均匀变形，甚至危害坝体安全。

分析上述产生的影响因素，得出影响的主要因素有：试验人员少、生产人员不稳定、生产调配不灵活、检测设备少和土料制备场小；非主要因素有：培训不到位、土料闷存时间短、无奖罚制度和土性复杂。

3 结语

坝体填筑坝质量是需要对填筑从材料控制到选择施工工艺各个环节统一策划，有针对性地制定切实可行的方案、措施和办法。依据施工过程出现问题，结合实际产生的影响因素逐一说明，并对可能产生的后果做出分析，得出试验人员少为主要原因、生产人员不稳定为主要原因、生产调配不灵活为主要原因、料掺配比例不详为非主要原因、培训不到位为非主要原因、土料制备场面积不足为主要原因、土料闷存时间短为非主要原因、检测设备少为主要原因、无奖罚制度为非主要原因和土性复杂为非主要原因的结论。只有解决好各种影响工程进度的问题，才能使我国土石坝建设又好又快。