土石坝施工的质量检查方式和控制要点

2015-03-27罗永强

黑龙江水利科技 2015年3期

关键词：坝面料场土料

陈坤，罗永强

(1.惠州市惠阳区水利水电工程质量监督站，广东惠州516000;2.惠州市惠阳区水务局，广东惠州516211)

在土石坝的施工建设过程中，包括了坝基防渗与岸坡处理、料场作业、坝体填筑、护坡工程、反滤排水工程等项目，而施工质量的检查和控制则贯穿于各施工环节及施工全过程，由此可见，施工质量的检查和控制显得尤为重要，必须引起我们的高度重视。

1 料场的质量检查方式与控制要点

施工中，应经常对土料场开采的土料土质情况、土块尺寸、土料含水量和砂砾料的颗粒级配情况进行检查，结合工程的实际情况，进行必要的现场试验，以检查是否符合上坝要求。

对于黏性土，其中含水量的检查和控制为重中之重。因其颗粒间空隙小，渗透系数小，保持水分能力强，在碾压施工中存在“最优含水率”的问题。若黏性土含水量过大，则机械的压实功多作用在水份上，且存在“橡皮土”现象，压实效果大打折扣。若含水率太低，土内缺少水分的润滑作用，碾压时颗粒间的摩擦过大，同样不利于压实，因此，含水量的检测是关键。简单的方法是由质量控制人员在现场用手试估测，但手试估测仅依靠检测人员的经验估计，并不可靠，当不能确定时，通常可采用取样烘干法，通过计算土在105℃～110 ℃温度下烘至质量不变时所失去的水分质量与干土质量的比值，确定含水量。其检验方法有烘干法、酒精燃烧法和炒干法，也可采用核子密度仪检测。对检测结果的控制:

1)如果土料的含水量偏高，一者可以通过在料场中开挖排水沟、通风沟等排水设施，以达到降低土料含水量的目的，在雨季期间，对土料场进行薄膜覆盖等防雨措施;再者，可在土料场安排反铲挖掘机进行土料翻松、晾晒、风干等方法，翻挖深度约1.5 m左右，待土料含水率下降后沿平面开采上坝，上坝后再对土料进行晾晒，同时沿料场周边立面取料，表层取土，增大土层暴露面积，以求降低土料含水量。也可以采取轮换掌子面的办法，使土料含水量降低到要求的范围内再进行开挖。假如以上的办法依旧没能满足要求，可以采用机械烘干法进行烘干。

2)当含水量偏低时，对于黏性土料可通过在料场、料堆加水，或在装料和运输中加水来提高土料含水量，若需在坝面加水，应力求“少、勤、匀”，以保证后面的压实效果，料场加水量按公式:

式中:QD为土料上坝强度;KP为土料的可松性系数;γe为料场的土料表观密度;ω0为坝面碾压要求的含水量;ω 为装车和运输过程中含水量的蒸发损失;ωe为土料的天然含水量［1］。料场加水的常用方法有分块筑畦埂，轮换取土、灌水浸渍，喷灌机喷洒等。无论采取何种加水的方式，均应通过现场的试验，检查是否达到规范和设计要求。

3)当土料含水量不均匀时，可采取将土料堆成大土堆，使其含水量逐渐变得均匀后运送上坝。对石料场应经常检查石质、风化情况、块料尺寸及级配等是否满足上坝要求。如发现不合要求，应查明原因，及时处理。

2 坝面的质量检查方式与控制要点

土石坝坝面施工包括卸料、铺料、洒水、压实等工作环节，施工过程中应对铺土厚度、填土块度、含水量、干容重和压实层之间的结合等进行检查和控制。

1)坝面铺土厚度与平整度的检查与质量控制:铺料的厚度和整平度是保证压实质量的重要环节。采用带式运输机或自卸汽车上坝卸料，采用推土机或平土机散料平料，铺料应保证随卸随铺，通过观察、采用由刻度钢钎分区定点测量等手段，并及时对填筑层厚和坝面的平整度进行检查，避免因坝面的不平整，在降水时，导致坝面产生积水。

2)含水量的检查与控制:在上坝前，取土料场的含水量均已经过加工处理，其含水量必须满足相关设计要求的允许范围和施工要求。在土料运输上坝的过程中，可能会使少量水分流失，仅需对表土层进行少量的洒水湿润即可，同时也有利于上下填筑层之间的结合，如不能确定是否满足要求，可采取上述的烘干法进行检测。

3)坝面施工压实度的质量检查与控制:坝体的压实度是整个坝体填筑最关键的施工工序。《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001 中对黏性土的压实度作了相关的要求:对“Ⅰ、Ⅱ级坝和高坝的压实度应为98%～100%，Ⅲ级中低坝及Ⅲ级以下的中坝压实度应为96%～98%;设计地震烈度为8 度、9 度的地区，宜取上述规定的大值”。在压实度的检查中，首先通过目测、手感进行初步的判断，如果为压实度合格的土料，在刨挖时，会很吃力，挖出的土样在被挖的断面呈细腻光滑、密实和连续的，用手掰土块时，有明显的抗折力。通过目测、手感初步判断达到设计压实度时才做取样试验测定。黏性土一般采用环刀取样法，砾质土、砂砾料、反滤料和堆石一般采用灌水法或灌砂法测定。但采用环刀取样法或灌水法进行测定，需要较长的时间，从检测结果汇总至监理签定验收又要一段时间，从压实完毕至质检验收之前这段时间，施工被迫中止，造成施工进度与质量检查验收需占用较长时间之间的矛盾，为解决这一矛盾，建议采用《土坝施工压实质量的快速检测方法》一文中提出的“三步检测法”，该方法能有效解决土坝施工压实质量检查验收占用较长时间引起的问题，或采用核子密度仪进行快速检测［2］。

4)坝面施工结合层、过渡段的质量检查与控制:根据坝体的布置形式、地质结构、上坝材料等，在建筑物的物征部位和防渗体中，沿坝高5 ～10 m之间选取断面的代表性试样进行室内物理力学性能检测，其检测结果作为施工质量评定与控制的依据。此外，还要对坝面、坝基、削坡、坝肩与山体或刚性建筑物的接合部以及各种土料的过渡段进行检查。上下层铺土的结合层面应无砂砾、无杂物、表土松散、无积水，在层与层之间分段接头应错开一定距离，同时分段条带应与坝轴线平行布置，各分段之间不应形成过大的高差，接坡比一般缓于1∶3。结合部位的土料铺填应厚度均匀、表面平整、无架空、无团块、无粗粒集中等现象出现。

对于过渡层、反滤层及坝壳等非黏性土的填筑，压实度为质量的主要控制参数，如果不符合规定，应及时行进处理。在排水反滤层的施工过程中，每层反滤应进行取样检测，一般是在25 m×25 m的面积内取样1 ～2 个;对于条形反滤层，按反滤层的填筑长度确定，通常每隔50 m内设一取样断面，每个取样断面每层取样应4 个，取样的布点应合理，均匀分布在断面的不同部位，做到全面检查。通过对取样的分析，判定反滤层的层间系数(D50/d50)、每层的颗粒不均匀系数(d60d10)是否满足设计和规范要求。

对土坝的堆石棱体与堆石体的质量主要检查上坝石料的质量、石块的重量、尺寸、形状、堆筑的平整度和明缝是否过大等，石质应采用耐风化、坚硬的岩石。同时，堆石应分层分段取样检查，分析是否符合设计和规范要求。