提高坝体土方填筑合格率的有效途径

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)

提高坝体土方填筑合格率的有效途径

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，项目法人宁夏水务投资集团有限公司组织承包人宁夏回族自治区水利水电工程局，通过采用坝面铧犁翻晒降低土料含水率及坝面翻倒补水掺和调整土料含水率的方式，有效解决了中庄水库土方填筑含水率过高、过低的难题，为今后类似工程积累了经验。

坝体填筑；合格率；有效途径

1 工程概况

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，用于解决宁夏中南部110万人口安全饮水问题。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。

2 工程施工面临的问题

2.1 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，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，对表1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1。

图1 影响因素排列图

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”。

2.2 问题提出

问题提出途径见图2。

图2 问题提出途径

3 设定目标

由于中庄水库坝体土方填筑的土料天然含水率偏差较大，解决此问题设定的目标见图3。

图3 措施目标

4 原因分析

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(见图4)。

5 要因确认

对每条末端因素进行分析确认，具体见表3。

图4 原因分析鱼刺图

表3 坝体土方填筑一次性合格率交底要因确认

6 制定对策

经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、过低提出的应对措施见表4。

表4 应对措施

7 对策实施

7.1 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，分区为翻晒区、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黏结，铧犁翻晒后提高了土料与空气接触面积，从而提高了含水率降低效率。

工艺流程见图5。

图5 降低土料含水率工艺流程

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(见图6、图7)。

图6 高含水率土料铧犁翻晒(一)

图7 高含水率土料铧犁翻晒(二)

7.2 坝面翻倒补水掺和

针对低含水率土料，采用坝面水车洒水(见图8)，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9。

图8 坝面水车洒水

图9 坝面翻倒补水掺和工艺流程

理论补水量计算公式为

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。

计算出理论补水量后，应考虑土料坝面翻倒补水

掺和地表蒸发、翻倒蒸发、土等因素，计算用水损耗量，计算公式为

式中α——损耗系数，取2%～7%，结合施工情况，取3%。

8 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和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(见图10)，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。

图10 土方填筑含水率调整前后一次性检测合格率统计柱状图

9 结 语

均质土坝由于造价低、稳定性强的特点，在西北地区得到了广泛应用。采用坝面铧犁翻晒降低土料含水率及坝面翻倒补水掺和调整土料含水率的方式，有效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。

Effective Way to Improve the Qualification Rate of Dam Earthwork Filling

GU Yaomin1, WANG Cunfu2, TIAN Jianlin1

(1.NingxiaWaterInvestmentGroupCo.,Ltd.,Yinchuan750002,China；2.NingxiaWaterResourcesandHydropowerEngineeringBureau,Yinchuan750021,China)

Ningxia Guyuan area (central and southern Ningxia) Zhongzhuang reservoir, the urban and rural drinking water safety water soure project in Guyuan area in Ningxia (central and southern parts of Ningxia), due to more material source, the large material field excavation span, soil moisture content is uneven distribution, resulting in a one-time roller compaction pass rate is low, bring some difficulty to the project quality control, and seriously affect the progress of the project. In order to solve this problem, the project legal person Ningxia Water Investment Group Co., Ltd., organized the contractor, Ningxia Water Resources and Hydropower Engineering Bureau, through the use of dam plow ted to reduce soil moisture content and the dam surface tipping water mixed with the adjustment of soil moisture content of the way, effectively solve the problems of Zhongzhuang reservoir earthwork filling water content too high or too low, accumulated experience for the similar projects in the future.

dam body filling; qualification rate; effective way

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.05.011

TV541

B

1673-8241(2017)05- 0023- 05