小浪底高土石坝填筑质量控制

西北水电NORTHWESTWATERPOWER2001年第1卷第1期小浪底高土石坝填筑质量控制王碧王奇峰李玉洁（国家电力公司西北勘测设计研究院，西安710065）关键词：填筑；质量保证体系；质量控制；工序质量；质量检测摘要：小浪底大坝填筑料种多，填筑规模大、强度高；因此，坝体填筑质量对工程正常运行和确保下游人民生命财产安全显得尤为重要。依据监理合同，工程师建立起了高效运转的组织机构和实行严密的质量保证体系；在大坝填筑过程中，以工序质量控制为核心，制定了切实可行的质量控制程序和方法；采取了内外业相结合的监理方式，利用其经验和技术上的优势指导、监督承包商的施工作业，严格控制填筑质量，取得了成功的实践经验。中图分类号：TV641．1；TV541＋．1文献标识码：B1概述小浪底大坝填筑材料多达17种，工程量大，填筑强度高，工序繁多，施工中与其它项目交叉作业时的干扰，技术问题复杂。坝体填筑质量关系到将来大坝的安全运行，关系到下游千百万人民生命财产的安全，即使是合同观念很强的承包商，如小浪底大坝标国际承包商，由于其赢利性质，在一些情况下会受利益驱使，对质量的重视往往处于被动地位。因此，填筑质量控制在工程师职责中显得更为重要。针对大坝填筑工序作业特点，工程师制定了科学的质量控制程序和方法，实行严密的质量保证体系和严格的质量控制，始终控制着承包商的施工动态，监督承包商按合同技术规范要求进行填筑作业。几年来的大坝填筑进度不断超前于合同目标，填筑强度达到世界先进水平，填筑质量满足合同技术规范要求。本文介绍了工程师在填筑质量控制过程中采取的科学的手段、方法及取得的一些有益经验。2填筑质量控制坝体填筑期间的质量控制阶段主要有事前控制、事中控制和事后控制，这三个阶段控制涉及质量因素多、内容广泛。按填筑作业工序质量控制特点，各阶段控制相互独立，又紧密相连和相互制约。前两阶段的控制是重点，但最关键的是事中控制，因为它包括了开工申请及批准、流水作业、工序交接、质量检测、现场控制及出现问题处理等填筑过程的质量控制。作为最终质量验收、移交和评定等事后控制相对来说比较规范，各工程雷同，本文将不叙述。坝体填筑过程中从材料的开采与加工、运输，到现场多种料填筑等，工序繁多、施工工艺复杂、技术难度大，加上多个项目的施工交叉，控制面广、内容多。因此，必须要制定符合实际的可操作的质量控制程序和方法，并建立起科学的质量保证体系，才能有效地检查和监督承包商的每一道工序作业，确保填筑质量满足合同技术规范要求。2．1质量控制程序对整个填筑过程，制定科学、符合实际的质量控制程序是非常必要的，它同时规定了工程师在质量控制过程中应该采取的手段和方法，以及对整个填筑活动进行严格的控制和记录。土石坝填筑质量控制的重要阶段是事中控制，即现场的质量控制，施工阶段各道工序的质量是控制的重点，应清楚地认识到施工质量问题是在施工过程中产生并应在过程中解决的，而不是靠事后检查出来的。因此，根据事前控制和事中控制中的主要控制内容，工程师紧紧抓住了工序质量控制这个核心，确定了填筑质量控制过程框图，见图1。从图1可以看到，工序质量控制由施工条件的检查和完整的工序交接组成，它以施工工序质量控制为红线，针对建立的质量控制点对大坝填筑过程进行全方位的监控，保证了大坝的填筑质量。2．2质量控制方法2．2．1建立质量检验工作制度按照合同技术规范的要求，工程师建立起了严格的质量检验工作制度，主要有填筑开工申请、施工进度及施工方案的提交和审批、填筑车间图审批、填筑条件检查（如填筑场地的检查、验收和批准，联合测量，填筑备料及材料加工方法，施工现场的设备、人员和环境的管理等）、现场碾压试验、质量检测和资料提交、填筑记录班报表的审签、防渗料每一层填筑审签单、填筑返工处理通知及检查记录等。2．2．2事前技术方案的审批填筑前，承包商按照合同和技术规范要求提出详细的施工方法和施工详图，说明其施工总体布置，各种填筑材料的施工方法，将要采用的施工设备及施工程序、质量保证体系及质量检测方法、现场人员组织框图、施工现场信息反馈记录表格等。开工至今，承包商提供并经工程师审查批准的主要施工方法有截流前右岸部分坝体（包括上游围堰）填筑方法、防渗土料填筑施工缝处理方法、多种料施工方法、防渗土料及反滤料冬季施工方法、截流后主河床区填筑施工方法、275．0m高程以上坝体填筑施工方法、左岸山脊区预先填筑施工方法、坝顶结构施工方法等。这里未包括开工初期按合同规定承包商随目标进度计划一起提交工程师审批的详细施工方法中大坝填筑的部分。在上述施工方法中，承包商对施工道路的布置、施工设备的配套组合与人员的安排、施工安全及现场环境保护、预留施工缝的位置及坡度、填筑区域及高程等作了详细的说明。工程师按合同和技术规范的要求进行了详细的审查，核对是否符合施工总进度计划和切实可行；对主要技术问题，工程师与承包商往往要经过几轮充分的讨论，认为能够保证质量和进度后才予以批准实施。在此过程中，充分体现了工程师对承包商的指导作用。如填筑前，工程师要求承包商提交坝体多种料填筑方法和冬季施工方法，但承包商表示施工经验不足，请求监理工程师予以技术上指导。工程师依据技术规范并参考国内已建土石坝的施工经验，并结合承包商拥有先进的施工机械设备、实行填筑流水作业等特点，为承包商制订了详细的施工方法。实践证明这些施工方法，对指导承包商的施工，保证工程质量和进度满足合同技术规范要求起到了关键作用。2．2．3现场跟踪检查现场跟踪检查为事中控制的重点，它包括了开工条件检查、工序操作质量检查、材料质量检验、出现问题处理（包括返工处理）、现场填筑记录、签字确认等现场填筑全过程质量控制的主要内容。坝体填筑作业是一项隐蔽性的工作，因此规定每一填筑区开工之前，承包商必须事先提出开工申请。接到开工申请后，工程师必须对填筑现场进行详细检查，如填筑区内基础面的检查、基础联合测量、观测仪器的埋设、材料加工及料场备料、施工机械配置及人员状况、施工道路及路口布置、施工干扰、安全施工等项目。只有检查无误并具备填筑条件后，工程师才批准开工。同时，工程师采取了旁站监理的方式在现场全天候24h跟踪、检查、监督承包商每一工序的填筑作业，出现问题均能得到及时处理，并及时反馈施工现场信息，使承包商的施工状态始终处于工程师的控制之下，有效地监控了施工质量。2．2．4质量控制点土石坝填筑工序繁多、复杂，因此必须依据技术规范，并结合填筑工序作业中采用的施工工艺及流水作业方法，合理选择填筑过程中的质量控制点，对整个填筑过程实行全面质量控制。小浪底土石坝填筑质量控制要点见表1。2．2．5现场质量问题处理及施工方法的改进坝体填筑过程是一个不断产生质量问题，不断予以处理的过程。对一般性质的质量问题，可按技术规范要求在各工序质量监控过程中处理，如局部返工处理或边施工边改进，这有利于现场所有的施工人员了解正确施工方法的优点和不影响施工进度。对于普遍出现、反复出现的质量问题，以函件的形式要求承包商自检各道工序中的施工工艺、方法，查明原因，并及时采取措施纠正，完善施工方法。如在上游围堰防渗料的施工中，承包商不注意施工道路的布置及规定行车路线，致使防渗土料填筑面内经常出现严重的剪切破坏；监理工程师及时帮助承包商总结施工经验，改进施工方法，情况大为改观。这种经验使得承包商在以后主坝防渗料的施工中，非常注意施工道路的布置和规定机械设备的行走路线，避免了经常出现弹簧土和剪切破坏而必须进行的返工处理，保证了进度和质量。施工技术规范是质量控制的标准，是由有经验的设计、施工人员编制的，在施工质量控制中应严格遵守。但是，这种带有一定普遍性的技术规范，会发生不适合工程实际的情况，或不能达到最佳效果。如右岸上游围堰填筑开始时，根据专门进行的两次堆石料加水与不加水的填筑对比试验结果，采用了不加水的方法施工；依据现场试验成果将混合不透水料的压实设备由凸块振动碾改为光面振动碾，压实遍数不变；又如，依据碾压试验验证结果表明9区砂砾料采用填筑层厚80cm、碾压8遍的压实效果要比规范规定的填筑层厚50cm、碾压6遍的压实效果好，且不增加承包商的工作量，因此经分析、比较后监理工程师批准了采用这一施工参数。所有这些调整既保证和提高了施工质量，又加快了施工进度。当然，在施工中对技术规范类似情况的这种调整应该是必要的，或往往是不可避免的。2．2．6提高承包商的质量意识坝体质量是在填筑过程中产生的，因此提高承包商人员的质量意识至关重要。这种质量意识的形成，需要工程师的帮助。在工程师代表及承包商的主要负责人（经理、总工）每周一召开的协调会上，由工程师代表向承包商指出当时施工中存在的主要质量问题。填筑现场负责工程师于每周六就现场存在的质量问题召集承包商的现场负责人及工程师一起讨论上周遗留问题的改进及落实情况，并评价本周的施工状况；在每天早晨现场负责工程师还向承包商的现场负责人了解当天的施工安排，并提醒承包商应注意的质量问题。此外，还督促承包商在不同施工阶段和对不同填筑项目组织、举办了对其现场的技术人员、施工工长和重要施工项目机械操作手的施工技术培训班，做到理论和实践相结合、提高整体水平和加强质量意识。工程师对培训的过程及效果进行了检查。采取上述措施后，能促使承包商从上至下重视质量，精心管理和组织施工，以确保大坝填筑质量。2．3质量保证体系为了有效的控制坝体的填筑质量，就必须明确和实行严密的质量保证体系，使各部门的职责分明，各负其责，有效运行，小浪底大坝填筑质保体系如下：①监理总工程师下属的大坝标工程师代表对整个工程的最终质量负责，定期向监理总工程师报告和经常反馈信息。②工程师代表专门指定一名副代表协助其主管现场质量控制工作，协调各方关系，并与现场责任工程师轮流巡视现场，及时处理填筑过程中出现有争议的问题。③工程师代表部内设置大坝填筑质量控制部，由工程师代表下属的现场责任工程师负责。该责任工程师的日常工作是经常向工程师代表汇报质量、进度情况并取得指示；全面安排部内人员的内外业工作；负责主持和组织人员审查承包商提交的施工方法及施工详图、以及来往文件；负责现场填筑条件的检查和验收；组织人员定期统计、整理、分析工程师和承包商试验室提交的控制试验、记录试验结果，及时向现场反馈信息；经常巡视现场并指导现场工程师处理质量问题。④工程师代表还专门设置筑坝材料工程师助理和材料试验工程师助理各一名，前者主要巡视检查筑坝材料的加工系统生产和料场开采情况，后者对多种料的所有试验资料进行分析，所有出现的问题均及时准确地向工程师代表汇报。⑤质量控制部的现场监理工程师实行全天24h旁站监理，根据批准的施工方法，施工详图，技术规范要求，规范承包商的行为，监督填筑作业各工序的填筑质量，同时负责及时准确地向现场责任工程师反馈信息。⑥现场试验检测由监理总工程师下属的二级机构－质量检测中心负责，其试验结果及时准确报送现场工程师，以便判别上坝材料是否满足技术规范的要求。上述质量保证体系中，最有特色的是工程师实行了内外业相结合的监理方式，一般情况下内外业时间各占一半。现场值班工程师除了根据合同技术规范要求旁站监督承包商填筑全过程各工序作业、及时处理现场问题、签认及批准承包商提交的班报表并作好值班记录外，在不值班的那一半时间里还必须完成工程师代表安排的内业工作。实行这种内外业相结合的方式进行工作，不仅使参加现场值班的工程师有时间对FIDIC合同条款、技术规范、施工方法、施工详图、质量检测方法等有了深入的了解，进一步激发了他们的工作积极性和增强责任心，并通过现场交往和处理来往文函等内业工作提高了英语和计算机应用水平，同时也积累了工程管理和施工技术经验，现场值班时能始终依据合同、规范及图纸处理问题，避免因工作过错引发承包商提出的索赔问题。2．4工序质量控制及工序衔接土石坝施工最基本的施工工序是坝料的开采与加工、装料与运输、卸料与平料、碾压与检测等。现代土石坝高水平的填筑反映在大型机械化流水作业方面，必须针对各种材料填筑流水作业方式中的具体施工工序、施工工艺技术要求等，依据设定的质量控制点控制各工序填筑质量。也就是应以控制工序质量为核心，保证