河道整治文献综述

浅谈碾压混凝土坝施工的质量控制

文献综述

1 背景介绍

1.1 碾压混凝土坝发展概述

碾压混凝土坝技术是上个世纪70年代由美国拉费尔（Raphael）首先提出的，先后经莫法特（Moffat）和坎农（Cannon）完善了碾压混凝土坝的理论。

1974年，美国陆军工程师团开始研究碾压混凝土重力坝的方案，并在Lostcreek坝进行了现场试验，取得了理想的效果，并成功应用到后来修建的第一座碾压混凝土坝——WillowCreek坝。

首先，大规模使用碾压混凝土的是1975年巴西修建的塔贝拉（Tarbela）坝。碾压混凝土施工过程中，采用大型自卸汽车运输，推土机平仓，12t振动碾压实。在工程初期，浇筑速度达到了18500m3/d这也是迄今为止碾压混凝土浇筑的最快速度。20世纪70年代，日本开始碾压混凝土坝技术的工法研究，1976年在大川坝的围堰上进行了现场试验。其试验结果表明：碾压混凝土工法可用于大坝主体施工。1980年，世界上第一座89m的岛地川碾压混凝土坝建成，其碾压混凝土方量达到了16.5万m3（占混凝土总量31.7万m3的52%）。1987年，日本建成了坝高100m、总方量115万m3的玉川坝。

上世纪80年代，我国也开始研究碾压混凝土筑坝技术。1986年，第一座56.8m 的福建坑口碾压混凝土坝建成。经过30年发展和经验总结，我国碾压混凝土筑坝技术已具备了：低水泥用量，高掺粉煤灰，低稠度、薄层、全断面、快速短间歇连续填筑等特点，在国际上也是独树一帜的。据不完全统计，至2006年末，共建成碾压混凝土坝92座（包括19座拱坝），在建34座（包括10座拱坝），总计126座。由于碾压混凝土坝建设速度快、造价低、质量可靠等特点，近5年，该坝型得到迅速发展。2001—2006年5年间，碾压混凝土坝增长达50座，比以

往15年的总量还多。

由于碾压混凝土筑坝的技术具有机械化程度高、缩短工期、简化施工程序、节省工程投资等特点，所以碾压混凝土坝已成为现在研究的主要坝型之一。

1.2 碾压混凝土坝质量控制概述

国外质量管理经历了四个阶段，具体阶段如下：

（1）传统质量管理。

这个阶段从开始出现质量管理一直到19世纪末资本主义的工厂逐步取代分散经营的家庭手工业作坊，实行事后质量检验为止。

（2）质量检验。

质量检验阶段从20世纪初到30年代末。资产阶级工业革命成功之后，机器工业生产取代了手工作坊生产，于是产生了企业管理和质量检验管理。20世纪初，由于生产的发展，生产中分工与协作的关系起越来越复杂，“操作者的质量管理”容易造成质量标准的不一致和工作效率的低下，越来越不适应生产力的发展。泰勒提出科学管理理论，要求按照职能的不同进行合理的分工，并首次将质量检验作为一种管理职能从生产过程中分离出来。

（3）统计质量管理。

这一阶段的时间从20世纪到50年代末。其突出的特点是从单纯依赖事后质量检验，发展到工序控制，突出了质量的预防性控制与事后检验相结合的质量管理方式。

(4) 现代质量管理。

现代质量管理阶段也就是全面质量管理阶段，它从20世纪60年代开始至今。最早提出全面质量管理观念的是美国通用电所公司质量经理菲根鲍姆。1961年，他的著作《全面质量管理》出版。60年代以后，菲根鲍姆的全面质量概念逐步被世界各国所接受，且在运用时各有所长，并总结成标准。1987年，国际标准化组织（ISO）又在总结各国全面质量管理经验的基础上，制定了ISO9000《质量管理和质量保证》族标准。1996年，又颁布了关于环境管理的国际标准ISO14000《环境管理系列标准》。

为了进一步保证和提高碾压混凝土坝的质量，各国专家又不断提出了若干新

的理论和方法。如经济质量控制（EQC）、计算机集成质量系统（CIQS）、质量功能展开（QFD）、田口方法、“6σ”方法等等。

国内质量控制的发展。在建国初，质量管理是参照苏联的经验，实行专职检查，把关质量的做法。60年代，开始注意在工程中依靠群众提高工程质量，实行领导干部、技术人员、工人的“三结合”，并注意搞好质量管理部门同其它有关部门的协作配合关系，实行了“以群众自检为基础，专检为骨干，自检、互检与专检相结合”的质量管理网，把质量问题消灭在施工过程中。70年代开始，质量管理在各工程中兴起，特别是在1997年推广的全面质量管理，对提高工程质量起了很大的作用，并且总结出了：树立四个观点（为用户服务的观点，全企业、全员、全过程的观点，预防为主的观点，一切用数据说话的观点）；选用三图一表（排列图、因果分析图、控制图、对策表）；坚持一个循环（即PDCA循环）。

2 国内外研究现状

2.1 碾压混凝土坝施工技术现状

碾压混凝土技术是干硬性混凝土利用土石坝施工工艺，以振动碾压实的一种新的混凝土施工技术，突破了传统的混凝土大坝柱状浇筑法。它具有机械化程度高，缩短工期，简化施工程序，节省投资等特点，成为水利水电工程大坝首选坝型之一。

目前我国在碾压混凝土筑坝技术研究和工程实践中己处于领先地位，形成了低水泥用量，高掺粉煤灰，低稠度、薄层、全断面、快速短间歇连续填筑等特点。碾压混凝土施工工艺和机械设备也较以前先进了许多，通常用自卸汽车、皮带输送机等机械来运输，在仓面用薄层连续铺筑或间歇铺筑，铺筑方法采用平层通仓法；振动压实机械往往采用振动平碾，碾压方式采用“无碾—有振—无振”的方法。

我国碾压混凝土坝筑坝技术具有以下特点：

(1).建坝数量多、坝型多，高坝发展速度快。

(2).我国碾压混凝土筑坝技术始终处于新技术前沿。

(3)..施工条件制约因素越来越少。

(4).高掺粉煤灰及其他掺合料，降低水泥用量，减少水化热、简化温控等，

有利于施工。

(6). 积累了丰富的筑坝经验，逐步形成了一套成熟的方法、工艺和工具。

(7). 碾压混凝土技术修筑围堰优越性显著，施工速度快，经济合理。

(8). 上游面坝体防渗技术方法多样。

2.2 碾压混凝土坝质量控制现状

虽然我国水电施工企业在质量管理上取得了较大进步，但还存在许多不足和差距，特别对于碾压混凝土大坝工程施工，其主要表现在：质量管理理念、管理思想和管理素质上还不能适应形势的需要，质量管理体系不健全，质量监督作用不能充分发挥；少数单位和部分职工，特别是个别领导干部不重视工程质量；工程质量和施工工艺水平有待进一步提高，文明施工水平差距较大；现代化管理手段应用少，决策管理系统信息不畅、运转不灵、条块分割、效率低下；片面强调水电施工情况特殊。尤其对近十年才得以迅速发展的碾压混凝土大坝施工，其施工技术还不是很成熟，因此加强其质量管理显得更加重要。

碾压混凝土坝的质量控制停留在常态混凝土的质量控制的原理上，通常以常态混凝土的质量控制方法来控制碾压混凝土的质量，用这种方法往往没有取得理想的质量效果。

3存在的问题

巴西、美国等碾压混凝土坝多采用粗放、快速模式建坝，对坝体防渗、温度控制与防裂、层面结合等技术要求较宽，对碾压混凝土质量控制要求不严。由此导致混凝土裂缝、渗漏问题时有出现，并视为常规。日本采用层间间断模式浇筑上升。层间结合，不受初凝时间的限制，导致碾压混凝土层间结合不良，坝体整体性由此造成影响，并在层间造成渗水通道，影响坝体稳定和美观。国外的主要研究对象是碾压混凝土施工技术应用方面，对其质量管理研究较少。存在以下的问题：