第３０卷第３期四川水力發電
２０ １１年６月
ｓｉｅｈｕａｎ，佔
統計過程控制（ｓｐｃ）在土石壩試驗資料分析中的應用
剛永才，李法海
．（中國水利水電第五工程局****第三分局，四川成都
６１０２２５）
摘要：ｓｐｃ是表示統計過程控制、包括過程控制理論和控制過程的具體工具——控制圖。近年來，由於科學技術的迅猛發
展，產品的不合格率迅速降低，生產控制方式也由過去的口控制方式演變為６口方式；同時，ｓｐｃ亦可以判斷過程的異常，及時警告，貢獻良多。碾壓式土石壩施工規範也提出了質量控制的統計分析，因此，統計過程控制在土石壩試驗資料分析中的應用非常必要，可以作為判斷過程能力的評價參考。關鍵詞ｉ統計過程控制；土石壩；分析；應用中圖分類號
文獻標識碼：ｂ
文章編號
１概述高的要求，對質量控制更加有利。
１９９４年美國質量管理專家朱蘭
２統計過程控制與統計過程診斷
。在美國質量管理學會年會上的告別演說中指出：
２．１統計過程控制（ｓｐｃ）
２ｏ世紀以「生產力的世紀」載入史冊，未來２１世
若要搞好質量管理，首先應明確下述兩點：
紀是「質量的世紀」。隨著時間的流逝，朱蘭這一（１．）貫徹預防原則是現代質量管理的核心與精髓；觀點得到越來越多人的認同。所謂ｓｐｃ就是為
（２）質量管理學科的乙個十分重要的特點，即對於了貫徹預防原則，應用統計技術對過程中的各個質量管理提出的原則、方針、目標都要有科學措施階段進行評估和監察，從而保證成品與服務滿足與科學方法來保證它們的實現，這體現了質量管理要求的均勻性。由於科學技術的迅猛發展，產品
的科學性。同時，為了保證預防原則的實現，提出的不合格率迅速降低，生產控制方式也由過去的
了過程控制理論以及控制過程的具體工具一控
３ ｏｒ控制方式演變為６ ｏｒ（表示過程能力）方式 。
製圖，現代統稱之為ｓｐｃ，其具有以下特點：
在當代土石壩施工過程中，《碾壓式土石壩①與全面質量管理相同，強調全員參與，而施工規範規定：壩體各種料壓不是只依靠少數質量管理人員；
實檢查專案及取樣次數要滿足設計和相關規範要②強調應用統計方法來保證預防原則的實現；求。在壓實檢查專案中主要有防滲料的幹密度、③ｓｐｃ不是用來解決個別工序採用什麼控
反濾料幹密度、過渡料幹密度、堆石料幹密度，對製圖的問題，而是強調從整個過程、整個體系出發
這些檢查專案引數進行質量資料統計，並且在實
來解決問題，ｓｐｃ的重點在於ｐ（過程）。
際工程中，工程質量都是在動態的過程中形成的，因此，在土石壩施工過程中，過程控制非常重
而統計過程控制能提出在施工過程中質量狀態的
要，特別是對檢查專案的資料進行統計分析來判
變化情況，使工程質量始終處於受控狀態，同時，
斷質量的動態變化。
在統計過程控制中提出的過程能力更能體現技術２．２統計過程診斷（ｓｐｄ）
管理能力和質量控制狀況是否很好 ｊ。
ｓｐｃ可以判斷過程的異常，及時警告，貢獻很
同時，根據相關規範和合同檔案的規定，壩料
多，但其也有侷限性，它不能告知異常是什麼因素的各種檢查專案指標只進行了最大值、最小值、平引起的，發生在何處，也就不能進行診斷。但是，均值、標準差的統計分析，但沒有過程能力的分現場需要解決的是要知道引起異常的因素是什析。過程能力的分析能反映質量過程的波動，能麼，是什麼時候引起的，是在什麼地方引起的這些及時進行控制和糾正，從而對質量控制提出了更
在現場迫切需要解決的問題，否則既使想糾正也收稿日期：２０１１講
無從下手，因此，需要將現場實際與理論聯絡起
第３０卷總第１４５期四川水力發電２０１１年６月
的加工質量滿足技術標準的能力，它是衡量過程
加工內在一致性的，穩態下的波動最小。通常６
能力指數值並非越大越好，而應在乙個適當的範
圍內取值。
對於土石壩填築中土料的壓實度、含水量、
倍標準差（６０＂）表示過程能力，其數值越小越好。根據上述，在評估過程能力之前，首先必須將過程調整到穩態，並且當所使用的控制圖已經判穩，反映過程處於穩態，然後才能開始對過程能力進行評估。
就土石壩填築中的各種料的壓實指標可以採
ｐ５含量都有上下限的要求，在過程能力指數中主
要表現在雙側公差情形能力指數和有偏離情形的
過程能力指數兩種情況，其計算式分別如下：
雙側公差情況的過程能力指數ｃ。：一一
乙取每月或每旬進行過程的評估，看其是否滿足相應的技術標準，同時可以通過過程能力指數
度量過程能力，其主要包括雙側公差情形能力指數、單側公差情形的過程能力指數、有偏離情形的過程能力指數三種狀
況。式中為技術公差的幅度；ｔｖ、分別為上、下
公差界限；為質量特性值分布的總體標準差。
有偏離情形的過程能力指數ｃ ：
ｃ ＝（１一 ）ｃ （１一ｋ）
，』一（一 ）
過程能力指數的值越大，表明產品的離散程
度相對於技術標準的公差範圍越小，因而過程能力就越高；過程能力指數的值越小，表明產品的離
散程度相對公差範圍越大，因而過程能力就越低。
式中根據以上公式可以計算相應的過程能力指數，對計算出的過程能力指數採用以下引數進行
評價（表２）。
因此，可以從過程能力指數的數值大小來判斷能力的高低。從經濟和質量兩方面的要求看，過程
表２過程能力指數ｃｐ值評價參考表
４過程能力的應用與評價４．１數理統計及過程能力分析
用數理統計的方法，對碎石土的檢測專案進行了最大值、最小值、平均值及標準差的統計分析，其檢測結果見表３。
在毛爾蓋水電站大壩工程施工過程中，通過
現場採集的大量檢測資料，按照設計標準要求，採
表３碎石土檢測成果統計表
通過以上統計分析只能反映碎石土料的檢測指標是否滿足相關的技術要求，而不能反映壓實質量的好壞和施工工藝的保證能力。
因此，在以上統計分析的基礎上，再次對碎石土的壓實度和ｐ５含量的施工過程能力進行全面
分析，其分析結果見表４、５。
表４碎石土壓實度（設計要求控制指標）施工控制過程能力分析表
困剛永才等：統計過程控制（ｓｐｃ）在土石壩試驗資料分析中的應用２０１１年第３期
注：屍５最大值為５４．５％，最小值為２６．９％，平均值為４１．６４％，滿足設計 ≤５ｏ％的要求。
通過過程能力的分析，能反映碎石土填築的壓實度質量較好、ｐ５含量控制較好、施工工藝保證能力強。
同時，在水牛家水電站大壩工程填築過程中，
通過現場採集的大量檢測資料，按照設計標準要求，採用數理統計的方法，對碎石土施工過程能力
進行了全面分析，其檢測結果及過程能力分析見
表６、７、８、９。
表６碎石土檢測成果統計表
一～級嘉纛蒡含水量
ｐ５設計值
／％統計組數
ｓ屍５平均值／％
３９．９６３ ６
標準差８
，．ｚｓ ｓ
過程能力指數ｃ過程能力評價等級ｓ級－
苗－ｉｐ５施工址性
注：ｐ５最大值為５９．３４％，最小值為４．３９％，平均值為滿足設計ｐ５≤５０％的要求。
通過以上數理統計和過程能力分析，也能反
映出碎石土的壓實度、含水量和ｐ５含量控制質量的好壞，如上表中碎石土的含水量和ｐ５含量的過程能力不高是由於受料場天然特性的影響，因此，需要在料場的開採及製備上進行質量控制，
以達到很好的壓實質量和含水量的控制，同時做好施工工藝控制。
根據正態分佈特徵，含
水量控制偏差統計量分布服從
碎石土含水量控制偏差滿足設計要求的保證率分析：根據設計要求，填築施工區間。一１％
≤ ≤ 。＋３％，將其轉換為標準正態分佈ｎ（０，１）。
在水牛家和毛爾蓋水電站大壩碎石土壩料填
築過程中採用過程能力分析，能及時反映壩料的各種指標的***壞，同時也能反映施工工藝的保證能力，從而做好過程中的隨時解決和糾偏，以達到優質工程要求。
４．２ 土料含水量偏差保證率
ｕ ＝（一一２．９３８；
一 （一
碎石土含水量控制偏差滿足設計要求的保證
率為９０．９９％。
在水牛家水電站大壩填築中，一共進行了碎
石土含水量的檢測１２３６組，含水量偏差平均值高塑性粘土含水量的檢測共１６４０組，計算
（下轉第８０頁）
困石東誠等：龍頭石水電站工程的水土保持治理２０１１年第３期
草、植樹等植物措施。②渣場區：按照「先擋後砌」的原則，堆渣前坡腳設定擋牆進行防護，堆渣
後坡面進行混凝土護坡、乾砌石護坡，設定馬道和
會議認為，建設單位依法編報了水土保持方
案，並組織開展了水土保持專項補充設計，優化了施工工藝，開展了水土保持監理、監測工作，較好
地控制和減少了工程建設中的水土流失，水土流失防治指標達到了水土保持方案確定的目標值，執行期間的管理維護責任落實，符合水土保持設施竣工驗收的條件，同意該工程水土保持設施通過竣工驗收。５結語
排水溝等措施，坡頂進行綠化。③料場區：枯期備
料，汛期在備料區採料。採取分級開挖、預留擋坎，**沉砂淨化，防止泥砂及渾水進入河道。④施工區公路：
高邊坡坡底砌築擋牆、坡面撒播草籽、較陡的部位栽種本地根系發達的草種；對於矮邊坡具備覆土條件的掛三維網覆土撒播草籽；路邊平地覆土撒播草籽和栽種道旁樹。⑤施工生產
生活區：對工程施工生產生活區臨河面採取漿砌
筆者對四川省石棉縣龍頭石水電站工程水土
石擋牆防護，設定排水溝，在有條件的地方種草綠化。⑥移民造地及安置區：周圍設定排水、綠化等配套設施。
對造地工程臨河面設定擋牆或貼坡防護。⑦水庫淹沒及影響區：正常蓄水位以上種草。
這些措施的實施，不僅有效的防止了水土流失，也美化了環境。
４．４水土保持驗收
保持治理方案的編制、實施、監理、監測、評估和驗
收等幾個方面進行了總結，得出的結論為：水土保持工作應與主體工**正做到「三同時」；另外，建設單位只有高度認識水土保持治理工作的重要性，嚴格按照國家的相關法律法規開展工作，才能使工程的水土保持順利進展，並帶來良好的經濟效應和社會效應，實現能源開發與環境保護的和諧統
一、實現水土資源的可持續利用和生態環境可持續維護。
作者簡介：
石東誠（１９７６－），男，湖南新邵人，工程師，學士，從事水利水電工
程施工技術與管理工作；
２００９年１２月，驗收會議由水利部長江水利
委員會在成都主持召開。四川省水土保持局，雅安市水務局，石棉縣水務局，建設單位，長江水利委員會長江流域水土保持監測中心站以及水土保持方案編制、主體工程設計、水土保持監測、監理和施工單位的代表、專家參加了會議。（上接第７６頁）
得出含水量偏差平均值根據正態分佈特徵驗證得含水量控制偏差統計量分布服從正態分佈
那麼，高塑性粘土含水量控制偏差滿足設計要求的保證率分析為：設計要求填築施工區間
將其轉換為標準正態分佈ｎ（０，１）。
田勇華（１９７７一），男，湖北枝江人，副總工程師，工程師，學士，從事
水利水電工程施工技術與管理工作．（責任編輯：李燕輝）
而保證產品與服務符合規定要求的一種質量管理
技術，是過程控制的一部分。從內容上說主要有
兩個方面：一是利用控制圖分析過程的穩定性，對過程存在的異常因素進行預警；二是計算過程能力指數、分析穩定的過程能力滿足技術要求的程度，對過程質量進行評價。
在實際工程中，工程質量都是在動態的過程中形成的，而統計過程控制（ｓｐｃ）能夠及時提出一＝
施工過程中質量狀態的變化情況，使工程質量始終處於受控狀態，與現行的質量控制模式相比更具及時性和動態性的進行控制和糾偏。
參考文獻：
［１］國家質量監督檢驗檢疫總局質量管理司．質量專業理論與
實務［ｍ］．北京：中國人事出版社．２００２．
［２］碾壓式土石壩施工規範作者簡介：
９１．２７％
高塑性粘土含水量控制偏差滿足設計要求的
保證率為９１．２７％．５結語
統計過程控制在土石壩試驗資料分析中的應用對土石壩的質量控制有很大的幫助。它是應用統計技術對過程中的各個階段進行評估和監控，建立並保持過程處於可接受的、且穩定的水平，從
剛永才（１９８０一），男，青海樂都人，專案總工程師，工程師，學士，從
事水利水電工程施工技術與管理工作；
李法海（１９７５一），男，重慶開縣人，分局黨委書記兼毛爾蓋專案部
專案經理，工程師，從事水電工程專案管理工作．
（責任編輯：李燕輝）圈
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