摘 要：在水庫(kù)除險(xiǎn)加固中，防滲處理是重點(diǎn)，套井回填應(yīng)用有很好的效果。它的優(yōu)點(diǎn)是套孔回填粘土經(jīng)壓實(shí)后干容重增大，滲透系數(shù)減小防滲效果好，施工方法簡(jiǎn)單、操作方便、功效高、投資少等。本文以某水庫(kù)除險(xiǎn)加固為例，介紹了粘土套井回填施工的流程和方法。

關(guān)鍵詞：套井回填 除險(xiǎn)加固 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（a）-0063-02

水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的重點(diǎn)是防滲處理，水庫(kù)經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，大壩主、副壩（特別是副壩）后坡會(huì)有多個(gè)滲漏點(diǎn)，個(gè)別地方滲漏量還比較大，已經(jīng)對(duì)大壩的安全運(yùn)行造成一定的隱患，還有水電站處即輸水涵洞處，涵管砼與土方結(jié)合部也出現(xiàn)了滲漏的現(xiàn)象，對(duì)整個(gè)大壩及輸水涵洞處各個(gè)滲漏點(diǎn)的防滲處理，對(duì)滲漏處采取套井回填處理，從而達(dá)到防滲效果。

套井回填粘土技術(shù)是70年代初，由當(dāng)時(shí)浙江省溫嶺縣在水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固工程中首創(chuàng)，近年來(lái)，該項(xiàng)技術(shù)不斷得到完善和發(fā)展，并逐步推廣到江西、湖南、山西、四川、廣東等十多個(gè)省份；據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，全國(guó)約有大大小小上千座水庫(kù)采用了該項(xiàng)技術(shù)。沖抓套井回填粘土防滲墻的機(jī)理是：利用沖抓式打井機(jī)具，在土壩或堤防滲漏地段，沿壩、堤軸線或壩、堤軸線上游1 m處防滲范圍內(nèi)造井，單排或雙排布孔，用粘性土料分層回填夯實(shí)，形成一道連續(xù)的套接粘土防滲墻，截?cái)酀B流通道，起到防滲的目的，同時(shí)在夯擊時(shí)，夯錘對(duì)井壁的土層擠壓，使其周圍土體密實(shí)，提高壩體質(zhì)量，從而達(dá)到防滲和加固大壩的目的。此項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是套孔回填粘土經(jīng)壓實(shí)后干容重增大，滲透系數(shù)減小，防滲效果好，并可下孔檢查，保證質(zhì)量，同時(shí)也具有施工方法簡(jiǎn)單、操作方便、功效高、投資少等優(yōu)點(diǎn)；回填料易就地取材，但數(shù)量極大；且僅適用于水上施工，對(duì)水下或浸潤(rùn)線以下施工較為困難。

1 套井回填施工

1.1 工程概況

某水庫(kù)集雨面積為23.8 km2，最大庫(kù)容為1805萬(wàn)立方米，主流長(zhǎng)9 km，主壩長(zhǎng)1150 m，壩高13.75 m，相應(yīng)壩頂高程27.8 m，水庫(kù)灌溉農(nóng)田2.5萬(wàn)畝，防洪保護(hù)1.0萬(wàn)畝，發(fā)電裝機(jī)容量100 kW，年發(fā)電量15萬(wàn)度養(yǎng)魚(yú)水面1700畝，是一座以灌溉為主，結(jié)合供水、防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖的綜合利用的中型水庫(kù)。大壩安全鑒定為“三類壩”。水庫(kù)樞紐建筑物由攔河大壩、輸水涵洞、溢洪道、水電站等建筑物組成。

套井回填內(nèi)容有主壩0+000～0+120段單排套井回填，副壩1+150.3～1+195.3段雙排套井回填。后來(lái)因在實(shí)際施工過(guò)程中又發(fā)現(xiàn)主壩滲漏點(diǎn)，故又增加了主壩0+455～0+495段、0+500～0+545段、0+645～0+675段、0+800～0+810段四段單排套井回填，底部每孔2 m水泥土回填。共計(jì)完成主壩套井回填2218.91 m，副壩套井回填1048.11 m，水泥土458 m。

1.2 施工安排

施工準(zhǔn)備：

人員：根據(jù)工程量及施工進(jìn)度要求，安排每臺(tái)設(shè)備人工6人，分別為：指揮（機(jī)長(zhǎng)）一人，孔邊作業(yè)2人，機(jī)械操作1人，挖運(yùn)土2人。

機(jī)械設(shè)備：套井回填設(shè)備兩套（主要由卷?yè)P(yáng)設(shè)備、三角支架、沖抓機(jī)及鋼筋砼錘頭組成）、覆蓋土方防雨布各300平米、手推車等按需要備足。

材料：粘土、水泥等。

安全防護(hù)：警示標(biāo)志牌兩套、孔口防護(hù)兩套（包括覆蓋和維護(hù)，在回填未完成的情況下進(jìn)行覆蓋和安全維護(hù)）。

1.3 套井回填施工

1.3.1 工藝流程

布孔—→ 造孔—→ 開(kāi)挖土—→ 檢查記錄—→ 回填—→ 夯實(shí)—→ 取樣試驗(yàn)—→ 回填完畢—→ 清場(chǎng)。

1.3.2 造孔

（1）布孔：主壩沿壩軸線中心布置一排孔，副壩沿壩軸線中心布置兩排孔，造孔直徑1.1 m，孔距為0.80 m，單排套井回填有效厚度為0.75 m，雙排套井回填有效厚度1.55 m。

單排套井回填布孔：

先打奇數(shù)孔，再打偶數(shù)孔，即：先打1號(hào)孔和3號(hào)孔，再打2號(hào)孔，然后打5號(hào)孔，再回來(lái)打4號(hào)孔，以此類推向前。

具體的布孔情況如圖1所示。

雙排套井回填布孔：

雙排孔先布?jí)屋S線下游面的孔，再打上游面的布孔。即先打1號(hào)孔和3號(hào)孔，再打2號(hào)孔，然后再打5號(hào)孔，再4號(hào)孔；然后6號(hào)、8號(hào)，再7號(hào)，以此類推向前。

具體的布孔情況如圖2所示。

（2）造孔：造孔機(jī)械采用天臺(tái)縣機(jī)械廠生產(chǎn)的8JZ-95型沖抓式打進(jìn)機(jī)。該機(jī)具有裝配合理、機(jī)械性能好、操作簡(jiǎn)易、移動(dòng)方便等特點(diǎn)。鉆頭的四只葉片頭上鑲有錳鋼，剛性強(qiáng)，能適用砂土、粘土、礫石、卵石等各種土質(zhì)的沖抓。

（3）操作步驟。

①脫鉤下錐：下沖抓錐要慢，特別是在井口以上部位，鉆頭搖動(dòng)的情況時(shí)，要及時(shí)剎車，用人扶穩(wěn)后再下去，防止井口壁擴(kuò)大，造成運(yùn)土不便和增加工程量而造成浪費(fèi)，下沖抓錐時(shí)四個(gè)葉片完全張開(kāi)。

②沖擊：當(dāng)沖抓錐頭離井底（下方土體）約2 m高度時(shí)，完全松開(kāi)剎車，使沖抓錐頭自由落體進(jìn)行沖擊土方，抓到土方后，葉片合攏。

③抓土提升：沖擊抓土完成后，馬上扳運(yùn)手柄，使卷筒正轉(zhuǎn)，鋼絲繩慢慢上升，沖抓錐頭也提升上來(lái)。

④掛鉤：沖抓錐頭提升到井口以上，碰到自動(dòng)掛鉤器，當(dāng)3只掛鉤自動(dòng)進(jìn)入掛架內(nèi)（固定沖抓錐頭的保護(hù)裝置），便可松開(kāi)離合器并剎車，然后很慢地放下沖抓錐頭，當(dāng)沖抓錐頭掛好時(shí)，等候雙輪車到位，然后松開(kāi)葉片卸土。

⑤卸土：將雙輪車?yán)骄?，放松剎車，張開(kāi)沖抓錐頭，將土卸在雙輪車上，拉出井口，將土倒在指定的地點(diǎn)，然后再進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

1.3.3 檢查、記錄

造孔完畢，將沖抓錐頭拉到一邊安全位置，下井檢查造孔、詳細(xì)記錄、描述井壁柱狀情況。為了保證下孔檢查觀測(cè)人員的安全，可使用安全罩載人下孔；下井人員必須戴好安全帽，除井口1人指揮外，其他人員不得在井口圍觀，以防土塊等物下落，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)的動(dòng)力，將下井人員乘坐的鐵轎（下井人員要系好保險(xiǎn)帶）放到井底。記錄造孔的井壁情況（如漏水位置、滲水量、土質(zhì)情況等），作為原始資料，并通知監(jiān)理進(jìn)行深度驗(yàn)收。

1.3.4 回填

井孔檢查完成后，馬上進(jìn)行回填工作。如果井孔底部有少量積水，應(yīng)將備好的干土，倒入井孔內(nèi)，將積水吸干，重新抓取，直到井孔底部無(wú)積水為止，方可回填。

（1）回填土料：由業(yè)主提供合格的土料場(chǎng)，并在土料四周開(kāi)好水溝，土料進(jìn)場(chǎng)采用自卸車運(yùn)輸?？孜贿厒?～5個(gè)孔的土料，回填土料要求無(wú)草皮、樹(shù)根等雜物。要控制土料的含水量，對(duì)土體在施工前做好土工試驗(yàn)，保證土源能夠使用，包括擊實(shí)試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)、含水率、干容重試驗(yàn)等等，堆料表面采用覆蓋雨布防雨，含水量過(guò)高不得使用，在天晴是要進(jìn)行翻曬達(dá)到要求后方可使用。

（2）回填土的數(shù)量：每次下井的土料數(shù)量，根據(jù)實(shí)際情況試驗(yàn)計(jì)算得出350 kg左右。松土厚25～30 cm，夯實(shí)后為15～20 cm。

（3）回填土下井方法：采用對(duì)稱平衡法以達(dá)到均勻平整，將350 kg的土料裝在兩輛雙輪車上，以兩對(duì)角推到井口，同時(shí)倒入井內(nèi)，兩車土料在中間相碰，還有部分碰到井壁，通過(guò)井壁周圍反沖作用，落到井底的土料基本平整。

1.3.5 夯實(shí)

（1）錘：是人工制作的一只石錘（鋼筋砼）。直徑為90 cm，高度為56 cm，底部弧度為5 cm，周邊夾角為10°，錘重約500 kg。在錘高35 cm處相對(duì)稱的打4個(gè)洞，用Φ17 mm鋼絲繩穿好結(jié)好成水平垂直。采用這種夯型的好處是：使回填土創(chuàng)造側(cè)向膨漲的條件，進(jìn)行壓縮的應(yīng)力狀態(tài)，使與井壁老土緊密結(jié)合。

（2）落距與夯次：落距一般控制在2.0～2.5 m，具體控制方法：就是在鋼絲繩上做記號(hào)，先將夯錘放到井底，將松土打幾下，然后在井口鋼絲繩上做好記號(hào)，當(dāng)提升2.0 m左右時(shí)，進(jìn)行剎車，同時(shí)松開(kāi)離合器，夯穩(wěn)后即行打夯。夯次采用18次左右，根據(jù)回填土料的含水量等而具體確定的，也要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲得。

（3）取樣：一般每5 m深度抽取一個(gè)土樣進(jìn)行干容重、含水量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。具體操作方法：就是在回填到一定的深度，將夯錘提升到井口，并推到安全的位置，然后乘坐鐵矯（下井人員必須系保險(xiǎn)帶）下井取土樣。先將表面層土挖去，再將環(huán)刀用鐵錘平穩(wěn)打入土內(nèi)，然后挖掉環(huán)刀附近的土，深度超過(guò)環(huán)刀的高度，再小心細(xì)致地將環(huán)刀挖出。將環(huán)刀和濕土在天平稱上稱其總重量，再將濕土放在烘箱內(nèi)慢慢炒干，然后稱其干土重，計(jì)算含水量和干容重，如果計(jì)算出的干容重達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，將其回填土重新用沖抓錐抓取，直到干容重合格為止。另外還要抽取另一半土樣到有資質(zhì)的試驗(yàn)室做干容重和滲透系數(shù)的試驗(yàn)，如果結(jié)果出來(lái)不合格的，找到該孔位置重新造孔套井回填，也就是返工處理。

1.4 質(zhì)量檢查

及時(shí)在各道工序施工中進(jìn)行質(zhì)量檢查是保證套井回填質(zhì)量的重要措施，其主要內(nèi)容包括土料檢查、井孔檢查、施工參數(shù)控制及回填土檢測(cè)等項(xiàng)。

1.5 安全防護(hù)措施

（1）進(jìn)場(chǎng)前，機(jī)械設(shè)備經(jīng)過(guò)保養(yǎng)和檢修，特別是剎車部位進(jìn)行嚴(yán)格檢修后，再進(jìn)入工地。每天施工前必須進(jìn)行檢查，完工后進(jìn)行保養(yǎng)，破損配件必須及時(shí)更換。

（2）施工人員進(jìn)工地后，在技術(shù)交底時(shí)同時(shí)進(jìn)行安全教育，要求施工人員嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)規(guī)章制度，特別是下井人員安全帽的佩戴及保險(xiǎn)帶佩系。

（3）進(jìn)口防護(hù)必須嚴(yán)格，未完成的要覆蓋及安全警示（一般情況下當(dāng)天的井當(dāng)天回填完成，不留后患），不得人員機(jī)械等靠攏，夜間要點(diǎn)警示燈。機(jī)械設(shè)備上也要裝上警示裝置，以防人員與機(jī)械發(fā)生碰撞。

2 結(jié)語(yǔ)

本文中水庫(kù)加固防滲處理中采用粘土套井回填施工方案，套孔回填粘土經(jīng)壓實(shí)后干容重增大，滲透系數(shù)減小，防滲效果好，縮短建設(shè)周期，到達(dá)了加固處理的防滲效果，所以粘土套井回填施工確實(shí)可行。

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