套井回填在洞口廟水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

伍哲偉

(寧?？h西店鎮(zhèn)人民政府,浙江 寧海 315613)

1 工程概況

洞口廟水庫位于寧波市寧?？h西店鎮(zhèn)境內(nèi)紫溪中下游,緊臨甬臨高等級(jí)公路與甬臺(tái)溫高速公路,有機(jī)耕路直通壩頂,距寧波櫟社機(jī)場45 km,離寧?？h城20 km,交通便利。

水庫上游集雨面積為10.93 km2,河道主流長度為6.59 km,河道(水庫壩址至分水嶺)平均比降為76.35‰。水庫總庫容198.27萬m3,正常庫容121.54萬m3,工程等別為IV等,工程規(guī)模為小(1)型。水庫大壩為黏土心墻壩,最大壩高21.5 m,壩頂高程46.24～47.66 m(1985年國家高程基準(zhǔn),下同),主壩頂軸線長140 m,壩頂寬4.0 m,副壩頂長200 m。主要建筑物有攔河大壩、溢洪道及輸水建筑物,等級(jí)為4級(jí)建筑物,此次加固設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000 a一遇。相應(yīng)的水位分別為設(shè)計(jì)洪水位43.27 m,校核洪水位43.91 m[1]。

2 防滲體沖抓套井回填的原理

沖抓套井回填是一種垂直防滲技術(shù),適用于中、小型均質(zhì)土壩、心墻壩的防滲加固處理。該技術(shù)主要是在土壩滲漏范圍內(nèi)原防滲體中,沿壩軸線單排或多排布置利用沖抓錐取土造井,再向套井內(nèi)分層回填黏土 (層厚20～40 cm),由鉆機(jī)的動(dòng)力和卷揚(yáng)設(shè)備帶動(dòng)夯錘加以夯實(shí),形成1道連續(xù)的黏土防滲墻;同時(shí),夯實(shí)對孔周圍土體有壓實(shí)作用,使壩體局部密度增大、滲透系數(shù)減小而達(dá)到截?cái)鄩误w的滲流,達(dá)到防滲加固的目的[2]。

3 沖抓套井回填的應(yīng)用

洞口廟水庫大壩全線采用單排沖抓套井黏土回填進(jìn)行防滲處理,套井回填黏土心墻軸線布置在大壩軸線上游側(cè)40 cm處,沿大壩全長布置,按照主孔和套孔相間布置,1主1套相交連成井墻,套井為整圓,主井被套井切割呈對稱蝕圓。

套井為單排布置,鉆孔直徑1.1 m,孔距0.8 m,有效厚度75.5 cm。套井心墻最小深度3.11 m,最大深度23.28 m,套井底部1.0 m采用1∶5水泥土回填。共布置主井和套井426個(gè),平面總長340 m。

3.1 回填材料

填筑防滲墻的土料選用素黏土,其黏粒含量要求在15%～40%,含水率控制在15%～25%,設(shè)計(jì)干容重＞15.0 kN/m3,滲透系數(shù)＜10-5cm/s。

3.2 施工準(zhǔn)備

在施工前,先開挖大壩壩頂,放出黏土防滲墻軸線,經(jīng)過監(jiān)理及業(yè)主核準(zhǔn)后用編號(hào)的木樁打入每個(gè)井孔的中心位置,放樣要一次完成。測量放樣時(shí),數(shù)據(jù)必須經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)督人員審核后及時(shí)做好記錄。

3.3 施工順序

沖抓套井回填施工的工藝流程為:布孔—安機(jī)—造孔—清理—回填夯實(shí)—質(zhì)量檢查。其中施工操作主要包括造孔、回填、夯實(shí)3個(gè)環(huán)節(jié)。施工從壩右端向壩左端進(jìn)行。

3.4 造 孔

套井沖抓造孔采用SJ2-95型沖抓鉆機(jī)造孔,根據(jù)放樣軸線成孔。套井回填在大壩上游削坡以前進(jìn)行,鉆孔布置在新大壩軸線上游側(cè)40 cm處,現(xiàn)狀壩頂開挖到45.30 m高程后作為施工平臺(tái)。造孔按主孔和套孔相間布置,1主1套相交連接成墻。造孔時(shí)按一定順序,在同一排井中,先打主井,后打套井。造孔時(shí),保持井孔垂直,是施工操作的關(guān)鍵。嚴(yán)格控制井孔最大偏斜值,對于單孔偏斜值不超過3～8 cm為宜。以保證井與井之間能互相套接,不致產(chǎn)生漏縫。開孔直徑為110 cm,在鉆孔中要垂直,不得偏移,套井中心距為80 cm,孔深至相對不透水層,深度由現(xiàn)場調(diào)整。

3.5 回 填

在回填土料前,井底保持無水,檢查井壁的土料填筑情況,以確定是否有集中滲漏通道或滲漏層面?；靥钔亮辖?jīng)寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院試驗(yàn)室檢測后選定料場開采,開采時(shí)要求按規(guī)范進(jìn)行,土料開采后,要打碎,粒徑一般不得大于5 cm,并不準(zhǔn)摻有草皮、碎石、樹根等雜物?；靥钿佂烈鶆蚱秸?分層填筑,松土層不宜過厚,以20～40 cm為宜。套井底部1.0 m采用1∶5水泥土回填,應(yīng)將合格土料與水泥拌勻后回填孔內(nèi)。位于庫水位以下的井段,應(yīng)加快施工速度。

3.6 夯 實(shí)

回填土的夯實(shí)是提高土的密實(shí)度和抗?jié)B強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié),具體夯擊參數(shù)經(jīng)試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)使用的夯錘重600 kg,高程控制夯距 2 m,夯擊次數(shù) 20～25次。一般回填控制夯距2 m,當(dāng)距頂2 m以內(nèi),夯距要＜2 m,以防壩頂開裂或沿孔周壅起。

3.7 注意事項(xiàng)

由于土料的不均勻及天氣變化影響,要求在第1個(gè)井回填后,用鉆機(jī)鉆取土樣進(jìn)行試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù),保證填土質(zhì)量。要嚴(yán)格按先主井后套井的順序施工;造孔應(yīng)連續(xù)作業(yè)不得停歇,以免塌孔;當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重塌孔時(shí),可用土回填擊實(shí)后,再進(jìn)行沖抓;當(dāng)井底有滲水時(shí),可傾倒干土,反復(fù)抓盡,直至把水吸干。施工時(shí)要注意錘落深度,及時(shí)回填,必要時(shí)可以重復(fù)鉆進(jìn)回填(先進(jìn)行上部處理、加固孔壁周圍土體,重新鉆孔回填)。塌孔嚴(yán)重時(shí)可以采用換填干土、石灰拌土以吸附水分,不可強(qiáng)行加深。

4 質(zhì)量檢查

洞口廟水庫除險(xiǎn)加固工程全線采用單排沖抓套井黏土回填進(jìn)行防滲處理。施工結(jié)束后,對套井施工質(zhì)量進(jìn)行抽查,每10個(gè)孔作為1個(gè)單元取1組土樣,對回填土料進(jìn)行含水率、干密度、滲透系數(shù)等進(jìn)行試驗(yàn)。該項(xiàng)目經(jīng)環(huán)刀法抽樣送寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院試驗(yàn)室檢測,最小干密度1.52 g/cm3,而滲透系數(shù)均＜1.0E-05,符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。經(jīng)杭州亞太建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司和寧?？h水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督站評(píng)定為合格。

5 結(jié) 語

寧海縣洞口廟水庫除險(xiǎn)加固工程防滲處理所采取的套井回填已經(jīng)施工結(jié)束。經(jīng)過近1 a的運(yùn)行情況來看,壩體滲漏明顯改善。該方法具有施工速度快、工程造價(jià)低、防滲效果顯著等特點(diǎn)。實(shí)踐證明,利用這種方法來處理洞口廟水庫壩體滲漏是成功的,對類似工程也有一定的借鑒作用。

[1]賀立霞,黃明雨.寧?？h洞口廟水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì) [R].寧波:寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,2008.

[2]葉鋒,曾鋼鋒.防滲體沖抓套井回填工程質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定[J].浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報(bào),2008(4)75-77.