沖抓套井回填黏土防滲墻在工程中的應(yīng)用

羅四秀

(永豐縣陶唐鄉(xiāng)水利站，江西 吉安331500)

1 工程實(shí)例

永豐縣野溪水庫是以灌溉為主，具備防洪和養(yǎng)殖等綜合功能的水庫。該水庫經(jīng)受多次大洪水的考驗(yàn)，壩體受到侵蝕較為嚴(yán)重，特別是相關(guān)防滲結(jié)構(gòu)和具體措施受到較大程度的破壞，部分壩體存在滲漏通道，且在幾次大洪水退后沒能及時進(jìn)行修繕，各壩段不同程度存在滲漏和其他隱患。壩體存在一定的滲漏問題，大壩具體的滲流穩(wěn)定參數(shù)無法滿足相關(guān)規(guī)范要求。水庫大壩主要是均質(zhì)土壩，素填土是大壩主要類型的填土，地層結(jié)構(gòu)經(jīng)相關(guān)勘探后自上而下確定為:

1)壩身主要采用的填筑土其質(zhì)地主要為礫砂黏土，廣泛應(yīng)用和分布于壩身，其土質(zhì)從結(jié)構(gòu)方面看較為松散，碾壓不均勻、不密實(shí)，其中礫砂成分較多，防滲能力不佳，壩身土填筑經(jīng)多年使用后存在一定的風(fēng)險隱患。透水性屬于中等水平，其層厚約為0.81～10.02 m。

2)層軟塑—其主要為可塑狀的含粗砂類黏土，工程地質(zhì)相關(guān)條件較差，是中等強(qiáng)度的地層，強(qiáng)度不高，且層厚存在極不均勻的分布，層面間的高差存在較大的起伏。主要技術(shù)參數(shù)中滲透系數(shù)為k=1.61×10－5cm/s，可以看出其滲透系數(shù)較小，是弱透水層。

3)層可塑—主要為硬塑狀黏土，從施工的角度看工程條件也比較好，是中等以上強(qiáng)度的地層結(jié)構(gòu)，具體強(qiáng)度比較高，從層厚分布角度看分布不均勻，其層面間高差的起伏情況也比較大，相應(yīng)的滲透系數(shù)為k=2.74×10－6cm/s，該結(jié)構(gòu)層的滲透系數(shù)較小，系微透水層。

2 壩體在防滲方面的相關(guān)設(shè)計(jì)

采用黏土防滲墻對大壩實(shí)施防滲加固工作，主要利用套井成墻施工工藝進(jìn)行具體施工工作，井徑為1.15 m，井距為0.780 m，采用單排布置的方式［1］。在施工中防滲墻底部參數(shù)為深入壩體基準(zhǔn)線以下1.6 m，采用相應(yīng)的塑性指數(shù)＞17 的回填土，黏粒的具體含量應(yīng)≥30%的黏土，在含水量控制方面要求回填土含水量接近于最優(yōu)含水量，如含水量方面入土料含水量過大也可采用翻曬措施，土料的粒徑≤5 cm，不能含有樹根等雜物。

3 施工過程

3.1 工藝流程和施工步驟

可以采取平整場地，然后進(jìn)行測量放樣，其后進(jìn)行鉆孔作業(yè)，回填作業(yè)緊隨其后進(jìn)行，回填作業(yè)后開展夯實(shí)作業(yè)，隨后階段進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.2 鉆孔工作

根據(jù)具體的施工圖紙，放樣沖抓樁機(jī)必須對準(zhǔn)中心樁，造孔工作按照圖紙要求依次進(jìn)行、逐一完成。在具體的造孔作業(yè)中要時刻檢查和關(guān)注成孔的垂直度，確保各孔間相應(yīng)的套接厚度，垂直度在成孔作業(yè)中應(yīng)控制在3‰以內(nèi)。

3.3 回填作業(yè)

在開展回填作業(yè)前，要夯實(shí)井底浮土，要保持井內(nèi)無水的狀態(tài)。在井內(nèi)存有滲水的情況下要及時采用水泵抽干的方法解決。在實(shí)施回填鋪土作業(yè)是要求鋪土要均勻平整，并分層進(jìn)行鋪筑，鋪筑厚度應(yīng)控制在30 ～50 cm為宜。必須對回填土進(jìn)行計(jì)量，防范因超量造成的不合理回填。

3.4 夯實(shí)作業(yè)

對于回填土料要利用夯錘進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)，在作業(yè)前開展擊實(shí)試驗(yàn)，測出夯錘的擊實(shí)次數(shù)以及落距、土層相應(yīng)的厚度、土料含水量等相關(guān)參數(shù)。夯錘的球冠直徑不應(yīng)大于井口直徑，控制在孔徑0.5 ～0.9倍的范圍內(nèi)，在作業(yè)前要保證夯錘中心留有空氣孔，并保持空氣孔的暢通狀態(tài)，進(jìn)行夯擊操作是時要保持與套井壁間約10 cm的空隙，確保夯錘在落地時形成的氣浪沖擊波產(chǎn)生的震動不至于影響土壩原有結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，同時擠緊土向孔周邊。一般而言夯距應(yīng)確定為2 m，具體的夯擊次數(shù)控制在20 ～25 次為宜。

4 施工中要特別注意的事項(xiàng)

1)在實(shí)施造井作業(yè)前要提前15 ～20 d將水庫水位控制在水庫設(shè)計(jì)水位以下，造井作業(yè)中要求井壁保持垂直狀態(tài)，同一排井在施工作業(yè)時圓心必須保持在同一軸線上。如果有塌方情況發(fā)生，必須重新下土回填后進(jìn)行夯實(shí)，并對井壁進(jìn)行固結(jié)作業(yè)，阻止和防范塌方的發(fā)展和蔓延，然后才可再度開展造井作業(yè)。

2)造井作業(yè)完成后必須檢查井底的清基情況以及造井深度和基巖開挖的深度，同時記錄其他重要的信息和情況情況。下孔檢查作業(yè)人員必須應(yīng)用安全罩實(shí)施載人下孔作業(yè)，保障人身安全。

3)進(jìn)行沖抓黏土防滲墻處理時最大深度要控制至水庫死水位。施工作業(yè)時若水庫水位高于套井的實(shí)際深度，井底滲水少的情況下，可將積水清除并盡快進(jìn)行下土回填處理;井底出現(xiàn)較多滲水、積水時，先用干土吸水、夯實(shí)，然后抓除干凈吸水后的濕土，井底基本無水再實(shí)施具體的回填作業(yè)。

5 質(zhì)量控制和檢驗(yàn)

5.1 施工過程中的控制檢驗(yàn)

對土料的質(zhì)量開展定期檢查，確保土料具體指標(biāo)可以滿足設(shè)計(jì)施工的實(shí)際要求。

按設(shè)計(jì)確定套井中心線的相應(yīng)位置，造孔可以按照奇、偶數(shù)間隔順序作業(yè)。造孔過程中，要用垂球經(jīng)常對孔的垂直度進(jìn)行檢查，避免塌孔情況的發(fā)生。

檢查井底是否已經(jīng)清理干凈特別要注意積水排除工作，檢測孔深是否符合施工設(shè)計(jì)要求。作業(yè)施工的同時要對原壩體質(zhì)量進(jìn)行檢測和控制，對于不良情況要及時記錄并標(biāo)明位置和范圍，及時采取措施加以控制，并妥善加以處理。

5.2 回填壓實(shí)質(zhì)量檢驗(yàn)工作

要對回填參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，并在工地施工現(xiàn)場設(shè)立相關(guān)的檢測實(shí)驗(yàn)室，對所有應(yīng)檢測范圍內(nèi)的各項(xiàng)內(nèi)容開展詳盡的檢測、檢驗(yàn)工作。做好各項(xiàng)記錄工作特別是特殊情況要及時記錄并及時通報。

5.3 定期開展施工后抽檢

抽檢工作可以采取隨機(jī)和重點(diǎn)抽檢的方式，重點(diǎn)抽檢施工過程中可能存在不達(dá)標(biāo)情況的套井，還有就是對重點(diǎn)部位的抽檢工作，如在施工過程中曾經(jīng)出現(xiàn)過塌方的部位等等，抽檢數(shù)量通常應(yīng)為套井總量的3%左右。一般采用工程鉆機(jī)在套井中心實(shí)施干鉆的辦法進(jìn)行，并采取分段取樣的辦法進(jìn)行送檢。

6 結(jié) 語

在實(shí)際應(yīng)用中沖抓套井回填黏土防滲墻技術(shù)就是利用相應(yīng)沖抓式的打井機(jī)具，在土壩或堤防防滲漏的整體范圍內(nèi)合適的位置造井，隨后通過用黏性土料進(jìn)行分層回填夯實(shí)處理，最終形成一道具有連續(xù)性的套接黏土構(gòu)成的防滲墻，可以的截斷相應(yīng)的滲流通道，達(dá)到實(shí)際的防滲目的。另外，在具體施工的過程中在回填黏土進(jìn)行夯擊的換機(jī)，施工機(jī)械的夯錘會產(chǎn)生對井壁周邊土層的擠壓，使井壁周圍的土體更加密實(shí)、可以實(shí)現(xiàn)堤壩質(zhì)量的進(jìn)一步提升，進(jìn)而達(dá)到防滲以及對壩體加固的目的。這項(xiàng)技術(shù)對于中低水頭的相應(yīng)土石壩滲流處理，可以收到比較好的效果。

［1］章偉明.套井回填防滲技術(shù)在小型水庫除險加固中的應(yīng)用［J］.廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院報，2006.