水庫大壩套井回填施工中常見問題分析及對策探討

徐榮翔

（浙江省長興縣和平水庫管理所，浙江 湖州 313103）

水庫大壩套井回填施工中常見問題分析及對策探討

徐榮翔

（浙江省長興縣和平水庫管理所，浙江 湖州 313103）

主要對水庫大壩套井回填施工的特點、工藝等基本情況進行了概述，重點對套井施工過程中常見的問題進行了梳理，對問題產(chǎn)生的原因進行了總結(jié)歸納，并結(jié)合工程實踐提出了切實可行的解決措施。

水庫大壩；套井回填；問題分析；對策探討

1 概述

1.1 施工特點

套井回填是水庫大壩壩體除險加固和防滲漏處理的一種技術方法［1］，該方法70年代起源于浙江省溫嶺縣。由于該方法施工機械設備簡單、施工方便、工程量小、造價低、效果好，一般適用于造孔深度20m以下的土壩加固施工。

1.2 施工工藝

套井回填施工過程中用沖抓機造孔，然后用粘土回填并用夯實錘夯實粘土。一般沖抓孔直徑110cm，孔距0.8 m，按孔與孔之間呈連環(huán)套形布置。按照工程需要可以設置單排或者多排套井，一般以雙排套井為多。套井沖抓回填土料施工的流程為布孔—安機—造孔—清理—回填夯實—質(zhì)量檢查。

1.3 質(zhì)量控制

套井造孔深度一般要求穿過碎石土層達到強風化基巖以下0.50 m，井底以上1.0 m范圍采用1：1.5（水泥：粘土）回填夯實，其上用粘土夯實回填，回填每層厚度控制在15～20cm，回填后的粘土要求壓實度≥0.96，滲透系數(shù)小于1×10-5cm/s。

2 常見問題分析

套井回填技術雖然是一項較為成熟的土壩加固措施，但是在日常施工過程中仍然會碰到一些影響施工安全以及施工質(zhì)量的常見問題，值得我們對此進行探討并提出解決對策。

2.1 造孔過程中井壁坍塌

在中小型土壩防滲加固套井回填施工過程中，井壁坍塌是非常也是對施工進度影響最大的問題之一［2］。造成井壁坍塌的原因有很多，除了施工過程中不可避免的沖抓震動之外，導致井壁坍塌的主要原因有以下幾個方面：

（1）壩體土質(zhì)比較松散；

（2）井壁滲水；

（3）施工中碰到砂礫石層。

2.2 套井孔傾斜

一般來說，套井孔成孔后孔斜率不能超過3‰，否則最終防滲體的有效厚度無法保證，從而影響到壩體加固的效果。在實際施工過程中套井孔傾斜的問題也經(jīng)常發(fā)生，一般來說是因為沖抓機支撐機腳存在不均勻沉降導致的。機腳存在不均勻沉降會導致沖抓機軸線在造孔過程中發(fā)生慢慢偏移，從而導致井孔傾斜。

2.3 終孔位置不易把握

土壩套井施工設計方案中一般對終孔位置要求至少深入相對不透水層，如果清基不徹底會導致加固效果不好，過分深入基巖不僅施工難度大，而且容易對沖抓機造成損壞。

2.4 套井孔底積水

造孔完成后往往會存在孔底積水的情況，一般是土壤中孔隙水滲出的情況較多，水量一般可控，而孔底存在砂礫石層的特殊情況除外。

3 對策探討

3.1 井壁坍塌的解決方案

套井回填施工中在造孔完成后必須盡快進行粘土回填并且一氣呵成，一般等待時間不要超過0.5 h，避免各種原因?qū)е碌木诓环€(wěn)定情況發(fā)生。針對施工過程中井壁已經(jīng)存在坍塌的情況，根據(jù)不同的原因分析可以采取不同的對策。

（1）土質(zhì)松散導致的坍塌。可以采取回土擠壓夯實后重新造孔的方式解決。

（2）井壁滲水導致坍塌。滲水量不大的情況下，可以回填粘土夯實擠壓井壁進行封水后重新造孔；如果滲水量較大，回土重新造孔效果不佳的情況下，可以考慮在滲水側(cè)上游打輔助套井的方式進行封水。

（3）存在砂礫石層導致塌孔。由于砂礫石層透水率較強，塌孔情況一般比較嚴重，這種情況往往是大壩施工時壩基清基不徹底導致的。如果砂礫石層厚度不大可以嘗試采用重新造孔或輔助套井的方式解決，如果效果不佳或砂礫石厚度較大，可以降低套井設計深度，在砂礫石層采用多排帷幕灌漿的方案取代套井的防滲方案，可以大大降低套井施工的難度［3］。

3.2 控制孔斜的對策

針對孔斜產(chǎn)生的原因，通過2個措施可以解決孔斜的問題。一是施工前對造孔機機腳基礎做好處理，可以采用墊鋼板等加大受力面積減少機腳沉降的方式進行處理；二是對孔斜進行監(jiān)測。在井孔每進尺3 m左右進行一次孔斜測試，如果發(fā)現(xiàn)孔斜超過標準隨時對機架進行調(diào)整，確?？仔甭士刂圃?‰以內(nèi)。

3.3 “三位一體”確定終孔位置

從理論上來說，通過地質(zhì)工程師下井勘測的方式是確定終孔位置的最佳方式。但在工程實踐中，由于井壁坍塌情況較多，每個孔都下井勘測安全隱患較大。一般可以采取“地質(zhì)勘探結(jié)果+現(xiàn)場判斷+工程師下井確認”三位一體的方式對終孔位置進行確定。即用地質(zhì)勘探結(jié)果大致確定終孔位置，施工過程中采用聽聲（沖抓機和巖石碰撞的聲音）、看物（對抓機帶上的渣土進行分析）的方式判定是否到位（一般聽到?jīng)_抓機和巖石清脆的撞擊聲，抓機3～5次抓不上渣土可以認為已經(jīng)造孔到位），最后按照10%左右的比例在土質(zhì)條件較好的套孔（前后孔已經(jīng)完成粘土回填的孔）由工程師下去現(xiàn)場檢測進行抽驗。通過“三位一體”的方式，套井終孔的位置一般都能較好的進行控制。

3.4 孔底積水的解決方案

套井回填施工中在造孔完成后要求盡快進行粘土回填并且一氣呵成，一般等待時間不要超過0.5 h，避免各種原因?qū)е碌木谔翱椎追e水。如果造孔完成時已經(jīng)有水，一般采用干土吸水然后重新清孔的方式解決，待孔底干燥之后再進行粘土回填，根據(jù)水量大小可以進行多次操作。如果是由于存在砂礫石層導致孔底積水或涌水的情況，可以采用輔助套井封水或者降低套井設計深度，并結(jié)合多排帷幕灌漿防滲的方式進行處理。

4 結(jié)語

套井回填施工不僅有著施工機械設備簡單、施工方便、工程量小、造價低、效果好的特點，而且相對于防滲墻等方案還具有方便補強，多次重復加固的優(yōu)點，所以在浙江地區(qū)使用廣泛。本文結(jié)合筆者多年的土壩套井加固實踐，對套井回填施工中存在的常見問題進行梳理的同時對問題產(chǎn)生的原因進行分析總結(jié)，并最終提出解決方案，希望能夠?qū)ν衅鸬浇梃b作用。

［1］項才德，鄧成發(fā).周公宅水庫拱壩變形回歸分析［J］.水電自動化與大壩監(jiān)測，2011，35（6）：49-51.

［2］韓亞平，辛全才，龐先明，等.務川沙壩變形監(jiān)測回歸分析［J］.人民黃河，2013（07）：98-100.

［3］李占超，何建棟，黃浩浩，等.施工期混凝土拱壩變形安全監(jiān)控模型研究［J］.水力發(fā)電，2011，37（4）：95-98.

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1672-5387（2016）07-0074-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.07.025

2016-06-01

徐榮翔（1962-），男，工程師，研究方向：水庫運行與管理。