套井回填施工技術(shù)在壩堤防滲加固處理中的應(yīng)用

梁海云

內(nèi)蒙古興安盟扎賚特旗河道管理站 內(nèi)蒙古興安盟扎賚特旗 137600

1 套井回填對(duì)水庫除險(xiǎn)加固的工作原理

套井回填主要是對(duì)小范圍內(nèi)水庫的加固。例如滲漏量比較小，在使用的過程中要進(jìn)行有效的勘察，盡量摸清大壩的滲漏情況，設(shè)計(jì)內(nèi)容要包括各個(gè)方面。利用沖抓式打井機(jī)具，在土壩滲漏范圍內(nèi)沿大壩縱向布設(shè)井位，井位套井位，相鄰井位有效搭接，井位內(nèi)用黏性土料分層回填，并用重錘夯實(shí)，在大壩內(nèi)沿縱向形成一個(gè)連續(xù)的黏土防滲墻。同時(shí)，在重錘夯擊時(shí)，對(duì)孔壁土層造成擠壓，使井孔周圍土體密實(shí)，有效截?cái)酀B漏通道，提高壩體防滲性能，從而達(dá)到了防滲加固的目的。

2 套井回填對(duì)水庫除險(xiǎn)加固的應(yīng)用范圍

（1）適用于均質(zhì)壩和寬心墻壩。（2）適用于筑壩土料質(zhì)量差或填筑質(zhì)量差，導(dǎo)致浸潤線出逸點(diǎn)過高，背水坡出現(xiàn)大面積散浸（滲水）的隱患處理。（3）適用于壩體分期施工時(shí)接合面未處理好，在壩體中形成水平薄弱層面，高水位時(shí)成為集中滲漏的隱患處理。（4）適用于汛后對(duì)漏水通道的處理。（5）適用于壩下涵管嚴(yán)重破損而無法修理時(shí)對(duì)管身進(jìn)行回填處理。（6）適用于土壩白蟻害處理，摻加藥物對(duì)蟻路、蟻巢進(jìn)行毒土回填。套井回填技術(shù)也有局限性。對(duì)于砂礫透水地基的滲漏問題、壩體與兩岸山坡接觸面的滲漏問題，采用套井回填技術(shù)處理效果不夠理想。此外，為保證施工質(zhì)量，要求井孔垂直，故套井深度不宜超過30m。

3 套井回填對(duì)水庫除險(xiǎn)加固的工藝流程

套井回填施工工藝流程為：場(chǎng)地平整—主孔沖抓挖土方—主孔沖抓回填土方—套孔沖抓挖土方—套孔沖抓回填土方—主孔沖抓挖土方—主孔沖抓回填土方—套孔沖抓挖土方—套孔沖抓回填土方，如此依次循環(huán)。其造孔和回填夯實(shí)的順序如圖1所示：先沖抓造孔并回填夯實(shí)孔1，接著造孔回填夯實(shí)孔2，再在孔3處造孔回填夯實(shí)，注意保證在孔3處造孔時(shí)不偏孔，相鄰孔內(nèi)土層硬度基本一致，如此循環(huán)做孔4，再做孔5。

4 套井回填對(duì)水庫除險(xiǎn)加固技術(shù)要求

4.1 井位布置

井位一般沿壩軸線偏上游布置，兩端必須超過滲漏范圍3～5m，井底高程必須在滲漏高程以下1～2m。井位布置時(shí)，首先應(yīng)通過滲流計(jì)算，從而確定防滲墻厚度δ。采用沖抓式打井機(jī)具造孔，開孔直徑一般在1.1～1.2m。以造孔直徑1.1m為例，如果要求防滲墻厚度δ為0.8m，則一般布置單排套井，孔距為0.75m，如果要求δ為1.6m，則應(yīng)布置雙排套井，梅花形布置，呈連環(huán)狀，排距0.8m，孔距0.98m，防滲墻有效厚度能達(dá)1.6m。根據(jù)對(duì)采用套井回填技術(shù)的黏性土防滲墻質(zhì)量研究，當(dāng)壩高20m以內(nèi)時(shí)，如采用單排套井，有效厚度0.8m，處理壩體滲漏效果良好。這是由于老壩體還有部分防滲功能，回填土料時(shí)對(duì)周圍土體有擠密壓實(shí)作用。

4.2 土料要求

回填土料應(yīng)選用黏土，質(zhì)量應(yīng)與碾壓式土壩心墻土料的要求相同。參照土壩設(shè)計(jì)的要求，土料應(yīng)進(jìn)行以下項(xiàng)目的試驗(yàn)：（1）有機(jī)質(zhì)、水溶鹽的化學(xué)性質(zhì)；（2）顆粒組成及顆粒比重，套井回填土料的黏粒含量一般應(yīng)大于35%；（3）土料含水量及干密度；（4）土料的液限、塑限；（5）標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，求得最大干密度、最優(yōu)含水量及壓實(shí)功能；（6）滲透系數(shù)。每個(gè)料場(chǎng)一般應(yīng)視土料多少，做1～3組土料試驗(yàn)，每組土料取土100kg（其中的原土應(yīng)用環(huán)刀取土樣）送到有資質(zhì)的土工試驗(yàn)單位進(jìn)行試驗(yàn)。各地在實(shí)際的套井回填施工中，選用的土料場(chǎng)黏粒含量一般大于30%～35%，含水量接近最優(yōu)含水量，壓實(shí)后滲透系數(shù)小于1×10-5cm/s。

4.3 造孔施工

（1）造孔施工前，應(yīng)將水庫放空。（2）要嚴(yán)格按先主井后套井的順序施工。套井沿施工軸線依次編號(hào)后，先施工1號(hào)、3號(hào)孔，再施工2號(hào)孔。為保證回填防滲墻的有效厚度，當(dāng)2號(hào)孔造孔完畢后，應(yīng)由施工監(jiān)理下井檢查，保證防滲墻達(dá)到設(shè)計(jì)的有效厚度。如由于套井偏斜造成套接厚度小于設(shè)計(jì)有效厚度的90%時(shí)，應(yīng)在其下游側(cè)補(bǔ)打1孔，以符合有效厚度要求。（3）嚴(yán)格控制井孔的垂直度。造孔的關(guān)鍵是要求井孔垂直，一般在套井施工時(shí)可先造孔2m深，檢測(cè)其傾斜度，確定鉆機(jī)架設(shè)平穩(wěn)后再向下抓進(jìn)。雖然有的工程提出井的偏斜度應(yīng)在4‰以內(nèi)，但是很難監(jiān)測(cè)控制。（4）造孔應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得停歇，以免塌孔。（5）監(jiān)測(cè)記錄。在造孔施工過程中，隨時(shí)注意壩體老土的顏色、顆粒結(jié)構(gòu)、有無雜物等，逐一做出記錄。造孔結(jié)束后，由施工記錄員緩緩下井觀察井壁狀況，做出描繪記錄（如是否有滲漏通道痕跡等）。每造10個(gè)孔，每孔深5m，取老壩體土樣1個(gè)做干密度、含水量試驗(yàn)，作為以后大壩管理的基本資料。（6）在造孔施工時(shí)，從壩體內(nèi)抓出的廢土應(yīng)及時(shí)運(yùn)出，不準(zhǔn)堆放在井周圍，以防引發(fā)坍井事故。

4.4 回填施工

回填施工應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）打井完畢后，應(yīng)立即連續(xù)進(jìn)行分層回填黏土夯實(shí)。（2）回填土料前，檢查井的深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；清除井底浮土及雜質(zhì)；如有積水應(yīng)用松干土料回填吸干，再抓出松土，直至井底無水時(shí)才能開始回填。（3）對(duì)每層填土厚度、夯錘重量、落錘高度、夯擊次數(shù)等參數(shù)應(yīng)先進(jìn)行試驗(yàn)，以達(dá)到設(shè)計(jì)控制干密度（壓實(shí)度）、滲透系數(shù)的要求，還應(yīng)考慮夯擊對(duì)壩體的震動(dòng)要小。（4）回填土料應(yīng)選用含水量符合設(shè)計(jì)要求、顆粒松散的黏壤土。如含水量不符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)進(jìn)行翻曬或?yàn)⑺幚?。?）分層回填厚度以0.3～0.5m為宜?；靥钔亮虾粚?shí)以壓實(shí)度控制，一般要求壓實(shí)度大于0．95，即夯實(shí)后達(dá)到的干密度達(dá)到最大干密度的95%以上。如設(shè)定分層夯實(shí)后的厚度為H(m)、套井孔徑的截面積為F(m2)、回填土料的濕密度為P濕，則每層倒入井中松土的質(zhì)量為G=F×P濕×H。（6）夯擊時(shí)夯錘落距2～3m，夯擊次數(shù)20～25次。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。（7）套井回填施工結(jié)束后，應(yīng)由上級(jí)質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)主持，對(duì)套井施工質(zhì)量進(jìn)行抽查。

5 結(jié)語

壩堤防滲處理技術(shù)措施較多，如何因地制宜地選擇防滲處理方案以滿足除險(xiǎn)加固工程的功能性、可實(shí)施性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境和安全性的要求，是建設(shè)各方必須重視的問題。