倒挂井在水库防渗处理中的应用

摘 要：在水库除险加固中，防渗处理是重点，倒挂井应用有很好的效果。它的优点是工程量小，基础处理比较彻底，质量容易保证等。本文以某水库加固为例，介绍了倒挂井施工的流程和方法。

关键词：倒挂井 防渗 应用

中图分类号：TV5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0067-02

水库除险加固工程的重点是防渗处理，水库经过多年运行，大坝主、副坝（特别是副坝）后坡会有多个渗漏点，个别地方渗漏量还比较大，已经对大坝的安全运行造成一定的隐患，还有水电站处即输水涵洞处，涵管砼与土方结合部也出现了渗漏的现象，对整个大坝及输水涵洞处各个渗漏点的防渗处理，对大坝渗漏点及其他部位采取倒挂井处理，从而达到防渗效果。

20世纪70年代中期，河北省在大搞农田基本建设中，开创了人工开挖连锁井，浇筑混凝土井圈，井内填筑混凝土或粘土，从而截断地下潜流，用以灌溉农田，在此基础上，用于险坝渗漏处理。采用单井，自上而下开挖，分层浇筑混凝土井圈，先挖主井，后挖副井，互相搭接，井内回填混凝土或粘土，构成整体混凝土防渗墙。它的优点是单井施工，土拱作用，土压力小，施工安全；同时，单井施工工程量小，不需要大型或专用设备，对基础处理比较彻底，保证质量，不留隐患。80年代，湖北省丹江口水利枢纽在处理土坝心墙渗漏施工中，在原来倒挂井单井井套接防渗墙加固技术的基础上，加以改进创新，采用组井开挖，分序施工，类似冲击钻槽孔开挖，先挖单号井组，后挖双号井组，形成整体混凝土防渗墙。组井开挖浇筑方法，比单井施工减少了接缝，保证了施工质量，有利于加固防渗。此技术的优点是简单，不需要大型机械设备与专业施工力量，易保证施工质量，造价低，适应抗震要求。

1 倒挂井施工

1.1 工程概况

某水库集雨面积为23.8 km2，最大库容为1805万m3，主流长9 km，主坝长1150 m，坝高13.75 m，相应坝顶高程27.8 m，水库灌溉农田2.5万亩，防洪保护1.0万亩，xJcH9W5IQqyJIHdmyQEoQuU6WSEvev8EFd2ezD6/M1w=发电装机容量100 kw，年发电量15万度养鱼水面1700亩，是一座以灌溉为主，结合供水、防洪、发电、养殖的综合利用的中型水库。大坝安全鉴定为“三类坝”。水库枢纽建筑物由拦河大坝、输水涵洞、溢洪道、水电站等建筑物组成。

拦河大坝：主坝为粘土均质坝，坝高13.75 m，坝顶宽度5 m，坝顶长1150 m，副坝也为粘土均质坝，坝高15.2 m，坝顶宽度5 m，坝顶长45 m，主、副坝坝顶高程均为27.8 m（1985高程，下同）；输水涵洞：位于大坝左侧，采用坝下埋管，为双孔0.8×1.0 m2箱涵，洞长64 m，其中右侧一孔用于发电，尾水用于灌溉，输水量为0.8～1.0 m3/s；左侧一孔用于灌溉，最大输水量3.3 m3/s，采用塔式进水口，装有2台0.8×1.0 m2平板铸铁闸门，用手动螺杆启闭。溢洪道：位于大坝右侧，为开敞式正槽溢洪道，进口溢流实用堰长15 m，最大泄洪量127 m3/s。水电站：为坝后式，布置在右侧输水涵洞出口处，发电装机容量为100 kW，设计水头为9 m。

1.2 施工安排

1.2.1 施工准备

人员：根据工程量及施工进度要求，计划安排人工挖孔劳动力4人，两人一组（一上一下，分井下挖土和井上运土），设施工负责人一名，专职安全员一名；井壁砼制模、混凝土搅拌、运输、浇筑工人共7人。

机械设备：砼搅拌设备一套、空压机一台、两套小型起吊卷扬设备（能够提重250 kg）、井壁砼模板一套（按设计尺寸制作）、振捣器两套（一套备用）、对撑方钢每一层两套（上中下三个对撑点需六根，其尺寸按设计宽度）、抽水泵两台、砼溜槽设备一套、铁锹风镐等按需要备足。

材料：碎石、黄沙、水泥、钢筋、早强剂等。

安全防护：警示标志牌两套、安全防护护栏（按施工范围设置）、防雨棚（一是为了雨天也能不间断施工，二是为了防止淋雨后坍塌）、鼓风机和输风管（超过10 m深度，防止人工作业缺氧）、安全帽、上下井安全带两套、井上作业安全防护衣（安全带）两套。

1.2.2 施工测量

该工程拟投入的仪器主要有全站仪和自动安平水准仪等。

定位测量，位置必须准确，并用石灰粉放好样，主要是井上纵横梁位置的测量工作，井下测量主要是按纵横梁向下用测绳测量并进行施工控制，特别是垂直度。在场地整理及井下土方开挖时应保护好倒挂井的临时测点，在每一次砼模板制作完成前再要进行一次复核，在每次土方开挖前要对已完成的砼井壁复核，出现偏差，必须及时纠偏。

每一层井圈测量数据必须要书面报请复核，认定签字后开始下道工序施工。

1.3 施工流程图（图1）

1.4 施工方法

1.4.1 成孔施工

（1）采用短把的镐、锹等简易工具进行人工挖土，遇到比较硬的岩层时，可用风镐或人工凿除施工，垂直运土，采用人工配以卷扬提高设备进行垂直运土。轴线经复核无误后开始第一节开挖，每进尺1.1米做混凝土护壁一次，即以1.1 m为一个施工段；当孔深度超过10 m时用鼓风机和输风管向孔中送入新鲜空气，提土桶或吊笼上下保证联系通畅。本次施工的倒挂井为3孔连井，直径为2.4 m。

（2）成孔开挖以二人为一个小组配合，两个小组同时进行，每天安排3孔进行流水作业，保证每天进尺一模。

（3）开挖过程中遇到障碍物时，采用人工及空压机和风镐配合施工，比如遇到原先涵闸有砼墩台，采用风镐凿除等处理，必须保证井壁垂直不走样。

（4）成孔过程中，当遇井内有积水时，及时抽出孔内的水，从井孔内挖出的废土或石碴运出井边2 m之外。

（5）井位、垂直度、直径校核：井圈轴线的控制点和水准点设在不受施工影响的地方，施工中应经常复测。第一节护壁成孔后，由现场技术人员根据纵横梁轴线用十字线控制下一模的中心，作为往下施工模板对中和井位垂直度偏差控制的依据，直径检查用固定半径的线在中心点画圆的办法进行。

（6）为了使砼井壁尽快挂住，在砼拌合料中要掺入适量的外加剂（早强剂），施工间隔时间凭经验：要保证砼凝固后能够安全的挂住，夏季两天完成一挂，即今天浇筑完毕后第二天就可以进行下一挂的土方开挖，第三天又可以制模浇筑下一挂的砼井壁了，冬季五天完成一挂，即今天浇筑完毕后第四天才可以进行下一挂的土方开挖，第五天才可以制模浇筑下一挂的砼井壁。春秋两季可以三天完成一挂。

1.4.2 质量检查

检查主要分土方开挖、混凝土护壁两步进行，必须每段检查，发现偏差，随时纠偏，保证位置准确。其余的质量检查和工序报验等控制同一般的质量检查，也采取工序报验制度，监理采用旁站制，每道工序必须在旁站监理签字认可的前提下展开。遇到较复杂情况，如渗水严重、积水严重、开挖到较大面积的障碍物等情况，必须请监理、业主及施工单位全部到场共同协商解决，不可贸然自行处理，倒挂井护壁施工完成露出底部即砼截水环施工之前时，在设计等其他参建单位必须到场的情况下，作为隐蔽工程进行验收，在参建各方签字认可下方可进行截水环的浇筑（包括充填灌水泥浆）。

1.4.3 护壁（井壁）施工

（1）护壁模板。

护壁模板采用按设计图纸尺寸制作的定型钢模板，钢板厚4 mm，分三档横加筋肋并可以自由拆装，每个井圈分四片钢模组成，每两片用螺栓连接牢固，保证护壁施工模板不变形，立模时加强支撑，确保砼护壁厚度符合设计要求。

（2）护壁施工。

砼护壁施工时每个井圈采用上口直径为1.8 m，下口直径为井直径2.0 m，每挂高度为1.1 m。第一节护壁挂筋与横梁中预埋的钢筋连接并预埋第二节的护壁井圈的倒挂筋，以此类推，倒挂筋预埋连接，层层下去，直至井底。

（3）护壁砼浇筑

护壁砼采用砼施工规范进行，护壁砼标号为C25，采用350型搅拌机搅拌，平地采用人工手推车运输，垂直采用溜槽运输，2.2 kW插入式振捣器振捣密实，并按规定进行砼的养护。

1.4.4 成孔（挖孔）注意事项

（1）井孔的垂直度和直径，应每段检查，发现偏差，及时纠偏，保证位置正确，并形成书面资料，在工序报验单中记录。

（2）倒挂井深度按设计要求施工，挖出箱涵周边土方后，及时对箱涵周边进行清理并复核尺寸，按要求预埋灌浆管，邀请设计、业主、监理人员检查验收，进行隐蔽检查和做好隐蔽工程检查记录。

（3）发现有渗水现象的，要采取3 mm的pvc管沿井壁导流，把水导向井壁底部，防止渗水后出水对砼井圈造成破坏，以防所施工的该层倒挂井报废。

1.4.5 安全防护措施

（1）井孔开挖须交错进行，每成型一段立即验收并浇筑混凝土，浇筑时10 m半径内其他井下严禁有人作业，井孔内须设置安全爬梯，以备应急作用。

（2）在井孔内作业时，井口上面必须有专人监管，挖出的土方应及时运离井口，不得堆放在井口周围2 m范围内，而且堆放高度不得超过井口高度，以防土方堆高后土方侧向压力对井圈的破坏，围栏上不得放置工具，严禁有人倚靠围栏，并且要经常检查防止有物体坠落。

（3）在挖土运土过程中，当井孔开挖深度超过2 m时，在井底面以上2 m处的护壁上设置半圆形安全防护板（钢板）。

（4）当井深超过10 m时，必须向井孔内进行通风和换气，通风量不少于25 L/s，出风口距离操作人员应不大于2 m，通风过程中须经常检查通风管是否有破损，如有破损立即维修；在用风镐进行孔底凿岩时或砼浇筑时必须加大供风量，吹排凿岩产生的粉尘。作业区内须有防尘措施。

1.4.6 回填土方

截水环浇筑完毕后，砼强度达到80%，回填灌水泥浆处理完毕后，经各方同意后，即进行土方回填。先用风镐人工将井圈砼拆除，并将拆除物运出倒挂井，自下而上进行，拆一层砼井圈回填一层土方，夯实一层，并要使土方回填压实达到设计要求，直至到顶完成。

3 结语

本文中水库加固采用倒挂井施工方案，可减少大量的土石方开挖，降低工程成本，缩短建设周期，到达了加固处理的防渗效果，所以倒挂井施工确实可行。

参考文献

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