水库大坝套井回填施工中常见问题分析及对策探讨

徐荣翔

（浙江省长兴县和平水库管理所，浙江 湖州 313103）

水库大坝套井回填施工中常见问题分析及对策探讨

徐荣翔

（浙江省长兴县和平水库管理所，浙江 湖州 313103）

主要对水库大坝套井回填施工的特点、工艺等基本情况进行了概述，重点对套井施工过程中常见的问题进行了梳理，对问题产生的原因进行了总结归纳，并结合工程实践提出了切实可行的解决措施。

水库大坝；套井回填；问题分析；对策探讨

1 概述

1.1 施工特点

套井回填是水库大坝坝体除险加固和防渗漏处理的一种技术方法［1］，该方法70年代起源于浙江省温岭县。由于该方法施工机械设备简单、施工方便、工程量小、造价低、效果好，一般适用于造孔深度20m以下的土坝加固施工。

1.2 施工工艺

套井回填施工过程中用冲抓机造孔，然后用粘土回填并用夯实锤夯实粘土。一般冲抓孔直径110cm，孔距0.8 m，按孔与孔之间呈连环套形布置。按照工程需要可以设置单排或者多排套井，一般以双排套井为多。套井冲抓回填土料施工的流程为布孔—安机—造孔—清理—回填夯实—质量检查。

1.3 质量控制

套井造孔深度一般要求穿过碎石土层达到强风化基岩以下0.50 m，井底以上1.0 m范围采用1：1.5（水泥：粘土）回填夯实，其上用粘土夯实回填，回填每层厚度控制在15～20cm，回填后的粘土要求压实度≥0.96，渗透系数小于1×10-5cm/s。

2 常见问题分析

套井回填技术虽然是一项较为成熟的土坝加固措施，但是在日常施工过程中仍然会碰到一些影响施工安全以及施工质量的常见问题，值得我们对此进行探讨并提出解决对策。

2.1 造孔过程中井壁坍塌

在中小型土坝防渗加固套井回填施工过程中，井壁坍塌是非常也是对施工进度影响最大的问题之一［2］。造成井壁坍塌的原因有很多，除了施工过程中不可避免的冲抓震动之外，导致井壁坍塌的主要原因有以下几个方面：

（1）坝体土质比较松散；

（2）井壁渗水；

（3）施工中碰到砂砾石层。

2.2 套井孔倾斜

一般来说，套井孔成孔后孔斜率不能超过3‰，否则最终防渗体的有效厚度无法保证，从而影响到坝体加固的效果。在实际施工过程中套井孔倾斜的问题也经常发生，一般来说是因为冲抓机支撑机脚存在不均匀沉降导致的。机脚存在不均匀沉降会导致冲抓机轴线在造孔过程中发生慢慢偏移，从而导致井孔倾斜。

2.3 终孔位置不易把握

土坝套井施工设计方案中一般对终孔位置要求至少深入相对不透水层，如果清基不彻底会导致加固效果不好，过分深入基岩不仅施工难度大，而且容易对冲抓机造成损坏。

2.4 套井孔底积水

造孔完成后往往会存在孔底积水的情况，一般是土壤中孔隙水渗出的情况较多，水量一般可控，而孔底存在砂砾石层的特殊情况除外。

3 对策探讨

3.1 井壁坍塌的解决方案

套井回填施工中在造孔完成后必须尽快进行粘土回填并且一气呵成，一般等待时间不要超过0.5 h，避免各种原因导致的井壁不稳定情况发生。针对施工过程中井壁已经存在坍塌的情况，根据不同的原因分析可以采取不同的对策。

（1）土质松散导致的坍塌。可以采取回土挤压夯实后重新造孔的方式解决。

（2）井壁渗水导致坍塌。渗水量不大的情况下，可以回填粘土夯实挤压井壁进行封水后重新造孔；如果渗水量较大，回土重新造孔效果不佳的情况下，可以考虑在渗水侧上游打辅助套井的方式进行封水。

（3）存在砂砾石层导致塌孔。由于砂砾石层透水率较强，塌孔情况一般比较严重，这种情况往往是大坝施工时坝基清基不彻底导致的。如果砂砾石层厚度不大可以尝试采用重新造孔或辅助套井的方式解决，如果效果不佳或砂砾石厚度较大，可以降低套井设计深度，在砂砾石层采用多排帷幕灌浆的方案取代套井的防渗方案，可以大大降低套井施工的难度［3］。

3.2 控制孔斜的对策

针对孔斜产生的原因，通过2个措施可以解决孔斜的问题。一是施工前对造孔机机脚基础做好处理，可以采用垫钢板等加大受力面积减少机脚沉降的方式进行处理；二是对孔斜进行监测。在井孔每进尺3 m左右进行一次孔斜测试，如果发现孔斜超过标准随时对机架进行调整，确保孔斜率控制在3‰以内。

3.3 “三位一体”确定终孔位置

从理论上来说，通过地质工程师下井勘测的方式是确定终孔位置的最佳方式。但在工程实践中，由于井壁坍塌情况较多，每个孔都下井勘测安全隐患较大。一般可以采取“地质勘探结果+现场判断+工程师下井确认”三位一体的方式对终孔位置进行确定。即用地质勘探结果大致确定终孔位置，施工过程中采用听声（冲抓机和岩石碰撞的声音）、看物（对抓机带上的渣土进行分析）的方式判定是否到位（一般听到冲抓机和岩石清脆的撞击声，抓机3～5次抓不上渣土可以认为已经造孔到位），最后按照10%左右的比例在土质条件较好的套孔（前后孔已经完成粘土回填的孔）由工程师下去现场检测进行抽验。通过“三位一体”的方式，套井终孔的位置一般都能较好的进行控制。

3.4 孔底积水的解决方案

套井回填施工中在造孔完成后要求尽快进行粘土回填并且一气呵成，一般等待时间不要超过0.5 h，避免各种原因导致的井壁坍塌及孔底积水。如果造孔完成时已经有水，一般采用干土吸水然后重新清孔的方式解决，待孔底干燥之后再进行粘土回填，根据水量大小可以进行多次操作。如果是由于存在砂砾石层导致孔底积水或涌水的情况，可以采用辅助套井封水或者降低套井设计深度，并结合多排帷幕灌浆防渗的方式进行处理。

4 结语

套井回填施工不仅有着施工机械设备简单、施工方便、工程量小、造价低、效果好的特点，而且相对于防渗墙等方案还具有方便补强，多次重复加固的优点，所以在浙江地区使用广泛。本文结合笔者多年的土坝套井加固实践，对套井回填施工中存在的常见问题进行梳理的同时对问题产生的原因进行分析总结，并最终提出解决方案，希望能够对同行起到借鉴作用。

［1］项才德，邓成发.周公宅水库拱坝变形回归分析［J］.水电自动化与大坝监测，2011，35（6）：49-51.

［2］韩亚平，辛全才，庞先明，等.务川沙坝变形监测回归分析［J］.人民黄河，2013（07）：98-100.

［3］李占超，何建栋，黄浩浩，等.施工期混凝土拱坝变形安全监控模型研究［J］.水力发电，2011，37（4）：95-98.

TV641

B

1672-5387（2016）07-0074-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.07.025

2016-06-01

徐荣翔（1962-），男，工程师，研究方向：水库运行与管理。