套井回填施工技术在坝堤防渗加固处理中的应用

2018-04-15梁海云

商品与质量 2018年36期

梁海云

内蒙古兴安盟扎赉特旗河道管理站内蒙古兴安盟扎赉特旗 137600

1 套井回填对水库除险加固的工作原理

套井回填主要是对小范围内水库的加固。例如渗漏量比较小，在使用的过程中要进行有效的勘察，尽量摸清大坝的渗漏情况，设计内容要包括各个方面。利用冲抓式打井机具，在土坝渗漏范围内沿大坝纵向布设井位，井位套井位，相邻井位有效搭接，井位内用黏性土料分层回填，并用重锤夯实，在大坝内沿纵向形成一个连续的黏土防渗墙。同时，在重锤夯击时，对孔壁土层造成挤压，使井孔周围土体密实，有效截断渗漏通道，提高坝体防渗性能，从而达到了防渗加固的目的。

2 套井回填对水库除险加固的应用范围

（1）适用于均质坝和宽心墙坝。（2）适用于筑坝土料质量差或填筑质量差，导致浸润线出逸点过高，背水坡出现大面积散浸（渗水）的隐患处理。（3）适用于坝体分期施工时接合面未处理好，在坝体中形成水平薄弱层面，高水位时成为集中渗漏的隐患处理。（4）适用于汛后对漏水通道的处理。（5）适用于坝下涵管严重破损而无法修理时对管身进行回填处理。（6）适用于土坝白蚁害处理，掺加药物对蚁路、蚁巢进行毒土回填。套井回填技术也有局限性。对于砂砾透水地基的渗漏问题、坝体与两岸山坡接触面的渗漏问题，采用套井回填技术处理效果不够理想。此外，为保证施工质量，要求井孔垂直，故套井深度不宜超过30m。

3 套井回填对水库除险加固的工艺流程

套井回填施工工艺流程为：场地平整—主孔冲抓挖土方—主孔冲抓回填土方—套孔冲抓挖土方—套孔冲抓回填土方—主孔冲抓挖土方—主孔冲抓回填土方—套孔冲抓挖土方—套孔冲抓回填土方，如此依次循环。其造孔和回填夯实的顺序如图1所示：先冲抓造孔并回填夯实孔1，接着造孔回填夯实孔2，再在孔3处造孔回填夯实，注意保证在孔3处造孔时不偏孔，相邻孔内土层硬度基本一致，如此循环做孔4，再做孔5。

4 套井回填对水库除险加固技术要求

4.1 井位布置

井位一般沿坝轴线偏上游布置，两端必须超过渗漏范围3～5m，井底高程必须在渗漏高程以下1～2m。井位布置时，首先应通过渗流计算，从而确定防渗墙厚度δ。采用冲抓式打井机具造孔，开孔直径一般在1.1～1.2m。以造孔直径1.1m为例，如果要求防渗墙厚度δ为0.8m，则一般布置单排套井，孔距为0.75m，如果要求δ为1.6m，则应布置双排套井，梅花形布置，呈连环状，排距0.8m，孔距0.98m，防渗墙有效厚度能达1.6m。根据对采用套井回填技术的黏性土防渗墙质量研究，当坝高20m以内时，如采用单排套井，有效厚度0.8m，处理坝体渗漏效果良好。这是由于老坝体还有部分防渗功能，回填土料时对周围土体有挤密压实作用。

4.2 土料要求

回填土料应选用黏土，质量应与碾压式土坝心墙土料的要求相同。参照土坝设计的要求，土料应进行以下项目的试验：（1）有机质、水溶盐的化学性质；（2）颗粒组成及颗粒比重，套井回填土料的黏粒含量一般应大于35%；（3）土料含水量及干密度；（4）土料的液限、塑限；（5）标准击实试验，求得最大干密度、最优含水量及压实功能；（6）渗透系数。每个料场一般应视土料多少，做1～3组土料试验，每组土料取土100kg（其中的原土应用环刀取土样）送到有资质的土工试验单位进行试验。各地在实际的套井回填施工中，选用的土料场黏粒含量一般大于30%～35%，含水量接近最优含水量，压实后渗透系数小于1×10-5cm/s。

4.3 造孔施工

（1）造孔施工前，应将水库放空。（2）要严格按先主井后套井的顺序施工。套井沿施工轴线依次编号后，先施工1号、3号孔，再施工2号孔。为保证回填防渗墙的有效厚度，当2号孔造孔完毕后，应由施工监理下井检查，保证防渗墙达到设计的有效厚度。如由于套井偏斜造成套接厚度小于设计有效厚度的90%时，应在其下游侧补打1孔，以符合有效厚度要求。（3）严格控制井孔的垂直度。造孔的关键是要求井孔垂直，一般在套井施工时可先造孔2m深，检测其倾斜度，确定钻机架设平稳后再向下抓进。虽然有的工程提出井的偏斜度应在4‰以内，但是很难监测控制。（4）造孔应连续作业，不得停歇，以免塌孔。（5）监测记录。在造孔施工过程中，随时注意坝体老土的颜色、颗粒结构、有无杂物等，逐一做出记录。造孔结束后，由施工记录员缓缓下井观察井壁状况，做出描绘记录（如是否有渗漏通道痕迹等）。每造10个孔，每孔深5m，取老坝体土样1个做干密度、含水量试验，作为以后大坝管理的基本资料。（6）在造孔施工时，从坝体内抓出的废土应及时运出，不准堆放在井周围，以防引发坍井事故。

4.4 回填施工

回填施工应注意以下事项：（1）打井完毕后，应立即连续进行分层回填黏土夯实。（2）回填土料前，检查井的深度是否达到设计要求；清除井底浮土及杂质；如有积水应用松干土料回填吸干，再抓出松土，直至井底无水时才能开始回填。（3）对每层填土厚度、夯锤重量、落锤高度、夯击次数等参数应先进行试验，以达到设计控制干密度（压实度）、渗透系数的要求，还应考虑夯击对坝体的震动要小。（4）回填土料应选用含水量符合设计要求、颗粒松散的黏壤土。如含水量不符合设计要求，应进行翻晒或洒水处理。（5）分层回填厚度以0.3～0.5m为宜。回填土料夯实以压实度控制，一般要求压实度大于0．95，即夯实后达到的干密度达到最大干密度的95%以上。如设定分层夯实后的厚度为H(m)、套井孔径的截面积为F(m2)、回填土料的湿密度为P湿，则每层倒入井中松土的质量为G=F×P湿×H。（6）夯击时夯锤落距2～3m，夯击次数20～25次。当出现严重塌孔时，可用土回填击实后，再进行冲抓。（7）套井回填施工结束后，应由上级质量监督机构主持，对套井施工质量进行抽查。