淺談土石壩套井回填防滲補強施工技術

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(寧波四明湖建設有限公司， 浙江 余姚 315400)

淺談土石壩套井回填防滲補強施工技術

徐莉美，聶勇，黃建科

(寧波四明湖建設有限公司， 浙江 余姚 315400)

大壩滲漏是眾多小型水庫普遍存在且較為突出的問題，直接影響水庫工程正常、安全運行。套井回填防滲補強技術具有機械設備簡單、施工方便、工程量小、工效高、造價低及防滲效果好等優點，在解決許多土石壩的滲漏問題中發揮了顯著作用。本文詳細介紹了套井回填施工方法，以期為類似工程提供參考。

土石壩； 套井施工； 技術； 防滲

1 概 述

截止到2012年，余姚已建大小水庫298座。這些水庫在戰勝水旱災害，促進工農業生產，改善人民生活方面發揮了巨大作用。經過長期運行，部分工程老化、人為破壞嚴重，近幾年，余姚市對水庫存在的問題及隱患進行了排查，修補、加固了一批病險水庫。筆者所在單位曾承接了部分水庫除險加固工程施工，在四明湖水庫、盤船岙水庫、白羅岙水庫的除險加固過程中，使用了套井回填防滲補強施工方法，滲漏得到了控制，取得了良好效果。

2 套井回填施工技術工藝原理

2.1 沖抓錐挖孔系統

沖抓錐成孔套井采用卷揚機吊沖抓錐，錐頭內有重鐵塊及活動抓片，下落時，松開卷揚剎車，葉瓣抓片張開，錐頭下落沖入土中，然后提升錐頭，抓片閉合抓土，提升到地面將土卸下，如此往返循環作業直至達到成孔要求。

沖抓錐施工工藝流程是：場地平整→放樣定位軸線→標出孔位中心、挖孔灰線→沖抓錐就位、孔位校正→沖抓成孔→全面檢查驗收樁孔中心、直徑、深度、垂直度→排除孔底積水→分層回填黏土、分層擊實→取樣試驗。

開挖時隔孔進行，挖一孔、填一孔，按編號順序挖填。套井造孔順序見圖1。

圖1 套中造孔順序

2.2 黏土回填系統

a.回填料：黏土，要求含黏量不小于30%，含水量19%～23%。

b.毒土拌和：每1m3黏土摻和氯丹水劑10kg(氯丹水劑由50%氯丹乳劑加水稀釋50倍而成)；黏土摻用氯丹時，要求邊灑邊拌、邊拌邊用，避免毒土散失和孔外過夜。

c.回填鋪土按每層厚0.25m進行平整。

d.一般壓實要求：根據擊實試驗來確定錘重、提升高度、夯擊次數等參數。如：四明湖水庫套井回填時，錘重0.5t，提升高度5m，夯擊次數不少于7次。

e.回填料要求：干容重1.5t/m3，合格率98%。

f.其他要求：孔頂以下0.5m，不再摻和氯丹，用純黏土；套井回填土施工時，挖一孔，填一孔，分層夯擊。

g.黏土夯擊詳見圖2(參照第一應用實例)：

圖2 黏土夯擊

3 套井回填工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程詳見圖3所示。

圖3 施工工藝流程

3.2 套井施工前準備工作

為確保施工有序進行，套井施工前的準備工作主要包括五項：?開通“三通”(通電、通路、通水)；?施工人員和機械設備進場到位；?落實泥源、泥料；?備齊毒土用藥并妥善保管； ?土工試驗(干容重、含水量)設備備齊。

3.3 技術要求

a.套井處理工具：φ100型沖抓錐。

b.套井尺寸：套井直徑1m，有效厚度0.7m。

c.造孔位置：大壩壩頂中心線(軸線)向迎水面移3.75m。

d.套井處理深度：16.55～11m，實際套井138只，總進尺1860m。

e.回填料：黏土，要求含黏量不小于30%，含水量19%～23%。

f.用藥量控制：每1m3黏土摻和氯丹水劑10kg(氯丹水劑由50%氯丹乳劑加水稀釋50倍而成)。

g.回填鋪土每一層厚度：0.25m。

h.壓實要求：錘重0.50t，提升高度5m，夯擊不少于7次。

i.回填料要求：干容重1.50t/m3，合格率98%。

j.其他要求：孔頂以下0.5m不再摻和氯丹，用純黏土或石渣封頂；套井回填土施工時，要挖一孔，填一孔，分層夯擊。

3.4 操作要點

a.測量放樣軸線標高：根據建設單位提供的控制點、水準點，設立施工水準點及輔助施工基線。施工水準點應設置在不受干擾、牢固可靠且通視好、便于控制的地方。根據設計施工圖進行放樣，設立每個孔位中心點，測設高程。

b.黏土裝運：確定黏土運輸路線，專人指揮運輸車輛運輸，在黏土挖裝過程中，清理黏土中雜物。

c.沖抓錐成孔程序：?對機械設備錐頭中心定位；?用地錨卷揚機固定；?對三腳架的著力點用規格0.4m×0.4m×0.1m墊頭木加固，預防滑動；?通過聽聲音、檢查所抓廢土等手段進行深度控制，直到弱風化巖層(抓不動時顯示深度到位)；?出渣土運輸，一般大壩頂面比較狹窄，除通過論證合理或對堆(棄)渣需要利用部分外，應避免二次挖運，盡量不占用其他施工場地或妨礙其他工程施工。

d.分層回填：把黏土泥塊打碎，清除植被根莖；用人工邊灑氯丹邊攪拌，待成孔后分層下料，分層夯擊(每層松鋪厚度0.35m)。

e.夯擊黏土：用自行設計的重0.5t的混凝土錘頭，提升5m高進行夯擊(分層夯擊厚度0.25m)，通過擊實試驗確定夯實參數。

f.取樣試驗方法：如1、3、2開挖孔序，先對1、2孔進行開挖回填，對第3孔開挖完成后回填到5m時，同時對1、2、3孔土料回填進行環刀取樣，每孔分別控制在5m左右取樣一組環刀試驗，該種取樣方法能確保人員安全。

g.防滲質量控制：設計滲流量小于10-5cm/s。

h.成孔垂直度要求：每5m測一下垂直度，及時調整，確保孔直、不偏斜，保證搭接有效厚度。

i.孔底滲水處理方法：成孔后若有底處滲水，可以摻5%水泥。

j.側面、底面滲水處理方法：先填干土，再進行開挖。

k.除險加固：河床中間砂礫層較厚，水會滲上來，出現類似情況，不再打孔，把土料填回去，進行帷幕灌漿處理。

4 套井回填材料與設備

4.1 主要機具設備(表1)

表1 主要機具設備

4.2 勞動力安排(表2)。

表2 勞動力安排

5 套井回填施工質量控制

5.1 黏土質量控制

a.選取黏土料場，設置排水溝，清理植被雜物。

b.經常檢查黏土料場土塊大小，雜質含量和含水量等土質情況，其中含水量的檢查和控制尤為重要。若黏土的含水量偏高，一方面應改善料場的排水條件和采取防雨措施，另一方面需將含水量偏高的黏土進行翻曬處理，或采取輪換掌子面的辦法，使黏土含水量降低到規定范圍再開挖；當含水量偏低時，在料場采用分塊筑畦埂、灌水浸漬方法對黏性黏土加水拌和，輪換取土，無論哪種加水方式，均應進行現場試驗；當黏土含水量不均勻時，應考慮堆筑大土堆，使含水量均勻后再外運。

c.場內黏土夜間覆蓋，做好防雨措施，遇雨天停止施工。

d.雨后復工套井內處理要徹底，首先把套井內孔底積水排干，孔底與回填連結黏土含水量明顯偏高時，挖除含水量偏高黏土。

e.負溫下填筑施工時，填土中嚴禁夾有冰雪或凍塊，如因下雪停工，復工前應清理積雪，檢查合格后方可復工。

f.料場黏土料，通過室內標準擊實試驗確定最大干密度。同一類型黏土要進行相應檢測試驗，在料場的表層、中層、下層要分別用環刀取一組土樣。按設計指標進行檢測，各項指標滿足設計要求后才能使用。

5.2 開工技術準備

a.開工前選擇兩個套井孔為試驗孔，應在逐層取樣檢查合格后方可繼續施工。

b.開工前技術準備：?認真審核工程施工圖紙及設計說明書，做好圖紙會審記錄；?編制施工方案，制定質量、安全等技術保證措施，并經有關單位審定批復；?對施工人員進行詳細的技術、安全交底，選擇責任心較強人員做班組長；?施工過程中落實三檢制，嚴格控制施工質量。

6 套井回填施工安全措施

a.施工中嚴格遵守《水利水電建筑安裝安全技術規程》(SD 2677—88)，機械操作必須符合《建筑機械使用安全技術規程》(JGJ 33—2001)。

b.做好上崗前安全教育，嚴格按安全操作規程施工。

c.禁止非施工人員進入現場，進入現場施工人員必須戴安全帽。

d.安裝觸電保護器，施工現場的電纜應放置在無車輛、人、畜通行的部位。確保用電安全。

e.操作人員在拌和氯丹黏土時必須戴防毒口罩。

f.施工機電設備應有專人負責保養、維修和看管，確保安全生產。

g.夜間作業時，應有足夠的照明，并防止眩光。

h.運輸車輛倒退時，車輛應鳴笛警報，并有專人查看車后指揮倒車。

7 套井回填施工技術環保措施

a.在黏土運輸過程中，運輸車輛應密封良好，防止沿途揚漏，必要時采取罩蓋或噴水等降低粉塵的措施。

b.施工作業產生的氯丹拌和土，做一孔，清理一孔，防止大面積擴散。

c.在施工期間，科學合理地規劃施工區域，場內黏土筑土牛堆放，減少占地面積，保持清潔。

d.在施工中，采用科學的施工管理方法，合理安排施工作業，減少各施工工序的施工時間及施工用電等能源浪費。

e.采用沖抓錐成孔套井回填工藝，能在水庫土石壩內筑起一道寬度僅1m左右的高密實度防滲防蟻黏土心墻，比其他施工方法節約了大量黏土資源。

8 結 語

實踐證明，沖抓套井回填具有防滲效果好、機械設備簡單、施工方便、質量易控制、便于就地取材、效率高、投資少等特點，在水庫除險加固中取得了較好的效果，值得在類似工程中推廣和應用。◆

1 SDJ 213—83 碾壓式土石壩施工技術規范[S].

2 白永年，武士寧，王洪恩. 土石壩加固[M]. 北京：水利電力出版社，1992.

3 毛佑儀. 土壩安全與加固[M]. 北京：中國水利水電出版社，1994.

4 牛運光. 土壩安全與加固[M]. 北京：中國水利水電出版社，1998.

On Construction Technology of Earth and Rock-fill Dam Set WellBackfilling Anti-seepage Reinforcement

XU Li-mei, NIE Yong, HUANG Jian-ke

(NingboSiminghuConstructionCo.,Ltd.,Yuyao315400,China)

Dam seepage is a common and more prominent problem for many small reservoirs, which directly affects normal and safe operation of reservoir project. Set well backfilling anti-seepage reinforcement technology has advantages of simple mechanical equipment, convenient construction, low engineering quantities, high efficiency, low construction cost, good anti-seepage effect, etc., which plays significant role in solving seepage problem of many earth and rock-fill dam. Set well backfilling construction method is introduced in the paper in detail in order to provide reference for similar projects.

earth and rock-fill dam; set well construction; technology; anti-seepage

TV52

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1005-4774(2014)06-0019-04