小議沖抓套井回填技術在水庫除險加固工程中的應用

吳志軍

（富陽市水利建筑工程有限公司，浙江 富陽 311400）

1 前言

套井回填技術開始于二十世紀七十年代初期，由浙江省水利從業人員首創，適用于處理險壩險堤中，效果得到顯著提升，之后慢慢推廣至浙江、江西、四川、湖南等省。由于該技術具有機械設備簡單且施工簡便、工程量小且功效高、造價低且防滲效果好等等顯著優點，被廣泛應用于中小型水庫土壩壩體的滲漏，目前在我們富陽的許多水庫的除險加固中已成功的采用了這項技術。

2 套井回填技術原理

套井回填技術的原理，可以總結為：使用沖抓鉆，在堤防及土壩滲漏范圍內造井，利用粘性土料進行回填夯實，造成連續的、堅實的套接粘土防滲墻，起到防滲的目的。沖抓套井回填是一種常用的垂直防滲技術，適用于中小型土壩、心墻壩的防滲加固處理工程；該技術主要是在土壩滲漏范圍內的原防滲體中，沿壩軸線單排或者多排布孔，再利用沖抓錐取土造井，之后向套井內分層回填粘土，利用鉆機產生的動力及卷揚設備帶動夯錘加以夯實，產生一道連續的套接粘土防滲墻；同時，夯實工程對鉆孔周圍的土體有一種壓實作用，可以使壩體局部密度增大，同時滲透系數減小，從而達到截斷壩體滲流的目的。

3 套井回填技術的施工工藝

3.1 施工機械設備和原材料

3.1.1 原材料準備：套井回填工程施工前的主要準備工作是平整場地、規劃沖抓機械所需的施工便道，以及土料運輸的通道，同時確定回填土料和棄土堆的放場地，同步備好回填土料。

3.1.2 施工主要機械設備：在筆者的多次施工管理經驗中，設備一般采用的機械包括沖抓式打井機、卷揚機、夯錘、自卸汽車、自翻斗車、棄土車、自翻斗車、挖掘機等。

3.2 施工工藝流程

沖抓套井施工操作主要是造孔、回填、夯實三個環節，其主要工藝流程如下：沖抓套井的定位與放樣→架機對中→造孔→回填夯實→質量檢查。

3.2.1 沖抓套井的定位與放樣

在施工中，首先根據業主提供的大壩水準點，測量沖抓壩段壩頂高度，一般每50米壩長標下一固定高程點，在施工區以外距第一孔和終孔各10米設永久性固定樁；鉆孔中心線位于壩頂中軸線偏上游15-18米處，然后每間隔0.6米打中心樁，并用元釘釘在樁頂上控制孔距，所有施工放樣和移機定位均用鋼卷尺進行。

3.2.2 造孔

造孔的施工順序是：先施工單號主井，再施工套井井孔，套打前進。例如在同一排井先打主井1#、3#井，回填夯實后，再打套井2#井，回填夯實后，再打5#井，回填后打4#井，依此類推，按順序進行。需要注意的是造孔前必須將水位降低到要求處理的高程以下；造孔應連續作業，不得停歇，以免塌孔；造孔時機架要保持固定平衡，不得因震動而產生位移；沖抓鉆機要垂直打孔，嚴格控制井孔的垂直度，否則會直接影響防滲墻的有效厚度。

3.2.3 回填

首先，回填土料前需要檢測土料含水量，工地試驗合格后再書面通知現場質檢員，由監理最終確定是否回填；回填土料粒徑一般不得大于5厘米，并且不準摻有草皮、樹根等雜物。然后，在土料回填前需下井進行檢查，將井底浮土、碎石等雜物清理干凈并且保持井內無水；井內如果有滲水，必須要抽干或傾倒干的廢土，反復用沖抓鉆抓凈，把水吸干，之后才能回填粘土。之后，在打井完畢后，應馬上進行連續的分層回填粘土夯實；回填鋪土一定要均勻平整，并且分層回填，同時需要注意鋪土層不宜過厚；在向井里倒回填土時，夯錘要提出井口平面1.5m以上，使入井土均勻灑落在井內，每次向井里倒土，均要用板車裝量，以便控制數量，保證回填土的厚度滿足要求。

3.2.4 夯實

合理夯實是提高土密度和抗滲強度的重要環節，因此對保證填土的質量是關鍵，要求對夯重、落距、夯次等都必須經試驗做最佳的選擇。夯土時要分層夯實，夯實時落錘要平穩，提升后自由下墜，不使鋼絲繩抖動。夯錘落距宜小，不要忽高忽低。一般控制夯距為3米，夯擊次數為 20次，當距壩頂3米以內時夯距可小于2米，以防止壩頂開裂。

4 質量控制與檢查

4.1 原材料的控制與檢查

做好料場選擇工作，確保土料滿足設計要求。土料回填前嚴格控制含水量，以確保土料回填的質量。施工前檢查土料是否在料區范圍內開采，取土前是否已將草皮、樹根等覆蓋層清除干凈，排水系統、防雨措施是否完善，土料性質、含水量等是否符合設計要求。

4.2 井孔的檢查

檢查井底的清基及積水的排除；測量孔深是否達到設計要求的深度；測量井孔垂直度是否滿足設計與規范要求。按施工質量要求，井口至井底最大偏移不得大于孔深的0.4%，施工時由施工單位技術人員每4米深度檢查一次，并做好測量記錄，造孔結束后由施工單位技術人員和監理共同測量井孔深度、垂直度，填寫記錄表，雙方共同簽字認可后有效。

4.3 施工工藝的控制

在施工前按設計要求放出套井中心線位樁，造孔時先按奇數后按偶數序號進行。在造孔過程中，為保證井孔垂直不偏斜，經常用垂球檢查孔斜度，并實行24小時連續施工，開挖完成驗收后立即回填黏土,避免塌孔。施工參數的確定應通過現場實驗確定，按其實驗最佳鋪土厚度、落距、夯擊次數控制。

4.4 回填土質量檢查

質量檢查包括含水量、干密度、滲透系數，一般要求對每個井孔均應取樣試驗；沖抓回填夯實土，需在監理人員指定的位置，由技術人員采取土樣。無論主孔或套孔，井底取第一組土樣，以后每回填取一組，每組取樣3個，取樣時監理在旁監督，采取的環刀土樣經監理終檢后，裝塑料袋由質檢員送試驗室檢測。對土樣進行干密度、含水量檢測必須在1天內完成，在下一孔施工前將檢測的干密度、含水量數據報監理認可，以確定是否繼續施工。

4.5 施工中質量檢查

質量檢查的主要內容包括造孔前檢查套井中心樁位置；孔徑、孔距、填土料的黏粒含量、含水程度等。造孔中檢查垂直度，作好造孔記錄和井內土質描述，發現特殊情況時如滲漏應及時記錄溢出點位置、面積、出露高程及剝土坍方情況以及可能出現老涵洞等；造孔結束后應檢查孔深有效防滲厚度，回填時檢查每次土料的填土數量，在不同高程抽檢夯實后的原狀土樣，送室內進行土的干密度、含水率和測定。

4.6 施工完成后的質量檢查

施工完成后，應針對施工過程中有可能質量不能達到設計要求的套井孔，如土質條件較差、曾發生坍方段或地下水滲漏水比較嚴重的地段應進行抽測，并隨機抽查幾個套井孔，抽查數量一般為套井數的2%左右，并不得少于3個；抽測辦法可采用鉆機在原套井中心用干鉆法進行，分段取回填土樣進行各項指標測定，也可利用原沖抓樁機進行檢查，或上述兩種方法配合進行。并將各施工記錄和試驗成果資料匯總分析，按水利工程規定進行單元工程質量評定，填表后由建設單位審查評定。

結語

沖抓套井回填具有防滲效果好、質量易控制、機械設備簡單、施工方便、便于就地取材、效率高、投資少等特點；在施工中應高度重視安全保障措施，尤其是在土質松散、浸水地段施工及下井檢查時的人身安全須特別注意。目前該法在浙江杭州多處水庫除險加固工程的實踐中，取得了較好的效果，值得在類似工程中推廣和應用。

[1]尹慧珊，沙雙君.沖抓套井回填在壩體防滲工程中的應用[J].中國高新技術企業，2010.2.

[2]季成平.套井沖抓回填技術在處理壩體滲漏施工中的應用[J].中國水運，2010.7.

[3]柳崇君，套井回填黏土防滲墻設計與施工工藝簡述[J].科技創新導報，2010.9.