沖抓回填技術在龍潭水庫大壩防滲中的應用

李　可

摘要:龍潭水庫除險加固沖抓套井回填工程,歷時5個月,于2002年3月完成。實際完成沖抓套井回填長度500米,總進尺8793米。沖抓套井回填后在壩體內形成了一條粘土心墻,大大地提高了壩體的防滲、抗滲能力;增加了蓄水量,擴大了灌溉面積了,充份發揮了設計效益,同時經受了2003年、2007年蓄洪水位高程分別達58.5m、59.1m 的考驗。就大壩的多種防滲處理措施相比較而言,其效果是較好的,有 一定的借鑒意義。

關鍵詞:龍潭水庫;回填土

龍潭水庫位于江淮之間的霍邱縣西南部,是淠史杭灌區的灃西干渠灌區內一座中型反調節水庫,由均質土壩、進水閘、放水閘、和兩座放水涵組成,主壩長5300m,壩頂高程60.2m,總庫容6700萬m3集水面積18Km2,該水庫自1957年冬正式開工興建,1960年建成北段,長35.23m,壩頂高程54.70m,初建時規模較小,庫容僅1100m3,至1974年大壩南段1778m的延長段土方完成為止,歷時十七年。由于水庫興建于文革期間,人工筑壩又拖了很長時間,所以存在問題較多,突出表現在①土層厚,沒夯實,土壤含水量大,局部有凍土上壩,干容重達不到設計要求②從鉆探得知大壩南端壩體與壩基接觸部位,普遍存在著耕植土,層厚0.2-2.0米之間施工時未徹底清理。該段500多米長壩基滲漏嚴重,并進行過灌漿處理,效果不好。1991年大水時水位57.34m,庫容5374萬立方米,多處滲水,險象環生。多年來水庫一直不能按設計條件運行,蓄水位勻未達設計標準,影響灌溉效益發揮。為徹底消除隱隱患,安徽省水利廳以皖水技[1999]622號文批復同意實施龍潭水庫除險加固工程其中2+900-3+400,全長500米使用沖抓回填處理。

1 設計要點:

1.1 孔位布置

沿堤身縱軸線偏上游1米,單排布孔,孔中心距77Cm,孔直徑110 Cm。

1.2 成孔深度:

壩頂高程60.2m,壩底高程49.8m-48.8m,孔底部高程控制在46.1m-48.8m,平均井深13.15m,即孔深=壩頂高程-壩底高程-深入壩基(0.5m)。遇特殊地層則作適當調整。

1.3 土質要求:

回填粘性性土,土料粘粒含量為35%-50%,含水量控制在20%左右,干密度要求16.0kN/m3,滲透系數不大于1*10-5cm/s。

2 工程施工

2.1 沖抓套井的定位與放樣

根據業主提供的大壩水準點,測量沖抓壩段壩頂高程,每50米壩長留一固定高程點,在施工區以外距第一孔和終孔各10米設永久性固定樁。鉆孔中心連線位壩頂中心線偏上游1米,第一孔中心樁位置在樁號2+900.55處,然后每間隔0.77米打中心樁,并用元釘定在樁頂上控制孔距。所有施工放樣和移機定位勻要用鋼卷尺進行。

2.2 施工機械設備和原材料

沖抓回填的主要設備有:沖抓鉆機、三角架、卷揚機、夯錘等。設備經過檢驗,符合施工要求才能進場。沖抓井直徑110cm;夯錘直徑要大于90cm;錘重800Kg以上。開工前要做2-3個試驗孔,檢驗設備技術狀況、性能是否滿足施工需要,是否符合設計要求。

大壩沖抓回填材料為粘土,本工程回填土料場是庫區內灘地,料場土要做詳細的土工試驗,按監理及施工規范要求取土料檢測試樣,送交資質滿足要求的檢測結果具有法律效力的檢測單位檢測。

2.3 套井井孔的施工

施工順序:先施工單號井孔,再施工套井井孔,套打前進。

施工段安排:先施工井深適中的中段,再施工最深的井段,最后施工較淺的井段。

造孔時機架要保持固定平衡,不得因震動而產生位移。必須保證井孔的必要的垂直度,井口至井底最大偏移不得大于2.0cm,相鄰兩井壁交點距不小于76cm(有效防滲厚度)。鉆機定位時鋼絲繩重點與井位樁允許偏差正負2.0cm以內,造孔深度控制在壩基以下0.5米,若遇特殊情況,由業主組織相關各方現場確定。

2.4 回填土及回填夯實

回填土前首先檢測土料含水量,工地試驗后書面通知現場質檢員,由監理最終確定是否回填。超過施工允許含水量范圍的土料,應在取土區挖開灑水(翻曬),對儲留工地較長的回填土料,視其天氣加測料土的含水量。土料塊徑不大于8.0cm,超徑土塊應打碎。回填虛土厚度為40cm,向井內倒回填表土時,夯錘要提出井口平面1.5米以上,使入井土均勻灑落井內。每次向井內倒土,均要用板車裝量,以便控制數量,保障回填土的厚度滿足要求。夯土時要分層夯實,夯錘擊數20次,井口下1.0米至壩頂擊數可適當減少。夯錘落距2.0米,井口處可有可無適當減小?；靥钔梁粚嵥俣炔怀^4.5米/小時。

3 施工質量的檢測

3.1 料土的檢測

土工試驗的土料要有代表性,要在監理在場時,施工單位取樣,監理工程師封存后送交由施工單位委托的經監理單位考核認可的資質等級滿足要求的檢測單位檢測,否則檢測成果無效。

3.2 井孔垂直度及井深的檢測

按施工質量要求,井井口至井底的最大偏移不得大于2.0cm,施工時由施工單位技術人員每4米深度檢測一次,并做好測量記錄,造孔結束由監理測量井孔深度、垂直度,填寫記錄表,雙方共同簽字認可后有效。經監理檢測造孔不合格的,要在原井位重新造孔,并記錄取為返工井。

3.3 回填土密實度的檢測

沖抓回填夯實土,在監理人員指定的位置,由技術人員采取土樣,無論單孔或套孔,距井底以上1.0米內必須采集一組夯實后土樣。土樣的采集數量:單孔按按井深4.0米取一組土樣,套孔每孔取二組土樣(包括距井底1m一組),取土樣時由監理在旁監督,采取的環刀土樣經監理終檢后,裝塑料袋由質檢人員送交試驗室檢測。對土樣進行干密度、含水量檢測必須在1小時內完成,在下一孔施工前將檢測的干密度、含水量數值報監理認定,以確定是繼續施工或返工。每孔井測定的全部干密度值,合格率應大于90%,,且不合格樣不得集中于某一壩段內,不合格干密度值不得低于設計干密度值的98%,對不滿足上棕要求的井孔,均應作返工處理。每一單元取一夯實土塊由施工單位委托的檢測單位工地現場做滲透試驗,評價回填土的防滲性能。