倒掛井在水庫防滲處理中的應用

摘 要：在水庫除險加固中，防滲處理是重點，倒掛井應用有很好的效果。它的優點是工程量小，基礎處理比較徹底，質量容易保證等。本文以某水庫加固為例，介紹了倒掛井施工的流程和方法。

關鍵詞：倒掛井 防滲 應用

中圖分類號：TV5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0067-02

水庫除險加固工程的重點是防滲處理，水庫經過多年運行，大壩主、副壩（特別是副壩）后坡會有多個滲漏點，個別地方滲漏量還比較大，已經對大壩的安全運行造成一定的隱患，還有水電站處即輸水涵洞處，涵管砼與土方結合部也出現了滲漏的現象，對整個大壩及輸水涵洞處各個滲漏點的防滲處理，對大壩滲漏點及其他部位采取倒掛井處理，從而達到防滲效果。

20世紀70年代中期，河北省在大搞農田基本建設中，開創了人工開挖連鎖井，澆筑混凝土井圈，井內填筑混凝土或粘土，從而截斷地下潛流，用以灌溉農田，在此基礎上，用于險壩滲漏處理。采用單井，自上而下開挖，分層澆筑混凝土井圈，先挖主井，后挖副井，互相搭接，井內回填混凝土或粘土，構成整體混凝土防滲墻。它的優點是單井施工，土拱作用，土壓力小，施工安全；同時，單井施工工程量小，不需要大型或專用設備，對基礎處理比較徹底，保證質量，不留隱患。80年代，湖北省丹江口水利樞紐在處理土壩心墻滲漏施工中，在原來倒掛井單井井套接防滲墻加固技術的基礎上，加以改進創新，采用組井開挖，分序施工，類似沖擊鉆槽孔開挖，先挖單號井組，后挖雙號井組，形成整體混凝土防滲墻。組井開挖澆筑方法，比單井施工減少了接縫，保證了施工質量，有利于加固防滲。此技術的優點是簡單，不需要大型機械設備與專業施工力量，易保證施工質量，造價低，適應抗震要求。

1 倒掛井施工

1.1 工程概況

某水庫集雨面積為23.8 km2，最大庫容為1805萬m3，主流長9 km，主壩長1150 m，壩高13.75 m，相應壩頂高程27.8 m，水庫灌溉農田2.5萬畝，防洪保護1.0萬畝，xJcH9W5IQqyJIHdmyQEoQuU6WSEvev8EFd2ezD6/M1w=發電裝機容量100 kw，年發電量15萬度養魚水面1700畝，是一座以灌溉為主，結合供水、防洪、發電、養殖的綜合利用的中型水庫。大壩安全鑒定為“三類壩”。水庫樞紐建筑物由攔河大壩、輸水涵洞、溢洪道、水電站等建筑物組成。

攔河大壩：主壩為粘土均質壩，壩高13.75 m，壩頂寬度5 m，壩頂長1150 m，副壩也為粘土均質壩，壩高15.2 m，壩頂寬度5 m，壩頂長45 m，主、副壩壩頂高程均為27.8 m（1985高程，下同）；輸水涵洞：位于大壩左側，采用壩下埋管，為雙孔0.8×1.0 m2箱涵，洞長64 m，其中右側一孔用于發電，尾水用于灌溉，輸水量為0.8～1.0 m3/s；左側一孔用于灌溉，最大輸水量3.3 m3/s，采用塔式進水口，裝有2臺0.8×1.0 m2平板鑄鐵閘門，用手動螺桿啟閉。溢洪道：位于大壩右側，為開敞式正槽溢洪道，進口溢流實用堰長15 m，最大泄洪量127 m3/s。水電站：為壩后式，布置在右側輸水涵洞出口處，發電裝機容量為100 kW，設計水頭為9 m。

1.2 施工安排

1.2.1 施工準備

人員：根據工程量及施工進度要求，計劃安排人工挖孔勞動力4人，兩人一組（一上一下，分井下挖土和井上運土），設施工負責人一名，專職安全員一名；井壁砼制模、混凝土攪拌、運輸、澆筑工人共7人。

機械設備：砼攪拌設備一套、空壓機一臺、兩套小型起吊卷揚設備（能夠提重250 kg）、井壁砼模板一套（按設計尺寸制作）、振搗器兩套（一套備用）、對撐方鋼每一層兩套（上中下三個對撐點需六根，其尺寸按設計寬度）、抽水泵兩臺、砼溜槽設備一套、鐵鍬風鎬等按需要備足。

材料：碎石、黃沙、水泥、鋼筋、早強劑等。

安全防護：警示標志牌兩套、安全防護護欄（按施工范圍設置）、防雨棚（一是為了雨天也能不間斷施工，二是為了防止淋雨后坍塌）、鼓風機和輸風管（超過10 m深度，防止人工作業缺氧）、安全帽、上下井安全帶兩套、井上作業安全防護衣（安全帶）兩套。

1.2.2 施工測量

該工程擬投入的儀器主要有全站儀和自動安平水準儀等。

定位測量，位置必須準確，并用石灰粉放好樣，主要是井上縱橫梁位置的測量工作，井下測量主要是按縱橫梁向下用測繩測量并進行施工控制，特別是垂直度。在場地整理及井下土方開挖時應保護好倒掛井的臨時測點，在每一次砼模板制作完成前再要進行一次復核，在每次土方開挖前要對已完成的砼井壁復核，出現偏差，必須及時糾偏。

每一層井圈測量數據必須要書面報請復核，認定簽字后開始下道工序施工。

1.3 施工流程圖（圖1）

1.4 施工方法

1.4.1 成孔施工

（1）采用短把的鎬、鍬等簡易工具進行人工挖土，遇到比較硬的巖層時，可用風鎬或人工鑿除施工，垂直運土，采用人工配以卷揚提高設備進行垂直運土。軸線經復核無誤后開始第一節開挖，每進尺1.1米做混凝土護壁一次，即以1.1 m為一個施工段；當孔深度超過10 m時用鼓風機和輸風管向孔中送入新鮮空氣，提土桶或吊籠上下保證聯系通暢。本次施工的倒掛井為3孔連井，直徑為2.4 m。

（2）成孔開挖以二人為一個小組配合，兩個小組同時進行，每天安排3孔進行流水作業，保證每天進尺一模。

（3）開挖過程中遇到障礙物時，采用人工及空壓機和風鎬配合施工，比如遇到原先涵閘有砼墩臺，采用風鎬鑿除等處理，必須保證井壁垂直不走樣。

（4）成孔過程中，當遇井內有積水時，及時抽出孔內的水，從井孔內挖出的廢土或石碴運出井邊2 m之外。

（5）井位、垂直度、直徑校核：井圈軸線的控制點和水準點設在不受施工影響的地方，施工中應經常復測。第一節護壁成孔后，由現場技術人員根據縱橫梁軸線用十字線控制下一模的中心，作為往下施工模板對中和井位垂直度偏差控制的依據，直徑檢查用固定半徑的線在中心點畫圓的辦法進行。

（6）為了使砼井壁盡快掛住，在砼拌合料中要摻入適量的外加劑（早強劑），施工間隔時間憑經驗：要保證砼凝固后能夠安全的掛住，夏季兩天完成一掛，即今天澆筑完畢后第二天就可以進行下一掛的土方開挖，第三天又可以制模澆筑下一掛的砼井壁了，冬季五天完成一掛，即今天澆筑完畢后第四天才可以進行下一掛的土方開挖，第五天才可以制模澆筑下一掛的砼井壁。春秋兩季可以三天完成一掛。

1.4.2 質量檢查

檢查主要分土方開挖、混凝土護壁兩步進行，必須每段檢查，發現偏差，隨時糾偏，保證位置準確。其余的質量檢查和工序報驗等控制同一般的質量檢查，也采取工序報驗制度，監理采用旁站制，每道工序必須在旁站監理簽字認可的前提下展開。遇到較復雜情況，如滲水嚴重、積水嚴重、開挖到較大面積的障礙物等情況，必須請監理、業主及施工單位全部到場共同協商解決，不可貿然自行處理，倒掛井護壁施工完成露出底部即砼截水環施工之前時，在設計等其他參建單位必須到場的情況下，作為隱蔽工程進行驗收，在參建各方簽字認可下方可進行截水環的澆筑（包括充填灌水泥漿）。

1.4.3 護壁（井壁）施工

（1）護壁模板。

護壁模板采用按設計圖紙尺寸制作的定型鋼模板，鋼板厚4 mm，分三檔橫加筋肋并可以自由拆裝，每個井圈分四片鋼模組成，每兩片用螺栓連接牢固，保證護壁施工模板不變形，立模時加強支撐，確保砼護壁厚度符合設計要求。

（2）護壁施工。

砼護壁施工時每個井圈采用上口直徑為1.8 m，下口直徑為井直徑2.0 m，每掛高度為1.1 m。第一節護壁掛筋與橫梁中預埋的鋼筋連接并預埋第二節的護壁井圈的倒掛筋，以此類推，倒掛筋預埋連接，層層下去，直至井底。

（3）護壁砼澆筑

護壁砼采用砼施工規范進行，護壁砼標號為C25，采用350型攪拌機攪拌，平地采用人工手推車運輸，垂直采用溜槽運輸，2.2 kW插入式振搗器振搗密實，并按規定進行砼的養護。

1.4.4 成孔（挖孔）注意事項

（1）井孔的垂直度和直徑，應每段檢查，發現偏差，及時糾偏，保證位置正確，并形成書面資料，在工序報驗單中記錄。

（2）倒掛井深度按設計要求施工，挖出箱涵周邊土方后，及時對箱涵周邊進行清理并復核尺寸，按要求預埋灌漿管，邀請設計、業主、監理人員檢查驗收，進行隱蔽檢查和做好隱蔽工程檢查記錄。

（3）發現有滲水現象的，要采取3 mm的pvc管沿井壁導流，把水導向井壁底部，防止滲水后出水對砼井圈造成破壞，以防所施工的該層倒掛井報廢。

1.4.5 安全防護措施

（1）井孔開挖須交錯進行，每成型一段立即驗收并澆筑混凝土，澆筑時10 m半徑內其他井下嚴禁有人作業，井孔內須設置安全爬梯，以備應急作用。

（2）在井孔內作業時，井口上面必須有專人監管，挖出的土方應及時運離井口，不得堆放在井口周圍2 m范圍內，而且堆放高度不得超過井口高度，以防土方堆高后土方側向壓力對井圈的破壞，圍欄上不得放置工具，嚴禁有人倚靠圍欄，并且要經常檢查防止有物體墜落。

（3）在挖土運土過程中，當井孔開挖深度超過2 m時，在井底面以上2 m處的護壁上設置半圓形安全防護板（鋼板）。

（4）當井深超過10 m時，必須向井孔內進行通風和換氣，通風量不少于25 L/s，出風口距離操作人員應不大于2 m，通風過程中須經常檢查通風管是否有破損，如有破損立即維修；在用風鎬進行孔底鑿巖時或砼澆筑時必須加大供風量，吹排鑿巖產生的粉塵。作業區內須有防塵措施。

1.4.6 回填土方

截水環澆筑完畢后，砼強度達到80%，回填灌水泥漿處理完畢后，經各方同意后，即進行土方回填。先用風鎬人工將井圈砼拆除，并將拆除物運出倒掛井，自下而上進行，拆一層砼井圈回填一層土方，夯實一層，并要使土方回填壓實達到設計要求，直至到頂完成。

3 結語

本文中水庫加固采用倒掛井施工方案，可減少大量的土石方開挖，降低工程成本，縮短建設周期，到達了加固處理的防滲效果，所以倒掛井施工確實可行。

參考文獻

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