沖抓套井回填黏土防滲墻在工程中的應用

羅四秀

(永豐縣陶唐鄉水利站，江西 吉安331500)

1 工程實例

永豐縣野溪水庫是以灌溉為主，具備防洪和養殖等綜合功能的水庫。該水庫經受多次大洪水的考驗，壩體受到侵蝕較為嚴重，特別是相關防滲結構和具體措施受到較大程度的破壞，部分壩體存在滲漏通道，且在幾次大洪水退后沒能及時進行修繕，各壩段不同程度存在滲漏和其他隱患。壩體存在一定的滲漏問題，大壩具體的滲流穩定參數無法滿足相關規范要求。水庫大壩主要是均質土壩，素填土是大壩主要類型的填土，地層結構經相關勘探后自上而下確定為:

1)壩身主要采用的填筑土其質地主要為礫砂黏土，廣泛應用和分布于壩身，其土質從結構方面看較為松散，碾壓不均勻、不密實，其中礫砂成分較多，防滲能力不佳，壩身土填筑經多年使用后存在一定的風險隱患。透水性屬于中等水平，其層厚約為0.81～10.02 m。

2)層軟塑—其主要為可塑狀的含粗砂類黏土，工程地質相關條件較差，是中等強度的地層，強度不高，且層厚存在極不均勻的分布，層面間的高差存在較大的起伏。主要技術參數中滲透系數為k=1.61×10－5cm/s，可以看出其滲透系數較小，是弱透水層。

3)層可塑—主要為硬塑狀黏土，從施工的角度看工程條件也比較好，是中等以上強度的地層結構，具體強度比較高，從層厚分布角度看分布不均勻，其層面間高差的起伏情況也比較大，相應的滲透系數為k=2.74×10－6cm/s，該結構層的滲透系數較小，系微透水層。

2 壩體在防滲方面的相關設計

采用黏土防滲墻對大壩實施防滲加固工作，主要利用套井成墻施工工藝進行具體施工工作，井徑為1.15 m，井距為0.780 m，采用單排布置的方式［1］。在施工中防滲墻底部參數為深入壩體基準線以下1.6 m，采用相應的塑性指數＞17 的回填土，黏粒的具體含量應≥30%的黏土，在含水量控制方面要求回填土含水量接近于最優含水量，如含水量方面入土料含水量過大也可采用翻曬措施，土料的粒徑≤5 cm，不能含有樹根等雜物。

3 施工過程

3.1 工藝流程和施工步驟

可以采取平整場地，然后進行測量放樣，其后進行鉆孔作業，回填作業緊隨其后進行，回填作業后開展夯實作業，隨后階段進行質量檢驗。

3.2 鉆孔工作

根據具體的施工圖紙，放樣沖抓樁機必須對準中心樁，造孔工作按照圖紙要求依次進行、逐一完成。在具體的造孔作業中要時刻檢查和關注成孔的垂直度，確保各孔間相應的套接厚度，垂直度在成孔作業中應控制在3‰以內。

3.3 回填作業

在開展回填作業前，要夯實井底浮土，要保持井內無水的狀態。在井內存有滲水的情況下要及時采用水泵抽干的方法解決。在實施回填鋪土作業是要求鋪土要均勻平整，并分層進行鋪筑，鋪筑厚度應控制在30 ～50 cm為宜。必須對回填土進行計量，防范因超量造成的不合理回填。

3.4 夯實作業

對于回填土料要利用夯錘進行夯實作業，在作業前開展擊實試驗，測出夯錘的擊實次數以及落距、土層相應的厚度、土料含水量等相關參數。夯錘的球冠直徑不應大于井口直徑，控制在孔徑0.5 ～0.9倍的范圍內，在作業前要保證夯錘中心留有空氣孔，并保持空氣孔的暢通狀態，進行夯擊操作是時要保持與套井壁間約10 cm的空隙，確保夯錘在落地時形成的氣浪沖擊波產生的震動不至于影響土壩原有結構的穩定，同時擠緊土向孔周邊。一般而言夯距應確定為2 m，具體的夯擊次數控制在20 ～25 次為宜。

4 施工中要特別注意的事項

1)在實施造井作業前要提前15 ～20 d將水庫水位控制在水庫設計水位以下，造井作業中要求井壁保持垂直狀態，同一排井在施工作業時圓心必須保持在同一軸線上。如果有塌方情況發生，必須重新下土回填后進行夯實，并對井壁進行固結作業，阻止和防范塌方的發展和蔓延，然后才可再度開展造井作業。

2)造井作業完成后必須檢查井底的清基情況以及造井深度和基巖開挖的深度，同時記錄其他重要的信息和情況情況。下孔檢查作業人員必須應用安全罩實施載人下孔作業，保障人身安全。

3)進行沖抓黏土防滲墻處理時最大深度要控制至水庫死水位。施工作業時若水庫水位高于套井的實際深度，井底滲水少的情況下，可將積水清除并盡快進行下土回填處理;井底出現較多滲水、積水時，先用干土吸水、夯實，然后抓除干凈吸水后的濕土，井底基本無水再實施具體的回填作業。

5 質量控制和檢驗

5.1 施工過程中的控制檢驗

對土料的質量開展定期檢查，確保土料具體指標可以滿足設計施工的實際要求。

按設計確定套井中心線的相應位置，造孔可以按照奇、偶數間隔順序作業。造孔過程中，要用垂球經常對孔的垂直度進行檢查，避免塌孔情況的發生。

檢查井底是否已經清理干凈特別要注意積水排除工作，檢測孔深是否符合施工設計要求。作業施工的同時要對原壩體質量進行檢測和控制，對于不良情況要及時記錄并標明位置和范圍，及時采取措施加以控制，并妥善加以處理。

5.2 回填壓實質量檢驗工作

要對回填參數進行詳細記錄，并在工地施工現場設立相關的檢測實驗室，對所有應檢測范圍內的各項內容開展詳盡的檢測、檢驗工作。做好各項記錄工作特別是特殊情況要及時記錄并及時通報。

5.3 定期開展施工后抽檢

抽檢工作可以采取隨機和重點抽檢的方式，重點抽檢施工過程中可能存在不達標情況的套井，還有就是對重點部位的抽檢工作，如在施工過程中曾經出現過塌方的部位等等，抽檢數量通常應為套井總量的3%左右。一般采用工程鉆機在套井中心實施干鉆的辦法進行，并采取分段取樣的辦法進行送檢。

6 結 語

在實際應用中沖抓套井回填黏土防滲墻技術就是利用相應沖抓式的打井機具，在土壩或堤防防滲漏的整體范圍內合適的位置造井，隨后通過用黏性土料進行分層回填夯實處理，最終形成一道具有連續性的套接黏土構成的防滲墻，可以的截斷相應的滲流通道，達到實際的防滲目的。另外，在具體施工的過程中在回填黏土進行夯擊的換機，施工機械的夯錘會產生對井壁周邊土層的擠壓，使井壁周圍的土體更加密實、可以實現堤壩質量的進一步提升，進而達到防滲以及對壩體加固的目的。這項技術對于中低水頭的相應土石壩滲流處理，可以收到比較好的效果。

［1］章偉明.套井回填防滲技術在小型水庫除險加固中的應用［J］.廣東水利電力職業技術學院報，2006.