套井回填在水庫除險加固工程中的應用

麗水市縉云縣水利局

摘要：在水庫除險加固工程中，重中之重是防滲處理，對于套井回填的應用有很樂觀的作用和效果。其優點就是回填粘土經過壓實后干容重增大，滲透的系數減小，防滲效果明顯，施工操作方便、方法簡單、投資少、功效高等。因為大壩滲漏是一部分水庫存在且較為突出的問題，它已經影響到水庫工程的安全正常運行。為此，筆者結合實例，對套井回填在水庫除險加固工程中的如何很好地應用做以簡單的分析。

關鍵詞：套井回填；除險加固；水庫；防滲

套井回填粘土技術是在七十年代初期，由浙江省溫嶺縣在水庫大壩除險加固工程中首次創立，這些年來，此項技術得到很好的完善和發展，并逐步推廣到多個省份，根據資料顯示，目前為止，全國大約有上千座水庫采取了這項技術。

一、套井回填在水庫除險加固中的討論

套井回填主要是對小范圍內的水庫加固。如水庫的滲透量比較小，在使用的過程中要進行有效的勘察，對大壩的滲透情況需要了如指掌，設計內容要包括各個方面。比如主井套井的搭接長度和孔距的關系。對于套井搭接處的壩體滲漏系數必須要比套井的中心小。在土料檢測上必須要通過實驗。土料要清除干凈，要達到要求的含水量。下井對機械設備進行檢查，這是要在井孔檢查后土料回填之前所進行的基本工作。從而可以保證個人的人身安全，井孔的檢查包括井底垃圾的清除，測量井孔深度，對于原壩體的質量進行檢查等等。

二、套井回填施工方案研究

1、工程案例

某水庫集雨面積1.02平方公里，主流長1.12千米，總庫容57萬m3，最大壩高26米，相應壩頂高程300.0米，壩長80米，壩頂寬5.0m，水庫灌溉農田600畝，是一座以灌溉為主，兼顧養殖、防洪、供水等綜合利用的小（二）型水庫。“Ⅲ類壩”，是對大壩安全鑒定的結果。攔河大壩、溢洪道、輸水隧洞等建筑物共同組成了水庫樞紐建筑物。

套井回填設計范圍為大壩0+023.2～0+099.2段，套井施工平臺布置在300.0米高程處。套井回填中心線布置在壩軸線位置，采用單、雙排結合布置，其中樁號0+033.37～0+084.24段為雙排，其余壩段為單排，在平面上按主、套井相間布置，共設套井153只，一主、一套相交連成井墻。設計沖抓鉆頭直徑采用1.1米，單、雙排套井有效厚度分別為0.778米、1.579米，套井井距分別為0.778米、0.860米，α分別為45°、38°34′，雙排套井排距為0.893米。共計完成套井回填3044米。

2、施工計劃

對于人員的準備，根據工程量和施工進度的要求，安排每臺設備人工六名，機長一名，孔邊作業兩名，挖運土兩名，機械操作一名。機械設備方面，套井回填設備準備兩套、覆蓋土方防雨布各三百平方米、手推車按需要預備充足。材料方面，粘土和水泥等預備充足。安全防護方面，警示標志牌兩套，孔口防護兩套。

3、套井回填施工

其工藝流程為：布孔——造孔——開挖土——檢查記錄——回填——夯實——取樣試驗——回填完畢——清場。在布孔方面，沿壩軸線的中心布置孔一排，造孔直徑為1.1米，單排套井回填的有效厚度為0.778米，孔距為0.860米，雙排套井回填的有效厚度1.579米。在單排套井回填布孔方面，先打基數孔，再打偶數孔。對于雙排套井回填布孔，先布壩軸線下游面的孔，再打上游面的布孔。在造孔方面，造孔機械采用沖抓式打進機，該機具有機械性能好、裝配合理、操作簡易、移動方便，剛性強等優點。

對于其操作的步驟，在脫鉤下錐方面，下沖抓錐要放慢，特別指出的是在井口以上的部位，鉆頭搖動的情況下，要及時剎車，利用人的力量扶穩后再下去，防止井口壁擴大，造成增加工程量和運土不便而造成浪費，下沖抓錐時四個葉片要完全張開。沖擊方面，當沖抓錐頭離井底也就是下方土體大約2 米高度時，使剎車完全松開，使沖抓錐頭進行自由落體從而沖擊土方，抓到土方后，葉片合攏。沖擊抓土完成以后，馬上扳手柄，此時卷筒正轉，鋼絲繩慢慢上升起來，沖抓錐頭同時也提升上來。沖抓錐頭提升到井口以上的時候，碰到自動掛鉤器，當3只掛鉤自動進入掛架內（固定沖抓錐頭的保護裝置），此時，便可松開離合器并且進行剎車，然后很慢地放下沖抓錐頭，當沖抓錐頭掛好時，等候雙輪車到位，然后松開葉片進行卸土作業。卸土的時候，將雙輪車拉到井口部位，放松剎車裝置，使沖抓錐頭張開，將土卸在雙輪車上，然后再拉出井口，將土倒在指定的地方，然后再進行下一個此項循環。

然后再進行檢查和記錄。造孔完畢后，將沖抓錐頭拉到一邊安全的位置，然后再下井檢查造孔、描述井壁柱狀、詳細記錄情況。為了保證下孔檢查觀測人員安全，可使用安全罩載人下孔，下井人員必須要戴好安全帽，除井口1人指揮外，其他人員不得逗留在井口圍觀，以防止土塊等物體的下落，砸傷下井人員，利用卷揚機的動力，將下井人員乘坐的鐵轎（下井人員要系好保險帶）放到井的底部。記錄造孔的井壁情況（如滲水量、漏水位置、土質情況等），作為原始的資料，并通知監理進行深度驗收。

井孔檢查完成以后，要馬上進行回填工作。如果井孔底部有少量的積水，應該將已經準備好的干土，倒入井孔內，將積水吸干，重新抓取干土，直到井孔底部無積水為止，方可回填。由業主提供合格土料場，并且在土料的四周開好水溝，土料進場須采用自卸車運輸。孔位邊備4—5個孔的土料，回填土料的要求是無樹根、草皮等雜物。要控制土料含水量，在施工前要對土體做好土工試驗，保證土源能夠使用，包括滲透試驗、擊實試驗、干容重試驗、含水率等等，堆料表面采用覆蓋雨布防雨，因為含水量過高而不得使用。每次下井的土料數量，根據實際情況試驗的計算得出來350千克左右。松土厚25-30厘米，夯實厚15-20厘米。回填土的下井方法：采用對稱平衡的方法以達到均勻且平整，將350千克的土料裝在兩輛雙輪車上，以兩對角推到井口，同時使其倒入井內，兩車的土料在中間相碰，還有部分碰到井壁，通過井壁周圍的反沖作用，落到井底的土料基本達到平整。在夯實方面，錘，是人工制造的石錘。使回填土創造側向膨脹條件，進行壓縮的應力狀態，使與井壁老土緊密結合在一起。落距控制在2.0-2.5米，夯次采用18次左右。

對其質量的檢查，保證套井回填質量的重要措施是及時在各道工序施工中進行質量檢查，其主要內容包括井孔檢查、土料檢查、回填土檢測及施工參數控制等項。

采取一定的安全防護措施，機械設備在進場前要經過保養和檢修，要進入工地，要特別對剎車部位進行嚴格檢查和修理，施工前檢查，完工后保養，破損配件及時更換。工作人員進工地后，在技術交底時要進行安全教育，施工人員應該嚴格遵守安全生產規章制度，尤其是下井人員要佩戴安全帽和保險帶。進口防護必須要求嚴格，未完成的要覆蓋及安全警示，不得人員和機械等向其靠攏，夜間要點起警示燈。機械設備上也必須要裝上警示裝置，以防止人員與機械發生不必要的碰撞。

結語

本文在水庫加固防滲處理中采用粘土套井回填施工的方案，套孔回填粘土經過壓實后干容重增大，滲透系數相應地減小，防滲效果較好，縮短了建設周期，到達了加固處理的防滲效果，所以粘土套井回填在水庫除險加固中的應用確實可行。

參考文獻：

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