大壩套井回填防滲技術在晉寧縣街子路水庫除險加固工程中的應用

摘 " "要：本文對街子路水庫大壩壩體采用套井回填施工進行介紹。

關鍵詞：街子路水庫;大壩;套井回填;施工

中圖分類號：TV697.32 " " " " " "文獻標識碼：A " " " " " " " 文章編號：1004-7344（2019）03-0117-02

街子路水庫位于昆明市晉寧縣晉城鎮鹽井村委鹽井村，距縣城昆陽約33km，距晉城鎮13km，總庫容為10.7萬m3，屬小（二）型水庫。

大壩為均質土壩，壩頂寬2.5m，壩高14.5m，壩頂長66.5m;水庫正常蓄水位1997.20m，大壩滲漏嚴重，根據地質勘測資料顯示，壩土滲透系數為K=2.33×10-3cm/s，殘坡積層k=1.67×10-3cm/s。下游壩坡由于滲漏嚴重，壩坡極不規則，壩坡浸濕面積約為220m2，水庫滲漏量為1.8L/s（庫水位1996.47m）。水庫已經不能正常蓄水運行，存在較大的安全隱患，因此在2009年9月～2009年10月進行除險加固處理（即防滲處理），大壩壩體進行套井回填。水庫輸水涵管兩側及左右壩肩進行灌漿。

1 "套井回填的原理、施工程序及施工工藝

1.1 "原 理

套井回填也稱柱列式防滲墻，其原理是：將原需處理置換的壩土，通過沖抓錐造井的方式將其取出，然后將符合設計要求的第四系粘土回填至井內并逐層夯實，形成柱列式的粘土防滲墻體。重復這種方式，并使每個柱列式防滲墻互相部分重疊，形成一種環狀，象柱子般緊密排列的防滲墻（體），從而達到防滲漏的效果。

1.2 "施工程序

布孔→安機→造孔→清理→回填夯實→質量檢查（見圖1）。

先施工兩個Ⅰ序井（奇數井1#、3#井），在兩個Ⅰ序井打井回填夯實結束后，再施工兩個Ⅰ序井中間的Ⅱ序井（偶數井2#井），如此循環施工。Ⅱ序井施工時，會將兩個Ⅰ序井的回填土挖掉一部份，在回填后使Ⅰ、Ⅱ序井互相套接而形成一排柱列式的密實粘土防滲墻。

1.3 "施工工藝

（1）設備

設備采用8JZ95型沖抓錐，造井直徑1100mm，回填時使用的夯錘重600～800kg。該設備適用于土層及松散巖層。

（2）造井

孔位偏差不大于3cm，造井直徑為1100mm，先造Ⅰ序井，相鄰兩個Ⅰ序井中心間距為1600mm，待兩個Ⅰ序井達到設計規定的處理深度、由現場技術人員簽證驗收、回填夯實第四系粘土完畢后，再施工Ⅱ序井，Ⅰ序井與Ⅱ序井中心間距為800mm，從而造成重疊，重疊部分為1100mm-800mm=300mm。

（3）回填夯實

①在造孔完成后應檢查井底浮土、碎石等雜物，清理干凈并保持井內無水，簽證驗收后，采用經土工試驗選定的具有最優含水量的紅粘土進行回填，每次填土約0.28m3。回填時由人工從三個方向投土，進一層土（一般每層回填土厚度控在0.3～0.50m）夯實后，方可再進行下層土的回填，回填土料的質量是保證套孔回填成功的關鍵，所以回填粘土要去掉土料中的雜物才能使用，土料的填筑厚度與含水量均按設計要求控制，含水量過大應進行翻曬，含水量過小則灑水潤濕。

②夯擊在落錘時，要保持幾秒鐘的穩定時間，以避免夯錘碰撞孔壁，降低夯擊功能。當距壩頂2m以內時，為減少單位沖量，夯錘提升高度小于2m，以防壩頂開裂或沿孔周圍壅起。

根據土工試驗的最小擊實功能選用600～800的夯錘，以1.5～2.5m的落距進行夯實，夯擊次數為18次，并詳細記錄夯實次數以確保夯實功能達到并超過試驗值。根據擊實功能的計算公式計算如下：

擊實功能W=夯錘重量G×落距高度h×擊實次數N÷實土體積V

式中：G——600～800kg;

h——最大落距高度為2.5m;

N——均為18次;

V——0.28m3。

根據計算公式并取最小值，可算出最小擊實功能W=96.4T-m/m3，當G、h、N加大時，夯實功能將隨之增大;同時回填土在強力夯壓時，夯實功能向孔壁四周傳遞擠壓壩土，既增強了新老土的結合，又將老壩土進行了間接夯壓，使之形成了一道大于鉆孔直徑的防滲墻。

③柱列式防滲墻的厚度

DC=2h=2×BDSina=75.5cm，由于套接處經過二次夯壓，所以孔中心點（A）的平均滲透系數約大于套接處的滲透系數5倍。由此根據公式K中：K套=L化：2套可算出套接處的滲透計算化引厚度工L化=3.775m，故滲透計算化引厚度L化遠大于孔徑1.1m的厚度。這就可以充分說明兩孔套接處的幾何厚度雖然小于孔中心處，但防滲強度并不小，使之形成最小厚度為75.5cm的均質柱列粘土防滲墻。

式中：K中、K套——分別為孔中心及套接處的滲透系數;

2套——套接處的幾何厚度75.5cm。

2 "完成的工程量及材料耗用量

此次處理，原設計套井線長49.6m，共63個套井孔，因為左右壩肩、涵洞兩側的套井孔無法施工，實際完成套井孔43個，實際套井線長33.6m。左右壩肩、涵洞兩側的套井孔改為帷幕灌漿。

3 "質量檢查

3.1 "主要設計指標

（1）回填土料干密度≥1.50g/cm3;

（2）回填土料含水率27.7%±2%;

（3）壓實度≥98%;

（4）鋪土厚度30cm±0～5cm;

（5）孔深小于60m時，端孔孔斜≤0.3%;

（6）滲透系數K≤4.0×10-7cm/s。

3.2 "施工單位自檢統計

（1）干密度：

干密度ρ共檢測43組，ρmax=1.55g/cm3，ρmin=1.50g/cm3，ρ平均=1.52g/cm3，合格43組，合格率100%。

（2）含水率：

含水率ω共檢測43組，ωmax=31.20%，ωmin=26.4%，ω平均=28.0%，合格37組，合格率86.0%。

（3）壓實度檢測：

壓實度P檢測43組，Pmax=103.3%，Pmin=100%，P平均=101.3%，壓實度均大于設計值98%，滿足設計要求，故判定土料填筑合格。

（4）滲透系數：

滲透系數k值共檢測10組，Kmax=2.4×10-7cm/s，Kmin=6.07×10-8cm/s，K平均=1.08×10-8cm/s，合格10段，合格率100%。

（5）鋪土厚度檢測：

鋪土厚度D共檢測43組，Dmax=35cm，Dmin=26cm，D平均=31.1cm，合格40組，合格率93.0%。

（6）孔斜：

端孔孔斜共檢測43組，各孔孔深均小于60m，最大值=0.37%，最小值=0.05%，平均值=0.14%，合格41組，合格率95.3%。

從表2可以看出，套井孔內的回填粘土的平均干容重為1.52g/cm3，大于設計的最大干密度1.50g/cm3，平均滲透系數為1.08×10-7cm/s，也大于設計的4.0×10-7cm/s，達到了弱透水的防滲標準。說明套井回填效果是好的。

4 "經 驗

（1）套井回填下雨天不宜施工。

（2）施工天造井前應提前15～20d放低水庫水位至設計要求的水位以下，以利土壩內含水析出，造井時井壁才能穩定。造井時要求井壁垂直，同一排井的圓心必須在同一軸線上。造成井過程中如發生塌方，應下土回填夯實，固結井壁，防止塌方發展，再繼續造井。

（3）套井回填防滲墻處理深度一般在水庫殆死水位，如果施工時水庫水位高于套井深度，可采取如下措施：如果井底滲水很小，將積水清除后，迅速下回填土即可保證質量;如果井底滲水較大或積水過多，可先下土吸水并夯實，再抓除干凈，至井底基本無水時可正式回填;如果井底滲水很大且孔內困難，可離井上游2m處打副井排除積水。

（4）套井回填適用于土壩壩體防滲處理，不太適用于壩基基巖、砂礫石層的防滲處理，因為壩基基巖造孔困難，而砂礫石層造孔時極易塌孔。

5 "結 語

通過街子路水庫套井回填粘土防滲墻的實施，體現出套井回填粘土防滲墻技術具有防滲效果好、施工設備簡單、施工方便、工程量小、工程造價低等特點，比較適用于均質土壩壩身的防滲處理，可以較好地解決小型水庫壩體滲漏問題，值得推廣應用。

參考文獻

[1]袁 絢.套井回填粘土防滲墻在東沖水庫攔河壩壩體滲漏處理中的應用.云南水利發電，2002，18（z1）.

[2]于霄峰，等.沖抓錐套井回填粘土防滲在土壩加固中的應用.黑龍江水利科技，2005，4（33）.

收稿日期：2018-12-4

作者簡介：譚云波（1972-），男，漢族，云南昆明人，大專，工程師，主要從事水利工程施工工作。