套井回填在水庫除險加固中的應(yīng)用及質(zhì)量控制

葛東進(jìn) 陳杰

摘 要：水庫是我國水利工程的基礎(chǔ)設(shè)施，但由于水庫所處自然環(huán)境比較復(fù)雜，導(dǎo)致水庫壩體容易出現(xiàn)滲漏問題，進(jìn)而造成水庫出現(xiàn)險情，并影響水庫的安全運行。套井回填是一項防滲技術(shù)，在水庫出現(xiàn)加固中發(fā)揮著重要作用，但該技術(shù)在實際應(yīng)用時，還需加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證其施工流程設(shè)計及施工方法合理，從而提升防滲處理的整體效果，保證水庫得以安全運行。本文將探討套井回填技術(shù)在水庫加固和防滲除險方面的實際應(yīng)用，并探討套井回填施工的質(zhì)量控制，以促進(jìn)套井回填技術(shù)得以在水庫加固防滲中實現(xiàn)有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：套井回填;水庫;加固;防滲;質(zhì)量控制

水庫是水利工程重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其加固工程的關(guān)鍵便是防滲處理，水庫運行中受所處環(huán)境影響，經(jīng)歷多年運行壩體容易出現(xiàn)滲漏點，尤其是壩體后坡處表現(xiàn)的滲漏特征非常明顯，并且個別滲漏點的滲漏量較大，對水庫的安全運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，對滲漏點進(jìn)行滲漏處理是核心任務(wù)，套井回填技術(shù)發(fā)展至今已有50年左右的歷史，且持續(xù)得到完善發(fā)展，至今已經(jīng)推廣至山西、江西、四川等地區(qū)，該技術(shù)應(yīng)用后能夠形成一道防滲墻，對滲流通道進(jìn)行階段，從而發(fā)揮防滲作用，并且在夯擊過程中，能夠保證周圍土體的密實度，從而使壩體的質(zhì)量得到提升，使防滲加固的處理目的得以達(dá)成，但即便如此，仍需采取必要的質(zhì)控措施來進(jìn)一步提升水庫防滲加固質(zhì)量，以保證水庫安全運行。

1.工程概況

車岙港水庫位于寧海縣長街鎮(zhèn)境內(nèi)，車岙港上游，九江村與戴岙洞村之間。壩址距離寧海城關(guān)鎮(zhèn)約32km，距離沿海南線約6km，該水庫是一座防洪灌溉為主，結(jié)合供水的中型水庫。水庫樞紐由大壩、泄洪閘、翻水站以及輸水涵洞、輸水隧洞等建筑物組成。該水庫起建于1955年1月，1957年建成蓄水，1963年發(fā)現(xiàn)西段背水坡壩腳出現(xiàn)滲水，1968年采用斜臥式反濾層法進(jìn)行處理，之后又采取壩身加筑粘土防滲墻以及排水反濾、橫向排水溝等措施和方法進(jìn)行防滲處理，雖然這些方法在當(dāng)時取得了一定的效果，但滲水問題依然存在，因此，2002年6月寧波市水利局對車岙港水庫進(jìn)行安全鑒定，并于2004年9月20日對現(xiàn)場進(jìn)行核查，核查結(jié)果顯示大壩填筑質(zhì)量差，需要重新設(shè)計除險加固方案，并將套井回填技術(shù)納入到方案之中。

2.套井回填技術(shù)概述

套井回填技術(shù)屬于一種防滲技術(shù)，該技術(shù)主要是通過沖抓打井機(jī)對水庫壩體內(nèi)部進(jìn)行鉆孔，然后從鉆孔中將劣質(zhì)防滲土料取出，然后將質(zhì)量合格的防滲土回填夯實，從而形成連續(xù)防滲墻，發(fā)揮防滲加固作用。該技術(shù)實施時，應(yīng)該保證土料含水量最好控制在24.6%左右，天然含水量要接近最優(yōu)含水量，還需要將塑性指數(shù)控制在10～18之間，將粘粒含量控制在15%～40%之間?；靥顧z測時，還需要將干密度控制在1.45g/cm3以上，滲透吸收應(yīng)該在1*10-5cm/s。該技術(shù)工藝的施工程序見圖1所示。

3.套井回填在水庫壩體防滲加固之中的施工應(yīng)用

作為一種發(fā)展比較成熟的防滲處理技術(shù)，套井回填技術(shù)得以在水庫壩體防滲加固中得到有效應(yīng)用，且經(jīng)過多年的實踐也證明了該技術(shù)在水庫壩體的應(yīng)用效果也是非常突出的，該技術(shù)的具體施工應(yīng)用可分為以下內(nèi)容：

3.1施工準(zhǔn)備

套井回填技術(shù)在應(yīng)用之前，需要做好相關(guān)施工準(zhǔn)備工作，例如，實驗參數(shù)確定、技術(shù)指標(biāo)檢測、機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備、現(xiàn)場試驗以及施工人員的安排等，做好這些準(zhǔn)備工作后方可進(jìn)行套井回填施工，從而確保施工質(zhì)量，并為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。在對土料廠技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測時，應(yīng)該通過挖探坑來對土樣采集，然后將樣本送至實驗室檢驗，只有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后方可對土料開采和使用，確定好料場之后，還需在套井回填實施前確定施工相關(guān)的實驗參數(shù)，例如，夯錘的提升高度、質(zhì)量以及夯擊次數(shù)等;在機(jī)械設(shè)備以及施工人員安排方面，應(yīng)該以實際工程施工布設(shè)及施工進(jìn)度計劃為依據(jù)進(jìn)行統(tǒng)籌安排，將上述工作準(zhǔn)備完成之后，為了使現(xiàn)場回填質(zhì)控加強(qiáng)，還應(yīng)該在工地現(xiàn)場構(gòu)建干密度檢測實驗室，完善相關(guān)設(shè)施設(shè)備以及專業(yè)人員的配置，完成上述準(zhǔn)備工作后，方可正式實施套井回填。

3.2施工放樣及設(shè)備就位

首先應(yīng)該通過全站儀依照控制坐標(biāo)對壩體軸線進(jìn)行確定，之后依照每一個鉆機(jī)的位置，采用計算的方法對孔號以及樁號進(jìn)行確定，并開始進(jìn)行布孔操作，布孔過程中，需要將套孔以及主孔標(biāo)明，確保機(jī)手開展施工時能夠?qū)椎男再|(zhì)進(jìn)行明確，從而依照施工要求來開展施工操作。

完成施工放樣之后，需要將施工所用機(jī)械設(shè)備就位，依據(jù)套井施工原則，先將兩主孔施工，然后再對兩個主孔之間的套孔進(jìn)行施工，所以機(jī)械設(shè)備應(yīng)該先在主孔上就位，完成主孔施工之后再行套孔施工。在機(jī)械設(shè)備就位過程中，一定要確保沖抓鉆與中心孔正對，并對機(jī)架吊點位置進(jìn)行確定控制，從而確保涂料沖抓過程中成孔垂直度與相關(guān)規(guī)范及要求相符。

3.3沖抓造孔

當(dāng)沖抓機(jī)就位完成后便可以正式開始進(jìn)行沖抓施工，沖抓鉆的鉆頭規(guī)格應(yīng)合理選擇，通過電動機(jī)將鉆頭帶動，并將其提升至要求高度，達(dá)到指定高度之后便可將鉆頭自由落下，將鉆頭爪片張開，利用鉆頭沖擊力對原土進(jìn)行成孔開挖，同時使用斗車對開挖所獲涂料進(jìn)行外運。在套井沖抓過程中，一定要對機(jī)械垂直度進(jìn)行經(jīng)常性的檢查，保證孔垂直度誤差小于4‰，避免出現(xiàn)孔孔之間缺乏套接厚度，從而避免防滲效果受到影響。完成造孔之后，機(jī)長還應(yīng)該進(jìn)行施工記錄，記錄內(nèi)容包括成孔時間、開孔時間、孔底高程以及孔口高程等數(shù)據(jù)，完成成孔之后，各地質(zhì)描述應(yīng)該呈現(xiàn)在各高程信息上。

3.4土料回填夯實

回填所用土料主要是從土料廠運輸而得，使用土料前需要對土料進(jìn)行檢查，若土料中存在較多的顆粒，則應(yīng)該對土料篩分，從而剔除與要求不符的土料，然后還需要通過實驗室檢測土料含水量，若土料含水量超過29%，則應(yīng)該對土料翻曬，從而使土料含水量得到控制，然后將含水量合格的土料存放到備料場之中，使用塑料布將其全面覆蓋以備使用，備料數(shù)量應(yīng)該保證能夠滿足2～3天施工所用。在土料回填之前，還應(yīng)該檢測當(dāng)日所用土料含水量，依據(jù)含水量能否滿足要求來確定是否對其使用。

土料回填前需要使用翻斗車將土料輸送到回填施工現(xiàn)場，通過人工的方式將土料裝上斗車，然后輸送到已成孔套井處，輔料的厚度應(yīng)該依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，同時還要將回填質(zhì)量得以保障。在土料回填之前，需要先對孔內(nèi)滲水情況進(jìn)行檢查，若存在滲水，則應(yīng)將滲水及時清除，然后才可土料回填。將土料輸送到井下之后，應(yīng)該使用夯錘夯擊土料鋪面，在夯擊的過程中，應(yīng)該保證夯錘與井壁之間保持10cm的間隙，從而確保夯錘下落至鋪面后不會產(chǎn)生氣浪沖擊波振動，從而避免土堤結(jié)構(gòu)受到影響。在土料回填時，機(jī)長仍需對回填厚度、夯擊次數(shù)、夯錘高度以及回填的時間等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

土料回填操作時，實驗人員還應(yīng)該依據(jù)工程相關(guān)要求開展回填土的干密度檢測，各單元任意孔開展?jié)B透檢測，并由現(xiàn)場監(jiān)理人員對檢測取樣進(jìn)行見證，在實施干密度檢測時，需要對回填質(zhì)量的信息進(jìn)行及時掌握，從而在質(zhì)量方面確保心中有數(shù)，若存在不合格孔，將馬上開展返工處理。

4.水庫防滲加固中套井回填的質(zhì)量控制

套井回填的質(zhì)量控制應(yīng)該分兩個主要環(huán)節(jié)開展工作。第一個環(huán)節(jié)為開挖環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，第二個環(huán)節(jié)為回填環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。

4.1開挖環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

開挖環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制主要集中在深度控制以及垂直度控制。在成孔過程中，垂直度的控制可以使用鉛錘球來進(jìn)行控制，垂直度控制的標(biāo)準(zhǔn)為4‰。首先，應(yīng)該對機(jī)底座進(jìn)行調(diào)整，確保機(jī)底座的平整度，還要保證鉆頭同空中軸線之間的垂直度必須控制在合理的范圍之內(nèi)，此工作通常是機(jī)手來負(fù)責(zé)的，需要及時對其檢查和記錄，并通過現(xiàn)場監(jiān)理人員對其進(jìn)行復(fù)核。開挖深度應(yīng)該根據(jù)工程例會以及設(shè)計圖紙中規(guī)定的開挖要求來進(jìn)行確定，套井回填施工時的開挖深度應(yīng)該達(dá)到淤泥層以下0.5m，開挖情況應(yīng)該通過現(xiàn)場監(jiān)理人員以及機(jī)手協(xié)商一致后共同確認(rèn)，并且與開挖設(shè)計的要求相符方可進(jìn)行施工，同時在施工中還需將施工記錄做好。

4.2回填環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

保證回填環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，一方面需要保證材料質(zhì)量控制，另一方面還需要保證回填施工質(zhì)量控制。首先，在土料質(zhì)量控制方面，土料廠應(yīng)該先對土料成分進(jìn)行分析，了解料源能否與設(shè)計指標(biāo)要求相符，若相符則可將其當(dāng)做工程取料場;若不符則應(yīng)該對料場進(jìn)行更換，在對土料成分進(jìn)行分析時，一定要重視粘粒含量，保證粘粒含量的范圍合理。此外，在土料開挖時，因土料存在不均勻分布，導(dǎo)致很多土料之中存在塊狀雜質(zhì)，為了使回填的質(zhì)量得到保證，必須對其進(jìn)行篩分，完成篩分之后，還要對其含水量實施檢測，若檢測的含水量超過29%，則應(yīng)采取翻曬處理，含水量降低到29%以下后，還要使用塑料布將其覆蓋，避免雨淋暴曬。其次，在回填施工質(zhì)量控制方面，應(yīng)該依照套井各深度所對應(yīng)的地質(zhì)情況來選擇適當(dāng)?shù)氖┕し桨?，若套井底部為淤泥層，則通過夯錘夯擊后會出現(xiàn)沉降，所以底部鋪填厚度應(yīng)該控制在20cm左右，夯錘提升高度應(yīng)該盡量低，一般在0.5m高，夯擊次數(shù)應(yīng)該控制在10次左右。為確保回填質(zhì)量，現(xiàn)場監(jiān)理人員還需要隨機(jī)將取樣深度進(jìn)行確定，并通過適當(dāng)方法完成回填土干密度檢測，為了確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)該于每孔取樣2份以上，然后將檢測結(jié)果取平均值。在檢測中若出現(xiàn)干密度檢測結(jié)果不合格，則應(yīng)該返工處理，直至達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，從而促使回填質(zhì)量得到有效控制。

5.結(jié)束語

水庫加固防滲工程事關(guān)水庫的安全運行，套井回填技術(shù)是該領(lǐng)域常用到的一項技術(shù)工藝，施工人員在施工前必須對該技術(shù)工藝了如指掌，并注意質(zhì)量控制的關(guān)鍵點，從而通過對該技術(shù)有效合理的應(yīng)用，并做好施工質(zhì)量控制，從而確保防滲加固處理的效果得到全面提升，進(jìn)而確保水庫運行的安全性。

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