龙巨镇
河源市骏源水利水电建筑工程有限公司
摘要：造好水利堤坝工程防施工技术，对保障堤坝质量和安全有重要意义。文章详细介绍套井冲抓回填技术施工及质量控制措施，供堤坝施工和管理人员提供参考。
关键词：堤坝；套井冲抓回填技术；防渗加固；质量控制
一、前言
堤坝渗漏是常见质量病害之一，堤坝的渗漏与其施工技术和后期的管理有着直接的关系，堤坝渗漏轻则会导致水库库存资源流失，重则会破坏堤坝结构，引发堤坝裂缝或崩塌，从而影响水库工程整体的性能。为减少堤坝渗漏，需根据堤坝周边的地质条件、堤坝结构以及堤坝渗漏情况，选择有效的防渗施工技术进行综合治理。堤坝防渗施工治理技术多种多样，本文主要介绍了套井冲抓回填技术施工及质量控制。
二、套井冲抓回填技术介绍
套井冲抓回填技术的施工方法是在坝体渗漏范围内，利用冲抓设备沿坝体坝轴线或心墙轴线进行造孔，然后将土料分层夯填在孔内，使其形成连续、坚固的粘土心墙壁，因此其也被称之为坝体内建造防渗墙技术。为保证坝体土体密实增大和减少其渗透系数，需对孔周围0.8~1.0m范围的土体进行侧向挤压，从而能有效减少坝体防渗。该项防渗施工技术具有施工操作简便、工程造价低、施工范围小且防渗效果佳等多项优势，因此被广泛中小水库存堤坝防渗施工治理。套井冲抓回填技术的施工质量控制方法如下：
1、土料的选择
套井冲抓回填技术施工的关键在于保证回填土料的质量，其要求土料含有35%~50%的粘粒且粒径控制在5cm以内，土料中含有19%~25%的含水量，并且还需保证土料的纯净度，土料中应避免出现泥炭土、砖石、淤泥、树根草皮等较大的杂物，严禁使用渣土和冻土。
2、土料试验
为保证回填土料的质量，需确定其最优含水量和最大干容重，可通过土料击实试验进行测试。
3、确定孔位
为保证整体施工技术的有效性，还需对井孔位置进行严格测量和控制，需根据设计文件、坝轴线、水准点、起止桩号进行测量放样和编号，孔位偏差需控制在50mm内，各孔位需做好相应的标识，以便在后续的工程中能及时进行检查复核与维护。
4、冲抓造孔
孔号位置根据施工放样能够确定，并且还需采用冲抓设备找出孔洞中间位置，以保证造孔的平整垂直，对中偏差应控制在30mm内，例如孔深为60m时，造孔斜率应控制在0.3%以内，此外，单、双号井孔套接中心深度的偏差应小于1/3的设计墙厚。
5、孔内夯填
在进行井孔夯填前，需将井底积水、渣土等杂物清理干净，并检查孔深、孔位、孔的垂直度规范以及孔壁的牢固度，做好井孔的各项检查后，才能进行土料回填。
6、质量检验
套井冲抓回填完成后，需采用取样进行干容重测定的方法对施工质量进行检验，取样应选择具有代表性的部位，且是均匀分布在孔面上的样品，取样试验检测按照相关施工规范和土工试验标准进行操作，保证施工技术达到合格要求，若不满足要求，则需及时查找原因和进行处理，处理完成后再行测定，直至达到合格标准。
三、某水库堤坝防渗治理
1、工程概况
水库自60、70时年代建立以来，运行近50年，大坝土坝为均质土壤，坝高11.0m，坝顶长、宽分别为90.0m、5.0m，水库工程中主要建筑物大坝的施工质量整体较差，虽然近年来做过不少的局部加固处理，但工程的运行仍存在较多的质量和安全隐患。通过调查水库运行情况我们发现，当水库水位达到167.0m时，其下游的坝坡会严重渗水，渗漏面积最大可达到400m2，对大坝安全造成严重威胁，并且由于水库地理位置的关系，其对下游公路和居民的生命财产安全也造成了巨大的威胁，为减少和控制大坝坝体渗漏，相关设计单位决定采用套井回填粘土防渗墙技术对水库存堤坝进行防渗施工治理。
2、套井回填粘土防渗墙设计要点
套井回填粘土防渗墙技术主要包含了防渗墙及套井钻孔布置、套井深度处理、防渗墙厚度计算、回填土料设计控制等主要技术参数。
（1）防渗墙及套井钻孔布置
防渗墙土料填筑位置便是套井钻孔的位置，因此套井钻孔位置对应的防渗渗墙布置，因此在套井钻孔施工中需注意轴线位置、钻孔排数及孔距，才能有效保证防渗墙厚度设计合理、冲抓机规格满足相关规范。选择合理的钻孔孔距，并使得相邻井孔之间有一定的搭接长度能够有效提高防渗墙的厚度，防止相邻井孔接合处发生新的渗漏。在实际钻孔施工中，需根据冲抓机钻孔直径、防渗墙设计厚度、钻孔排数计算确定防渗墙厚度，并保证相邻井孔搭接处最小防渗墙厚度控制在设计防渗墙厚度范围内。本水库的粘土防渗墙平面布置图见图1。
图1 粘土防渗墙平面布置图
（2）套井深度处理
防渗墙与套井深人透水系数相接近的土层与1m～2m时，才能保证套井回填粘土防渗墙的套井深度处理合理，为减少坝基漏水，应将防渗墙深入到岩基或不透水层。浪石头水库的大坝便是在岩基上建立的，但是由于大坝土质量整体较差且坝高较小，因此若要在坝基岩基上直接增设故套井回填防渗墙，需套井处理深度控制到8m～17m左右。
（3）防渗墙厚度计算
根据水库坝体整体的稳定分析以及通过渗流计算能够确定防渗墙厚
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度，首先防渗墙的厚度要根据以往的工程经验进行选择，再通过渗流计算得出坝体内浸润线具体位置，然后分析坝体整体的稳定，并对最开始设定的防渗墙厚度进行验证，防渗墙厚度应满足在最大水头强度的作用下仍能抵抗渗透坡降的压迫。
（4）回填土料设计控制
一般采用粘性土料作为防渗墙的回填土料，要求35%～50%的粘粒含量。将粘性土干密度、渗透系数以及含水量作为其主要的设计指标。可根据土料击实试验确定土料的干密度，土料的干密度一般大于或等于1.5g/cm3且超过自然土料密度的1.02～1.12倍；土料的渗透系数不得超过1×10-5cm/s，且具有良好的渗透稳定性和塑性；土料应含有20%～30%的含水量，含水量保持在塑限要求附近最为合适。
本水库的防渗施工所用的土料为大坝右岸山坡土料，土料干容重γ≥1.55g/cm3，土料渗透系数K≤1.0×10-5cm/s，且含35％～50％土料粘粒，土料具有20％～30％的含水量。
3施工技术要求及注意事项
3.1施工技术要求
（1）施工前：先取得业主和监理核准，再测量和明确大坝轴线位置，并确定冲抓轴线，本水库的钻孔直径为110cm，钻孔不得偏移，需保持中线垂直，先进行主井造孔，再进行套井造孔，各孔之间的间距为86cm，孔深需根据实际施工进行具体调整，一般至不透水层。现场测量的数据均需监督人员审核，并做好相应的测量记录。
（2）粘土回填。保证土质的质量是关键，粘土厚度应控制在30cm～40cm左右，按试验室的粘土压实试验结果控制粘土的夯击次数和土料的含水率，进行粘土夯实时，落锤需平稳，
底部夯锤落距不宜过大，夯距保持在2m～3m，为防止坝顶开裂，坝顶2m以内的夯距不得超过2m，各填孔需按秩序进行，并保证渗透系数不超过1×10-5cm/s，填土压实度超过96%。
（3）施工流程，需严格按照布孔、安机、造孔、清理、回填夯实、质量检查的冲抓回填土料施工流程进行施工操作。
（4）施工布置，一般采用SJ2—95型冲抓钻机进行套井冲抓造孔，造孔前需确定放样轴线，在坝轴线上布置钻孔，主孔和套孔采用一主一套相间布置的方式连接成墙。
（5）控制回填材料，回填材料需满足设计和施工要求，去除其中的杂物，并严格控制回填材料的分层厚度和含水量，根据打孔顺序进行土料回填。
四、结束语
水库工程是我国重要的建筑工程之一，但是我国水库的除险加固现状并不乐观，为了提高水库工程的利用率和保证人们的财产和生命安全，需要不断提高水库的土坝防渗加固施工技术，重点做好水库堤坝防渗施工治理工作。冲抓套井回填粘土防渗墙技术具有施工操作简便、工程造价低、施工范围小且防渗效果佳等多项优势，实践证明其确实具有良好的防渗效果，因此其值得在水库坝体加固施工中应用和推广。
参考文献
[1]宋 翼，液压抓斗成槽混凝土防渗墙施工技术在水库大坝除险加固工程中的分析应用，重庆建筑，2010（02）
论文作者:龙巨镇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/19
标签：防渗墙论文; 堤坝论文; 水库论文; 粘土论文; 钻孔论文; 防渗论文; 厚度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;