分析套井粘土回填在土坝除险加固中的应用

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【摘 要】水库工程关系着一个地区的饮水问题，也关系着一个地区的安全问题。在我国的水库建设中，土坝的加固和维稳一直是人们关注的重点。土坝在防洪抗灾中的角色非常重要，土坝如果不牢固，一旦洪水暴发，就会危及人民的生命财产安全。因而，土坝的加固除险工程对我国社会的重要性不言而喻。本文主要通过对华东地区的具体工程的分析，来研究套井粘土回填在土坝的除险加固中的具体应用，以便其它地方可以根据本文的研究加以借鉴。

【关键词】套井粘土；回填；加固除险技术

水库的作用不仅仅是为城市人民提供饮用水的水源，它的主要作用还在于可以承担防洪的任务。因此，随着我国经济的不断发展，各级政府部门对于提高水库大坝的质量重视程度越来越高，土坝加固越来越受到人们的重视。每年夏天，华东地区降雨较多，人们逐渐更加深刻的认识到水库在防洪中发挥的巨大作用。由于土坝经常发生渗漏，严重影响了防洪的效果，所以对土坝加固对于防洪就显得异常重要了。套井粘土回填的方式对土坝的防渗加固非常有效。下面就具体工程做一下分析。

1 工程简介

我们以华东地区某水库为例。该水库，大坝坝型为粘土心墙坝，库容101万立方米，大坝总长136米，最大坝高10米。

大坝在施工时坝基清理的不是很彻底，坝体和基础之间没有采取任何防止渗漏的措施。与此同时，由于本水库修建于上个世纪50年代，大坝在填筑的时候，质量把控的不是很严格，导致局部的接触面已经变成了渗漏的通道。虽然为市民提供了源源不断的水源，但是专家们还是认定这座水库大坝的填筑质量不高，坝体均有渗漏，安全性受到极大的威胁。

水库大坝是心墙土坝，根据勘测，土质较松，碾压的不是很结实，平均压实度不足90%，现场注水试验渗透系数平均为3×10-3cm/s，防渗能力比较差。现场检查坝体和坝基有多处漏水情况。

综上所述，水库大坝已出现比较严重的质量问题，因此，急需对坝体进行除险加固。

2 大坝的防渗设计

依据勘测后的结果，对本水库拟采取以下防渗设计：大坝的防渗需要用到粘土防渗墙，以此来给大坝加固。施工工艺需采用套井成墙施工工艺，具体的要求是，井的直径是1100mm，井和井之间的距离是780mm，单排布置。防渗墙底部需要深入到坝的基准线以下1.0m，最大的处理深度应该是11m。回填土的含水量要控制在一定的范围内，最好与最优含水量接近。如果入土料含水量过大的话，可以对之进行翻晒。另外，土料的颗粒直径不能大于5cm，里面不得掺杂任何其他杂物，像树皮、草根等等。

3 设计要点的分析

3.1 套井深度的处理

通过分析套井粘土回填，确定了如果要进行良好的施工，必须要保证井的深度。因为原来的土坝的质量不高，蓄水能力也比较差，原坝基覆盖层较厚，施工时未彻底清理，因此，利用套井向坝基以下继续加深深度（一般穿透坝基以下1m），这样做的好处是可以很有效解决接触段的渗漏，进而实现对土坝的防渗加固。

3.2 防渗墙的厚度设计

土坝中最先考虑的就应该是大坝的渗水问题。因此，在确定使用套井粘土回填之前，要对施工的整个流程进行认真仔细的设计。施工设计人员首先要实地进行考察，依据坝高、坝宽和坝体土填筑质量，对设计防渗体厚度进行一个计算，对于现在坝高在30m以下的小型水库来说，防渗墙的设计厚度一般情况下在0.8-1.0m就行了。

3.3 套井钻孔布置

造孔设备采用冲抓式打井机，施工顺序，先打主井1、2号井；回填夯实后，再打套井3号井；回填夯实，再打5号井；回填后，再打4号井，依此类推。如设计两排井，先打上游排，再打下游排。

钻孔要垂直，这是施工中的关键，否则会影响防渗墙的搭接和有效厚度。为防止井孔倾斜，造孔时，定位要对准中心桩，三角架垫应保持平稳，避免钻头摆动而影响造孔质量。冲抓钻头上的4个叶片必须长短一致，而且要直，造孔到一定深度，及时检查井孔是否平整垂直，如发现井壁已歪斜，必须查明原因，及时纠正。

3.4 进行回填

回填前要保证井内是无水的状态。如果井内出现渗漏，要及时的抽干。回填时要均匀的进行，分层铺土。回填土必须要事先计算好，使用推车进行填埋。

3.5 夯实坝基

为了保证回填土的夯实质量，要用夯锤对土进行夯实。对于夯锤也是有要求的。夯锤球冠直径要略微比井口的直径小。在进行夯实时，要与井壁保持10cm大小的距离，从而保证夯锤落下时产生的冲击波波及不到原有的土质，同时使得土朝着孔四周挤压。夯锤进行夯实的高度一般情况下为2m，次数应该控制在20-25次之间。

4 施工注意的具体事项

（1）在造井前应该按要求将水库的水位放低到规定的水位以下，这样做可以使得土坝里面所含的水及时的析出来，从而使得井壁更加稳定。在造井时，必须保证井壁是垂直的，同时在属于同一排的井的圆心必须处在同一条线上。在这个造井的过程中，如果出现塌方等情况，应该及时的下土回填夯实，避免塌方进一步发展。这些紧急情况处理完后，再继续进行造井。

（2）井造完后，要下到井底检查清基，同时测量井的具体深度。与此同时，要记录下坝体和基岩面的结合情况以及渗水情况等。这样做的目的是为了保证下孔检查人员的安全。

（3）在下雨和下雪天时，不宜进行套井施工。

（4）冲抓粘土防渗墙处理的最大深度要保证在水库的死水位之下。假如施工时，水库的水位比套井的水位要高的多，可以采用下面的几个措施来处理。首先，如果井的底部出现的渗水不多的话，及时将渗水清除，之后要快速的下土回填，这样就可以保证回填的质量；其次，如果下面的渗水非常多，可以先把干土填入井内进行吸收。然后再将泥土弄出，直到井的底部完全没有渗水时，方可正式回填。

5 施工时质量的控制和检验

（1）要定期对土料进行检查，防止含有水的土料进入井内。

（2）在造井的过程中，为了确保井的垂直度，要经常性的用垂球进行检查。同时，要进行连续不断的施工。待到施工完成后，要经过隐蔽工程验收，验收一结束，就要对井进行粘土回填，避免孔的坍塌。

（3）回填之前务必检查井内是否存有积水以及其它污物，保证井里面是干净的。同时还要检查孔的深度是否达到了设计的具体要求。除此之外，还要对原坝体进行质量的检查，如果发现有漏水的地方，及时记录下来，并且及时的寻找解决办法。

6 完工后的抽检

在所有的工程都完成后，要对施工的工程进行抽检。抽检的重点是在施工的过程中由于一些原因未能达到设计的要求。这些原因包括土质较差或者出现了漏水现象。另外，抽检的部位还包括以后可能会出现漏水的地段。对于套井的抽检的数量，一般情况下应是施工总量的3%。

抽检的方法可采用钻机在套井中心使用干钻法进行抽检，抽检后，要分段取样并送到检测中心进行检验。

7 结语

土坝的加固技术在科技迅速发展的今天已经取得了飞速的发展，一些新的技术也应运而生。对于存在问题的土坝，应该依据各个地方的具体条件进行施工。在施工时，要对多个方案进行比较，选择能使坝基更加牢固的方案去施行。套井粘土回填技术在一般土坝的加固除险中的效果很好，施工也比较简单，工程的造价不高，防渗效果好，得到了很广泛的应用。

参考文献：

[1]陈文芳.套井粘土回填在土坝除险加固工程中的应用[J].水利建设与管理，2011（10）.

[2]肖辉.套井粘土回填在土坝除险加固工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2013（35）.

[3]罗建良，郑剑英.浅谈粘土套井回填在水库除险加固中的施工应用[J].科技资讯，2013（04）.