小议冲抓套井回填技术在水库除险加固工程中的应用

吴志军

（富阳市水利建筑工程有限公司，浙江 富阳 311400）

1 前言

套井回填技术开始于二十世纪七十年代初期，由浙江省水利从业人员首创，适用于处理险坝险堤中，效果得到显著提升，之后慢慢推广至浙江、江西、四川、湖南等省。由于该技术具有机械设备简单且施工简便、工程量小且功效高、造价低且防渗效果好等等显著优点，被广泛应用于中小型水库土坝坝体的渗漏，目前在我们富阳的许多水库的除险加固中已成功的采用了这项技术。

2 套井回填技术原理

套井回填技术的原理，可以总结为：使用冲抓钻，在堤防及土坝渗漏范围内造井，利用粘性土料进行回填夯实，造成连续的、坚实的套接粘土防渗墙，起到防渗的目的。冲抓套井回填是一种常用的垂直防渗技术，适用于中小型土坝、心墙坝的防渗加固处理工程；该技术主要是在土坝渗漏范围内的原防渗体中，沿坝轴线单排或者多排布孔，再利用冲抓锥取土造井，之后向套井内分层回填粘土，利用钻机产生的动力及卷扬设备带动夯锤加以夯实，产生一道连续的套接粘土防渗墙；同时，夯实工程对钻孔周围的土体有一种压实作用，可以使坝体局部密度增大，同时渗透系数减小，从而达到截断坝体渗流的目的。

3 套井回填技术的施工工艺

3.1 施工机械设备和原材料

3.1.1 原材料准备：套井回填工程施工前的主要准备工作是平整场地、规划冲抓机械所需的施工便道，以及土料运输的通道，同时确定回填土料和弃土堆的放场地，同步备好回填土料。

3.1.2 施工主要机械设备：在笔者的多次施工管理经验中，设备一般采用的机械包括冲抓式打井机、卷扬机、夯锤、自卸汽车、自翻斗车、弃土车、自翻斗车、挖掘机等。

3.2 施工工艺流程

冲抓套井施工操作主要是造孔、回填、夯实三个环节，其主要工艺流程如下：冲抓套井的定位与放样→架机对中→造孔→回填夯实→质量检查。

3.2.1 冲抓套井的定位与放样

在施工中，首先根据业主提供的大坝水准点，测量冲抓坝段坝顶高度，一般每50米坝长标下一固定高程点，在施工区以外距第一孔和终孔各10米设永久性固定桩；钻孔中心线位于坝顶中轴线偏上游15-18米处，然后每间隔0.6米打中心桩，并用元钉钉在桩顶上控制孔距，所有施工放样和移机定位均用钢卷尺进行。

3.2.2 造孔

造孔的施工顺序是：先施工单号主井，再施工套井井孔，套打前进。例如在同一排井先打主井1#、3#井，回填夯实后，再打套井2#井，回填夯实后，再打5#井，回填后打4#井，依此类推，按顺序进行。需要注意的是造孔前必须将水位降低到要求处理的高程以下；造孔应连续作业，不得停歇，以免塌孔；造孔时机架要保持固定平衡，不得因震动而产生位移；冲抓钻机要垂直打孔，严格控制井孔的垂直度，否则会直接影响防渗墙的有效厚度。

3.2.3 回填

首先，回填土料前需要检测土料含水量，工地试验合格后再书面通知现场质检员，由监理最终确定是否回填；回填土料粒径一般不得大于5厘米，并且不准掺有草皮、树根等杂物。然后，在土料回填前需下井进行检查，将井底浮土、碎石等杂物清理干净并且保持井内无水；井内如果有渗水，必须要抽干或倾倒干的废土，反复用冲抓钻抓净，把水吸干，之后才能回填粘土。之后，在打井完毕后，应马上进行连续的分层回填粘土夯实；回填铺土一定要均匀平整，并且分层回填，同时需要注意铺土层不宜过厚；在向井里倒回填土时，夯锤要提出井口平面1.5m以上，使入井土均匀洒落在井内，每次向井里倒土，均要用板车装量，以便控制数量，保证回填土的厚度满足要求。

3.2.4 夯实

合理夯实是提高土密度和抗渗强度的重要环节，因此对保证填土的质量是关键，要求对夯重、落距、夯次等都必须经试验做最佳的选择。夯土时要分层夯实，夯实时落锤要平稳，提升后自由下坠，不使钢丝绳抖动。夯锤落距宜小，不要忽高忽低。一般控制夯距为3米，夯击次数为 20次，当距坝顶3米以内时夯距可小于2米，以防止坝顶开裂。

4 质量控制与检查

4.1 原材料的控制与检查

做好料场选择工作，确保土料满足设计要求。土料回填前严格控制含水量，以确保土料回填的质量。施工前检查土料是否在料区范围内开采，取土前是否已将草皮、树根等覆盖层清除干净，排水系统、防雨措施是否完善，土料性质、含水量等是否符合设计要求。

4.2 井孔的检查

检查井底的清基及积水的排除；测量孔深是否达到设计要求的深度；测量井孔垂直度是否满足设计与规范要求。按施工质量要求，井口至井底最大偏移不得大于孔深的0.4%，施工时由施工单位技术人员每4米深度检查一次，并做好测量记录，造孔结束后由施工单位技术人员和监理共同测量井孔深度、垂直度，填写记录表，双方共同签字认可后有效。

4.3 施工工艺的控制

在施工前按设计要求放出套井中心线位桩，造孔时先按奇数后按偶数序号进行。在造孔过程中，为保证井孔垂直不偏斜，经常用垂球检查孔斜度，并实行24小时连续施工，开挖完成验收后立即回填黏土,避免塌孔。施工参数的确定应通过现场实验确定，按其实验最佳铺土厚度、落距、夯击次数控制。

4.4 回填土质量检查

质量检查包括含水量、干密度、渗透系数，一般要求对每个井孔均应取样试验；冲抓回填夯实土，需在监理人员指定的位置，由技术人员采取土样。无论主孔或套孔，井底取第一组土样，以后每回填取一组，每组取样3个，取样时监理在旁监督，采取的环刀土样经监理终检后，装塑料袋由质检员送试验室检测。对土样进行干密度、含水量检测必须在1天内完成，在下一孔施工前将检测的干密度、含水量数据报监理认可，以确定是否继续施工。

4.5 施工中质量检查

质量检查的主要内容包括造孔前检查套井中心桩位置；孔径、孔距、填土料的黏粒含量、含水程度等。造孔中检查垂直度，作好造孔记录和井内土质描述，发现特殊情况时如渗漏应及时记录溢出点位置、面积、出露高程及剥土坍方情况以及可能出现老涵洞等；造孔结束后应检查孔深有效防渗厚度，回填时检查每次土料的填土数量，在不同高程抽检夯实后的原状土样，送室内进行土的干密度、含水率和测定。

4.6 施工完成后的质量检查

施工完成后，应针对施工过程中有可能质量不能达到设计要求的套井孔，如土质条件较差、曾发生坍方段或地下水渗漏水比较严重的地段应进行抽测，并随机抽查几个套井孔，抽查数量一般为套井数的2%左右，并不得少于3个；抽测办法可采用钻机在原套井中心用干钻法进行，分段取回填土样进行各项指标测定，也可利用原冲抓桩机进行检查，或上述两种方法配合进行。并将各施工记录和试验成果资料汇总分析，按水利工程规定进行单元工程质量评定，填表后由建设单位审查评定。

结语

冲抓套井回填具有防渗效果好、质量易控制、机械设备简单、施工方便、便于就地取材、效率高、投资少等特点；在施工中应高度重视安全保障措施，尤其是在土质松散、浸水地段施工及下井检查时的人身安全须特别注意。目前该法在浙江杭州多处水库除险加固工程的实践中，取得了较好的效果，值得在类似工程中推广和应用。

[1]尹慧珊，沙双君.冲抓套井回填在坝体防渗工程中的应用[J].中国高新技术企业，2010.2.

[2]季成平.套井冲抓回填技术在处理坝体渗漏施工中的应用[J].中国水运，2010.7.

[3]柳崇君，套井回填黏土防渗墙设计与施工工艺简述[J].科技创新导报，2010.9.