套井回填在水库除险加固中的应用及质量控制

葛东进 陈杰

摘 要：水库是我国水利工程的基础设施，但由于水库所处自然环境比较复杂，导致水库坝体容易出现渗漏问题，进而造成水库出现险情，并影响水库的安全运行。套井回填是一项防渗技术，在水库出现加固中发挥着重要作用，但该技术在实际应用时，还需加强质量控制，保证其施工流程设计及施工方法合理，从而提升防渗处理的整体效果，保证水库得以安全运行。本文将探讨套井回填技术在水库加固和防渗除险方面的实际应用，并探讨套井回填施工的质量控制，以促进套井回填技术得以在水库加固防渗中实现有效应用。

关键词：套井回填;水库;加固;防渗;质量控制

水库是水利工程重要的基础设施之一，其加固工程的关键便是防渗处理，水库运行中受所处环境影响，经历多年运行坝体容易出现渗漏点，尤其是坝体后坡处表现的渗漏特征非常明显，并且个别渗漏点的渗漏量较大，对水库的安全运行产生严重影响，对渗漏点进行渗漏处理是核心任务，套井回填技术发展至今已有50年左右的历史，且持续得到完善发展，至今已经推广至山西、江西、四川等地区，该技术应用后能够形成一道防渗墙，对渗流通道进行阶段，从而发挥防渗作用，并且在夯击过程中，能够保证周围土体的密实度，从而使坝体的质量得到提升，使防渗加固的处理目的得以达成，但即便如此，仍需采取必要的质控措施来进一步提升水库防渗加固质量，以保证水库安全运行。

1.工程概况

车岙港水库位于宁海县长街镇境内，车岙港上游，九江村与戴岙洞村之间。坝址距离宁海城关镇约32km，距离沿海南线约6km，该水库是一座防洪灌溉为主，结合供水的中型水库。水库枢纽由大坝、泄洪闸、翻水站以及输水涵洞、输水隧洞等建筑物组成。该水库起建于1955年1月，1957年建成蓄水，1963年发现西段背水坡坝脚出现渗水，1968年采用斜卧式反滤层法进行处理，之后又采取坝身加筑粘土防渗墙以及排水反滤、横向排水沟等措施和方法进行防渗处理，虽然这些方法在当时取得了一定的效果，但渗水问题依然存在，因此，2002年6月宁波市水利局对车岙港水库进行安全鉴定，并于2004年9月20日对现场进行核查，核查结果显示大坝填筑质量差，需要重新设计除险加固方案，并将套井回填技术纳入到方案之中。

2.套井回填技术概述

套井回填技术属于一种防渗技术，该技术主要是通过冲抓打井机对水库坝体内部进行钻孔，然后从钻孔中将劣质防渗土料取出，然后将质量合格的防渗土回填夯实，从而形成连续防渗墙，发挥防渗加固作用。该技术实施时，应该保证土料含水量最好控制在24.6%左右，天然含水量要接近最优含水量，还需要将塑性指数控制在10～18之间，将粘粒含量控制在15%～40%之间。回填检测时，还需要将干密度控制在1.45g/cm3以上，渗透吸收应该在1*10-5cm/s。该技术工艺的施工程序见图1所示。

3.套井回填在水库坝体防渗加固之中的施工应用

作为一种发展比较成熟的防渗处理技术，套井回填技术得以在水库坝体防渗加固中得到有效应用，且经过多年的实践也证明了该技术在水库坝体的应用效果也是非常突出的，该技术的具体施工应用可分为以下内容：

3.1施工准备

套井回填技术在应用之前，需要做好相关施工准备工作，例如，实验参数确定、技术指标检测、机械设备的准备、现场试验以及施工人员的安排等，做好这些准备工作后方可进行套井回填施工，从而确保施工质量，并为后续施工奠定基础。在对土料厂技术指标进行检测时，应该通过挖探坑来对土样采集，然后将样本送至实验室检验，只有达到标准后方可对土料开采和使用，确定好料场之后，还需在套井回填实施前确定施工相关的实验参数，例如，夯锤的提升高度、质量以及夯击次数等;在机械设备以及施工人员安排方面，应该以实际工程施工布设及施工进度计划为依据进行统筹安排，将上述工作准备完成之后，为了使现场回填质控加强，还应该在工地现场构建干密度检测实验室，完善相关设施设备以及专业人员的配置，完成上述准备工作后，方可正式实施套井回填。

3.2施工放样及设备就位

首先应该通过全站仪依照控制坐标对坝体轴线进行确定，之后依照每一个钻机的位置，采用计算的方法对孔号以及桩号进行确定，并开始进行布孔操作，布孔过程中，需要将套孔以及主孔标明，确保机手开展施工时能够对孔的性质进行明确，从而依照施工要求来开展施工操作。

完成施工放样之后，需要将施工所用机械设备就位，依据套井施工原则，先将两主孔施工，然后再对两个主孔之间的套孔进行施工，所以机械设备应该先在主孔上就位，完成主孔施工之后再行套孔施工。在机械设备就位过程中，一定要确保冲抓钻与中心孔正对，并对机架吊点位置进行确定控制，从而确保涂料冲抓过程中成孔垂直度与相关规范及要求相符。

3.3冲抓造孔

当冲抓机就位完成后便可以正式开始进行冲抓施工，冲抓钻的钻头规格应合理选择，通过电动机将钻头带动，并将其提升至要求高度，达到指定高度之后便可将钻头自由落下，将钻头爪片张开，利用钻头冲击力对原土进行成孔开挖，同时使用斗车对开挖所获涂料进行外运。在套井冲抓过程中，一定要对机械垂直度进行经常性的检查，保证孔垂直度误差小于4‰，避免出現孔孔之间缺乏套接厚度，从而避免防渗效果受到影响。完成造孔之后，机长还应该进行施工记录，记录内容包括成孔时间、开孔时间、孔底高程以及孔口高程等数据，完成成孔之后，各地质描述应该呈现在各高程信息上。

3.4土料回填夯实

回填所用土料主要是从土料厂运输而得，使用土料前需要对土料进行检查，若土料中存在较多的颗粒，则应该对土料筛分，从而剔除与要求不符的土料，然后还需要通过实验室检测土料含水量，若土料含水量超过29%，则应该对土料翻晒，从而使土料含水量得到控制，然后将含水量合格的土料存放到备料场之中，使用塑料布将其全面覆盖以备使用，备料数量应该保证能够满足2～3天施工所用。在土料回填之前，还应该检测当日所用土料含水量，依据含水量能否满足要求来确定是否对其使用。

土料回填前需要使用翻斗车将土料输送到回填施工现场，通过人工的方式将土料装上斗车，然后输送到已成孔套井處，辅料的厚度应该依照相关标准进行确定，同时还要将回填质量得以保障。在土料回填之前，需要先对孔内渗水情况进行检查，若存在渗水，则应将渗水及时清除，然后才可土料回填。将土料输送到井下之后，应该使用夯锤夯击土料铺面，在夯击的过程中，应该保证夯锤与井壁之间保持10cm的间隙，从而确保夯锤下落至铺面后不会产生气浪冲击波振动，从而避免土堤结构受到影响。在土料回填时，机长仍需对回填厚度、夯击次数、夯锤高度以及回填的时间等数据进行记录。

土料回填操作时，实验人员还应该依据工程相关要求开展回填土的干密度检测，各单元任意孔开展渗透检测，并由现场监理人员对检测取样进行见证，在实施干密度检测时，需要对回填质量的信息进行及时掌握，从而在质量方面确保心中有数，若存在不合格孔，将马上开展返工处理。

4.水库防渗加固中套井回填的质量控制

套井回填的质量控制应该分两个主要环节开展工作。第一个环节为开挖环节的质量控制，第二个环节为回填环节的质量控制。

4.1开挖环节的质量控制

开挖环节的质量控制主要集中在深度控制以及垂直度控制。在成孔过程中，垂直度的控制可以使用铅锤球来进行控制，垂直度控制的标准为4‰。首先，应该对机底座进行调整，确保机底座的平整度，还要保证钻头同空中轴线之间的垂直度必须控制在合理的范围之内，此工作通常是机手来负责的，需要及时对其检查和记录，并通过现场监理人员对其进行复核。开挖深度应该根据工程例会以及设计图纸中规定的开挖要求来进行确定，套井回填施工时的开挖深度应该达到淤泥层以下0.5m，开挖情况应该通过现场监理人员以及机手协商一致后共同确认，并且与开挖设计的要求相符方可进行施工，同时在施工中还需将施工记录做好。

4.2回填环节的质量控制

保证回填环节的质量控制，一方面需要保证材料质量控制，另一方面还需要保证回填施工质量控制。首先，在土料质量控制方面，土料厂应该先对土料成分进行分析，了解料源能否与设计指标要求相符，若相符则可将其当做工程取料场;若不符则应该对料场进行更换，在对土料成分进行分析时，一定要重视粘粒含量，保证粘粒含量的范围合理。此外，在土料开挖时，因土料存在不均匀分布，导致很多土料之中存在块状杂质，为了使回填的质量得到保证，必须对其进行筛分，完成筛分之后，还要对其含水量实施检测，若检测的含水量超过29%，则应采取翻晒处理，含水量降低到29%以下后，还要使用塑料布将其覆盖，避免雨淋暴晒。其次，在回填施工质量控制方面，应该依照套井各深度所对应的地质情况来选择适当的施工方案，若套井底部为淤泥层，则通过夯锤夯击后会出现沉降，所以底部铺填厚度应该控制在20cm左右，夯锤提升高度应该尽量低，一般在0.5m高，夯击次数应该控制在10次左右。为确保回填质量，现场监理人员还需要随机将取样深度进行确定，并通过适当方法完成回填土干密度检测，为了确保检测结果的准确性，应该于每孔取样2份以上，然后将检测结果取平均值。在检测中若出现干密度检测结果不合格，则应该返工处理，直至达到合格标准，从而促使回填质量得到有效控制。

5.结束语

水库加固防渗工程事关水库的安全运行，套井回填技术是该领域常用到的一项技术工艺，施工人员在施工前必须对该技术工艺了如指掌，并注意质量控制的关键点，从而通过对该技术有效合理的应用，并做好施工质量控制，从而确保防渗加固处理的效果得到全面提升，进而确保水库运行的安全性。

参考文献

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