套井回填在中小型土坝防渗加固中的应用及其质量控制

套井回填在中小型土坝防渗加固中的应用及其质量控制xx（xx水利水电工程质量监督站，xxxx324000）摘要：基于xx近年来采用套井回填技术进行中小型土坝防渗加固处理的经验，对其施工和质量控制中的关键问题进行了分析和讨论，提出了中小型水库除险加固工程套井粘土防渗墙的施工技术与质量控制标准，并对套井与灌浆的结合、套井事故处理等进行了分析，提出了相关建议。关键词：中小型土坝；防渗加固；套井回填；质量控制1引言图1前后两层防渗体易导致积水难以排出新建套井心墙原粘土斜墙在中小型水库的除险加固中，防渗处理难度高、成本大，因而成为工程设计与施工的重点与难点。套井粘土防渗墙是在土坝的轴线上或心墙位置，对全坝段或渗漏通道，用冲抓锤按一定要求造孔至岩基内或坝体填筑质量较好的的土层内1-2m，然后用粘土分层回填，并用夯锤夯实后，形成一道连续的套接粘土防渗墙，截断渗流通道，同时在套井夯实时，对井孔周围土体有压实作用，使其土体密度增大，渗透系数减少，综合达到防渗的目的。与其它防渗方式如粘土斜墙、劈裂灌浆等相比，具有施工方便、工效高、投资省、防渗效果好等优点，因而得到广泛应用。xx地处浙西南，数十年来已建成中、小型水库和万方以上山塘2314座，绝大多数为土坝，在近年来开展的“千库保安图1前后两层防渗体易导致积水难以排出新建套井心墙原粘土斜墙2套井回填防渗墙的设计普遍认为，套井回填技术仅适用于粘土心墙坝或均质土坝，如土体内含有块（砾）石，一般控制其粒径不大于60cm。在这两类坝中进行套井回填，实际形成的是一粘土心墙坝。如原大坝为斜墙坝，则不宜采用套井回填，否则原斜墙与套井形成的心墙将构成两道防渗体，致使中间积水难以排出，易导致滑坡等事故，见图1[1]。套井回填防渗墙的厚度，应根据渗流计算和稳定分析综合确定。一般方法先根据类似工程经验选择适当的防渗墙厚度，再根据渗流计算确定坝体内浸润线位置，然后进行坝体稳定性分析，并检验所假定的防渗墙厚度是否合理。同时，防渗墙厚度尚应保证在设计水头作用下能够抵抗渗透坡降的破坏。计算公式为：（1）式中，J为防渗墙渗透坡降，δ为防渗墙设计厚度（m），∆H—防渗墙上下游水位落差（m）。其中防渗墙允许渗透坡降可参照《碾压式土石坝设计规范》相关规定和实际工程经验综合确定，一般可取3-5。经验表明，对于坝高在30m以下的小型水库，防渗墙设计厚度一般取0.8-1.0m（一排）即可满足要求，如图2所示。如单排孔不能满足要求，可布置两排或者多排孔，其有效厚度可根据孔径、孔距、排距计算。同一座坝，根据不同部位的防渗要求也可取不同的排数，如在xx水库除险加固中，就根据施工实际情况在0+000-0+190采用一排套井，堵口段（0+190-0+280）采用二排套井，原涵管段轴线各3m处则采用三排套井（上游排为C排、中间排为B排、下游排为A排）。图2单排孔套井回填3套井回填施工及质量控制套井回填施工主要由造孔、回填、夯实三个环节组成，其主要施工流程为：施工准备→放样布孔→钻机就位→冲抓造孔（弃土）→下井检查、△入岩深度鉴定→清孔（机械冲抓，必要时人工辅助）→△验收（合格）、重新清孔（不合格）→回填夯实（土料挖运、存储→翻晒或加水）→△取样检查→移机（合格）、重新冲抓回填（不合格）。加“△”的主要工序必须由项目法人、监理现场签字确认。安3蜓.1辰施工准备麻套井施工宜安问排在枯水季节窑，施工前，显要求码水库水位必须愤及早摆降低至死水位娱以下，者至少应网一个月以上稿，金从而迫使坝体内蓄含住的水释放彻底宁。坝顶宽度应前满足钻机架立屡及愤土料进出场地盒运输道路的要恭求崭，一般可降坝菜1.5纷-飘2.0m封。施工前，场哑地应平整，并放清除杂物。套绢井施工前，应等选择合适的部叉位，使用接近瓶击实试验确定兽的最优含水量枪的土料，博进行造孔和回扒填夯实试验，斗取得分层填筑县厚度、落锤高看度、击实遍数煎等参数，对设尘计提出的各项桂技术指标进行嗽验证，通过系案统地整理、分符析、研究、优租选，确定经济膀合理的压实参顶数和主要施工师方法，施工中原应进一步复核蛙、调整、优化膊。对不同的料层场、不同的土狗料应分别进行晴试验。润3浙.2柄隶土料制备娘应满足软防渗土料的要淘求：咱渗透系数（均巧质坝楼≯弟1×10绩-4冰cm崖/蜂s欧，心墙和斜墙锦≯蜡1×10亡-5状cm研/送s悠）、有较好的产塑性和渗透稳白定性、水溶盐骗含量抚≯仰3输%俘、有机质含量巨（均质坝膜≯杏5内%童，心墙和斜墙判≯衬2缘%砍），非塑性指数渗≯层2腹0炸和液限疫≯讲40举%熄的冲积粘土，妄以及非冻土、石非分散性土、老非膨胀性土等沈。施工中以含镇水率和干密度朽为控制指标，防使用的土料，摩其含水率一般再应控制在试验绞确定的最优含腔水率上成下爽2秒个百分点，如棋超过该范围，踩应采用翻晒或狗洒水的方法来链调整。控制干槽密度为最大干敏密粉度队×诞设计压实度，下如果施工中发抚现干密度波动颠较大，除了检浅查施工方面的宴原因，还需要怎对土料重新进缎行击实试验，淹以验证土料是蔑否有变化，并繁相应调整施工璃控制指标。仿3成.3隙吐放样布孔蹄、造孔哑套井可分为单义排套井和多排柱套井。双排套石井一般先上游标排、后下游排默；多排套井一菊般先上游排、氧后下游排，再豪中间排微。廉一般采用冲抓尘钻造孔初。对较长的坝我应使用多台机悦械同时作业，汗但要合理安排穴机位，间距一盒般为辽50m畜左右。需要强堵调的是，造孔薪应从坝的中部考开始，向坝端兵延伸，尤其是垃坝肩岸坡较陡本的情况下，如损果从坝端开始较施工，极易使黎坝体土方向中瓣间挤压，造成垂坝体产生横向组开裂僻。加为了缩短工期币，在互不干扰骗的情况下，劣每排渠可以分段同时痕进行。每段先对在中间处开井桶，而后向左、筛右两侧版延伸。在每排套井说均裹要求分为二序唯施工，主井（嗓Ⅰ具序）、套井（付Ⅱ恼序）相间布置雕，一主一套相察互套接连成井陆墙，澡Ⅱ奖序孔前后的概Ⅰ蚊序孔完成后，集方可施工宇Ⅱ仙序孔，即每排服先打隶Ⅰ陈序丰孔挠1右、与3在号，回填后打么Ⅱ迎序羞的辆2凤号孔，回撞填宴2钞号孔后再打霜Ⅰ蓬序贞的何5诸号孔，回填后避再打命Ⅱ即序股的睡4内号孔，以此顺幼序，循环推进多；想多排套井衬排与排之间在股前经序排有足够的杀长度后，方可旁交叉施工。哑各排井之间必蓬须套接，即井母孔中心为呈等河腰三角形布置左。各施工段要额做好衔接，防宪止漏打。板Ⅱ削序孔（排）套愧打时应检查与购Ⅰ税序孔（排）的枕套接厚度，如冬果厚度不能满菌足设计要求的彩最小搭接厚度习且无法纠正，级在该孔完成后躬，必须在厚度估不足处中心补巨充造孔，确保煎套接厚度。顶套井辟孔径塞多选用选1.1m果，孔距云0.75m晚，有效防渗（鹊接头搭接处）落厚度虽不小于压0.8m颠；排距疤0.95m欠。控井底脾应鬼深入设计要求帮的土层内或深垫入基岩薪（一般为强风离化基岩面以下趴0.5m炮或至弱风化基蛾岩），接近勘唤探成果提供的浑估计岩面时，涨应加强观察，槽确定入岩高程滤，控制入岩深户度。有入弱风绝化基岩要求的奴井孔，一般恩以陆5等次明显出土空顺抓为终孔标准训。套井中取出蛙的废土应堆放吼至指定的地点笑或用于指定的眠部位，不得用慎于套井回填。肯为保证井孔竖示直和套井最小蚂搭接厚度达到恒设计要求，钻艇机三角架应架储立稳固、确防止移位，军冲抓蝴钻疾4勺个叶片必须长下短一致文，百冲抓时应平稳炒下落。造孔至凡一定深度，要快及时检查钻井贿是否平整垂直离，如发现井壁附已歪斜，绩应权及时纠正冠，必要时，须乘派勉人下井，卧人工零挖正纠偏。东3满.4卷惕粘土回填恨粘土回填工作摆应在清孔完毕旧、轿验收合格后群及时趣进行烂，时间间隔不见宜超两过微1h缓。在施工单位洪自检合格的基晌础上，由监理呼单位组织验收诵，项目法人进载行认定，验收腰采丢用徐“器套井开挖隐蔽辽工程验收合格妄证留”呆，如实填写：化排号亩、号孔号激、狸孔口高程棵、绵设计深度税、灿实际深度译、傅孔径伞、脆搭接厚度伴、跨孔斜度染、哭入岩深度旗，由地质人员判对抓取的份岩样愧进行准确穷描述滚。挥土料用于回填版前，应进行含死水茶率轿测定，确定是说否接近击实试暗验确定的最优躺含水谎率副。不得将树（柄草）根等有机息质及石块等混孔入土料中，侦5cm偏以上土块（团誓）等应敲碎。脆铺土应分层脾。闪每层铺土要均剃匀、平整，顾严格控制铺土吧厚度徐，攀一般控制厚度榨为搜0.3m糊，绕可用填土重量令来控制填土厚倘度，估算公式寻为：狼蛙赚顿炮昆酸旁（敬2舟）群式中栏：寇G妹为黑一次填土重量吧，摊t耐；冲A诞为接套井底面积厌，酬m贷2由；杠γ刃为抗回填土料的湿并密度止，粱t/m址3存；固H乱为土料铺土厚冷度，衡m制。折同时，夯实要霜合理。植夯锤咬不可过重，夯滔距不可过高，级否则冲击力太库大会对原坝体恐结构造成破坏劝，宿一般采用：蔑夯锤喊直径万90cm伞，承重兔8散0警0kg连，婚夯距（夯锤下揪落高度引）涉2胳-纲3m娘，夯击次钻数羡20胃-脚2狮5舟次，当距坝顶躬2.0m律以内后，应减璃少单位冲量，郊控制夯距小于牲2.0m隶，以防止坝顶骄开裂或沿孔周说壅起。实际铺吸土厚度、夯距芹和夯击遍数按宅照现场夯实试汇验参数。费夯实时，所夯锤不能忽高怕忽低，奖落锤要平稳，略落锤前保持几映秒钟的稳定时偏间，避免钢丝代绳抖动，使之覆自由下坠，以伯保证夯击均匀带密实和避免夯场锤碰撞井壁、爸降低夯击功能角。鱼回填过程应无相中断，西如有中断，工茫作面应妥善保颗护，重新施工本前应进行检查盖分析，确认不碧影响回填质量罩，方可恢复施籍工。瓣施工前，对层荷面应进行清理猴并疾刨毛播。岗3蛮.5促盖套井粘土防渗嘴墙的主质量料控制指标盏与评定驱标准尾（蹲1脚）造孔的希孔序低、祖井孔深度或井饰底深入基岩深棋度怕、宝墙体厚度吉应鲁符合设计要求遍，课井孔登应竖直、无偏就斜，欺井孔中心偏差炊要求昼不大于溪±读3.0cm隐。掩（惰2茄）清孔要求慈彻底清理孔内愈积渣杂物，积动水应妥善排干裹。界（姐3累）采用合格的感土料回填，回朱填痰应在造孔完毕岔、验收合格后恋立即进行，并快连续分层夯实惑，夯击遍数符石合现场试验参里数膝。回填逃应无中断取，若外有中断，茂应禽检查分析捆，筐不挪得因此虾影响回填质量丸。鼻（再4嫌）告每个套井施工闻应严格控制分露层回填厚度，调分层回填厚度拔不大于现场试监验参数败；回填后的套武井，圈其压实度攻、于渗透系数应满桃足醒设计要求，餐压实度次一般下为候96%钞-凉98饼%颗，渗透系数响不大于际1×10敢-5攻cm评/s带[破2裙]纳。质量控制上货，每个套井抽岭检干密度的合浪格率应大全于燥90.0挡%食，不合格样不窄得集中，最小葵值不低于设计廊压实度柳的体0.9饥8杜倍。伐（罗5术）土料检验、迅干密度和渗透卫系数的试验应住按照俊《土工试验规化程》启（瓜SL237缩-构1999倘）的规定进行鲜。含水率试验衔宜采用该《规坏程》所载怜的怪“绝酒精燃烧丹法稿”兵。剑（愚6只）施工单位检戚验座渗透系数和压柱实度次数视井瓶孔深度确定，屋一般不少爸于击3彼次。回填厚度结视下料控制情抵况，逐层或数忽层检吗测颜1朗次（可根据每毒次回填土料数给量推算）；渗杯透系数和压实阀度自底部起岩1.5m外开始（所处位艳置一般不大于队10m铜），视套井深励度，作每修2爹-元5m律抽肃检膨1斥次，每泛次疗1版组绒2绒个环刀检测干倾容重瞒、宽1芦个环刀（专用移）检测渗透系念数。为保证取尸样人员安全，芬同时利于检查葵Ⅰ屠、垦Ⅱ膨序孔套接厚度鼓，一般安排在芹Ⅱ总序孔施工时取党样。拉（陆7翼）监理单位亲抽检渗透系数何和压实度次数蜡不少于套井总题数非的锅10%眉。笑（鞋8呆）在施工单位镇自检、监理单地位抽检的基础槐上，项目法人流应委托第三方堂检测轨机构对套井的奉渗透系数和压患实度进行抽样托检测，数量不籍少于套井单元闲总数组的译10协%岁。康（搜9糠）饼对所有回填厚威度、干密度（帖压实度）、渗丝透系数检测资兄料，应及时分端析汇总，作为芦验收评定资料杨，对达不到质马量评定合格标郑准的套井必须脆及时返工。套跃井造孔、回填清以及干密度、咳含水率、渗透技系数试验炸等，应由专人融负责蒜记录劫，品施工完成后，岸及时东进行汇总落。钱（潮1疲0厦）谎套井施工完成栏后，视工程总赴体进度情况，辟有条件的应安剥排对套井进行德抽样钻孔做注芬水试验，测定坛渗透系数。数障量宜为套井单纵元总数继的爆10把%撕。钻孔可结合慈利用基础帷幕铸灌浆孔。脆4高局套井回填与帷独幕灌浆的结合低套井回填一般俊用于坝体防渗扭。当发现坝基血渗漏或薄弱时井，须与坝基防跪渗相结合。坝娱基防渗目前一铅般采用帷幕灌宽浆。帷幕灌浆畜应在套井回填尤完成后进行。结灌浆通常采用龟自上而下分段敞灌浆方式。考安虑坝体自身压盘重较大，为方剂便施工，加快示进度，也可考钥虑采用自下而螺上分段灌浆。格灌浆段应深入轧坝文体适0.5唯-版1.0m络。如担图帐3尊[伐3云]塑。图3坝体套井与坝基帷幕灌浆结合示意图3坝体套井与坝基帷幕灌浆结合示意薄5其规异常情况处理母造孔过程，应欲及时检查孔壁暗、孔底的渗漏垮情况，发现有饮明显渗漏，必我须及时处理，笋避免因此造成晒塌域孔，甚至导致场坝体塌陷、开译裂。如果发生古危及坝体安全榨的情况（渗漏祖量大甚至涌水亮、坝体塌陷、悟开裂等），必含须立即停止造答孔，尽快回填昼，必要时可以含重复钻进回填袄（先进行上部虎处理、加固孔接壁周围土体，瓶重新瓶造孔创回填）。塌孔奖严重时可以采爆用换填干土、松石灰拌土以吸明附水分，不可谢强行加深。如民果坝体雁发生违严重塌陷或开谨裂，应上报主岂管部门，查明喝原因和对坝体企的危害程度，贪在制定和落实胁处理方案后，怕方可恢复施工稼。如果础塌被孔严重，回填酱不能对坍塌部海位充分回填密骂实，必须补打疮加强孔。6结语伍套井回填粘土温防渗墙的施工唇质量，直接影求响到防渗效果箱。因此，应严煮格控制各个施纪工环节和工序煎，要选用合格伶的土料、合理所安排机位、控率制钻孔垂直度绢、防范井孔坍袋塌、合理夯实筒回填土料，认偶真做好检查记灾录，适时检固测浆回填土的各项尖控制指标，是滚十分必要的。起近年来，割xx吓在宗xx歼、澡xx困等大量病险水乞库除险加固中驳均采用了套井才回填技术，实篮践表明，效果镰较好，稻质量话比粘土斜墙、备土工膜防渗更帮有保证，值得踢进一步推广。羊水赴吐利欠予水钳穿电室袖工纲夜程野套井粘土防渗宜墙单元工程质削量评定表界赔怪添柴告闲雀耽做案婶仙凑恼XX易单毒地位捆体工农喂程趣波名不梦称伍单元工程量乏分机筋部办篮工凳嚼程针增名洁章称袭检验日期主阵源炮年屿型达月块煌探日泰单元工程名称哗、部位正评定日期记寇收遗年挥许刻月复己因日宵项次您检查检测项目班质搭计量醋洗指歇厨标栏检静篮匠验托懂塞记何铲糖录篇1衰2勿3受4池5编6鼻7咱8宾9徒10捷1员造侵孔精孔序耗应符合设计要确求诚2酒井孔中心偏差果满足设计要求校（榜≤柜±至撞c耀m系）腰3迷△奶井孔深度或户井底深入基岩亩深度夜满足设计要求省（钱设计要求土层扎深度或晓强风化基岩面板以敌下星暂m率）腹盼尘4馆△愁井孔斜度扶竖直、无偏斜抱5圣墙体厚度炭满足设计要求悬（包括接头搭浅接厚度）雪6急△境清孔层井内无杂物，番井底无积水百7跑粘湿土黎回筋填贪△踏土料液满足设计要求贵：采用非分散鱼性土，含水量吼接近试验确定勾的最优含水量甲，渗透系震数奉≯吓斑cm/固s运，颗粒均匀不匪结块访8互回填捉应在造孔完毕捆、验收合格后扣立即进行，并嚼连续分层夯实班，夯击遍数符早合现场试验参搬数裁9却有无中断及其凝影响质量程度饼应无中断或虽辉有中断，未但趋“恰经检查分析尚虾不影响回填质争量额”夕项次茫检赌齐测挖使项娱捡目舰规定值或织允许偏差甚试验参数闻或设计值慧实测值或实测主偏差讨值东(内cm)基1享2傍3湾4税5瓣6挂7所8恰9冰10成1星分层回填厚度穿不大于现场弟试验参数江2党渗透系数僵不大于设计值胀戚≯哈1×10典-5倘康cm/s那3谈压实度蕉不低于设计值宅的栋0.9拘8毕倍痰%世检测结果电共检雕测扇士碧蹦点，其中合丽格荷她域赠点，合格恳率且顿迫%发施搬榆工似徒单千翼位歪淋自钥雨评龙锻意你同见甘自判软锻评犯质量等级洗项目法冶人舰(亭监理单寿位聪)予复警碗萄核烂贫暂意怎托毛见真复眉圣洞核浆质量等级淡主要检查项目蜜全部符合质量而标准，一般检错查项柴目偿绕扔符合质量标准考；检测项目实彩测点实测点合杰格将率齿案丘%百。尾施工单位倦名革毯赏称薪项目法人冒(乎监理单徒位好)狗名方禁壤称筋评砍钢定痕李人尽核趋删定摆母人强注：每项检查撇成果怒用束“√捆”斑标明符合质量悟标准，探用堡“○瓜”虹标明基本符合破质量标准，多用掩“驴×装”丈标明不符合质马量标准。荷每对相邻貌连畏续睛1长0祥个套井为一单讲元。六痒筐竭祥苏届于工程套井回填玩情况汇总表套表1然序屈号精机偏号赴排号孔号的桩号廉（墙m俘）互孔口栗高程原（覆m拣）慰孔深埋(悦m)皮孔底切高程赢(麻m)米居镇宴匙受酸顺楚恼茂完成箭工程量前(唯m)全Ⅱ热序孔抵有效搭接厚度赛平均资备注刑左金(择cm)兴右蝶(碧cm)厌借吐归熊差含水率蛮(奉%)长制表愈：仰门厌添拘村现审核：秘木不解腔抽宜讯霞工程套井造孔幸施工记绢录扔赖卖套仆表每2福地点淡腐荐塌领已筋施工单位严消巷味鞭嘉伐时间率智伴宰件踪天气薯垦倍夺℃较桩号调毅谎蹲定迹若排序计且彼匆由序号酸透变耀井号朴译纪屈劳性孔径庙1然.1m排房造孔时间资工作情况偏井深习（绵m岛）公土层厚度（箭m警）估入岩深度（皮m底）明备注纷记录牛：认忠榆秧暴武恭魂希柜负责人饭：正赌基探骑尾及旧监理：嚷寻垄席淘参术掘钩工程套井回填芳施工记哭录变揉垄套愿表凑3哲地点另灾穗暴他妻闷施工单位脑撇店压黑耗已时间界严奴维智填天气等野纲物℃发桩号疤桑架掠袜根歌排序祖李休赚柿序号劫些勿复井号笑绪额缩它愧孔径佛1逗.1m耽弃回填时间适井深（饲m击）秩土料含水率饰（名%员）宵回填厚度宿（弯m铸）完夯实次数（次亏）挠取样要组数夜取样深度（锣m敏）女工作内容夸备注廉注：回填粘土塘符合设计及试鼠验室指标要求良。浅记录绑：欧症兴黑乏派巩饭顺坟负责人岛：励倡卫金仅立霸虎监理：兼密度试验记录颗表给（环刀法）套表4院工程名称：猪续施驰慌随批嗽取样部位：到牧涂接遣肆晃土样说明：涝龙霜这伍论试喂侍验涛欠者：浓蜡匆今饶玉期耗计挎券算立政者：街径标液钉基晒校恒齐核赢坊者：步偷奖苗鬼妥取样日期：脸燥怀忠详堪飞质试验日期：婚色甩捧忆吸爽监榆爬沸理：昆临蔬涌丛臂土样编号拔土样类别劣环刀号点环刀加湿土质肉量痰g税（饰1兽）讽环刀质量辩g昂（致2桂）例湿土质量框g规（懒3榴）修=沾（越1突）惠—辞（民2下）章试样体积炉cm航3葬（榜4绳）堤湿密度奉g/cm屿3风（须5艺）喷=到（满3陷）乎/映（体4决）散含水率顶%誓（块6盈）轿=皂套增表三5架试验所得料干密度钢g/cm丽3雄（症7液）郑=队（戒5阔）锄/刊（细1+0.0油1趋（上6热））辽平均干密度房g/cm瓶3沸（眨8秤）豪压实度室%坏（问9涉）筒=(8)炎/节ρ怜max茧含水率试验记层录表光（陷酒精燃烧土法）套表5伪工程名称嗽橡滑乞爹碑壶