冲抓套井回填技术在大坝建设中的应用

　　摘要：套井回填技术起源于上个世纪70年代的浙江省，该技术在处理大坝险情时具有非常显著的效果。随着这个技术的不断发展和完善，该技术逐渐应用到湖南、江西、四川等多个省市，很多大坝和水库的建设中都运用到了这个技术。它具有施工方便、造价低、设备简便、防渗效果显著等特点，被广泛用于各个大坝的建设中。本文主要阐述了冲抓套井回填技术的原理和施工程序，并对质量控制方面进行了一些探讨。
　　关键词：冲抓套井回填、大坝、应用
　　
　　冲抓套进回填技术是指在大坝坝体内进行防渗墙的建设的技术，它主要是通过冲抓设备在坝体渗漏范围里沿着坝体的心墙轴线或坝轴线进行造孔，并在孔内进行土料的夯填工作。此外，在其对涂料进行夯实的过程中，对孔周围0.8~1.0m范围内的土体具有侧向挤压作用，使得土更加的密实，渗透性降低，从而对坝体进行防渗的作用。由于该技术具有很多的优势，被广泛用于各中小型水库坝体中，有些地下水位较高的水库不能运用这个技术。
　　一、冲抓套井回填技术的原理
　　冲抓套井回填技术是一种垂直的防渗漏的技术，被广泛用于中小型土坝和心墙坝的防渗工作中，在大坝出现渗漏的地方，在原来的防渗坝体中，沿着轴线进行布孔，并利用冲抓锤进行进行造井工作，在向井内按一定的层次进行填土，并利用相关的设备和钻机的动力带动锤子将土夯实，这样就形成了粘土防渗墙，同时夯实的动作使得坝体局部密度增大，同时渗透性降低，达到防渗的目的。根据一些经验，正常情况下，24小时内每台冲抓钻可以完成40~50cm深度的填充，造价是粘土墙造价的50％，是倒挂井造价的17％。
　　二、冲抓套井回填的施工程序
　　1、工艺流程
　　冲抓套井回填技术主要分为3个环节进行操作，分别是造孔、回填、夯实，详细工艺流程为布孔→架机对中→造孔→井检查下→回填→夯实→质量检查，具体见下图1所示。
　　
　　图1冲抓套井回填施工工艺流程
　　2、材料和设备
　　施工材料为粘土，进行施工之前要对当地料场的粘土进行试验，根据相关的施工要求和规范进行试样土料的选取，并交由专门部门进行检测，确保材料符合要求。
　　施工采用的具体设备情况见下表1所示。
　　表1施工设备情况表
　　施工主要机械设备
　　8JZ—95型冲抓式打井机
　　挖掘机
　　卷扬机
　　夯锤
　　自卸汽车
　　三角架
　　自翻斗车
　　弃土车
　　因为在进行施工时冲抓的孔径为1.1m，所以要求夯锤的直径不能小于90cm，锤重要在800kg以上。此外，开工前要先做几个试验孔，检查设备状况是否良好，查看设备的性能能否达到要求等等。
　　3、放样
　　按照相关部门提供的大坝水准点，测量进行冲抓坝的区域坝顶的高程，每个50米留一个高程点，在施工的范围之外，在距离第一个孔和最后一个孔各10米的地方设置永久性的固定桩。同时保证钻孔中心线在坝顶中轴线的上面1.5m，第一个孔的中心桩要保证在桩号0＋000的位置处，在间隔0.78m的地方进行中心庄的设置，同时要使用元钉，将其钉在桩顶上可以控制孔距，所有放样程序和移机定位都需要使用钢卷尺来进行。
　　4、造孔
　　进行造孔施工的时候，先对单号主井进行，再对套井的井孔进行施工，套打前进。例如，在对同一排井进行早空的时候，先对主井1#和3#井进行施工，进行回填并将其夯实后，再进行套井2#井的施工，进行回填并将其夯实后，再进行5#井的施工，进行回填并将其夯实后，再进行4#井的施工，以此类推，按一定的顺序进行施工。
　　值得注意的是，在进行造孔前要保证水库的水位降低到一定的高程，确保其水位在符合施工要求的标准。其次，进行造孔时必须要连续作业，不能停下来，如果停下来了，可能会出现塌孔的危险。在进行造孔施工时，要将机架固定，使其保持平衡，避免它因为出现震动而产生不必要的位移。冲抓钻机必须要垂直进行打孔，同时打孔时要对井孔的垂直度严格控制，这是施工操作中最关键性的问题，如果不能严格的控制垂直度，很有可能会影响防渗墙的有效厚度。另外，使用钻机进行定位时，孔位的中心偏差必须小于3cm，造孔的深度要确保在坝基淤泥质以及粉质粘土层的1.0m以下。还要确保井口到井底的最大偏移度不能超过孔深的0.4%，靠近的两个井壁交点之间的距离必须大于77cm（有效防渗厚度）。
　　5、回填
　　在进行回填之前，要对土料的含水量进行相关的检测工作，土料检测合格后，要以书面的形式对现场质检员进行通知，是否进行回填工作由工程监理进行最后的确认工作。如果对土料进行检测时，发现土料含水量超过火低于施工所允许的含水量范围，如果超出了要求的含水量范围，就将涂料挖开进行翻晒，如果低于要求的含水量范围，就应该对涂料进行洒水处理。
　　在涂料准备完成，开始填土之前，要先下井进行检查，并清理井底的一些浮土以及碎石等杂物，保证井内没有水和杂物。如果发现井内有渗水，要将那些水进行抽干，也可以将干的废土倾倒进去进行填充，并利用冲抓钻进行反复冲抓，知道将里面的废土抓净，把水吸干吸干为止，这时候，才可以进行粘土的回填工作。如果是井壁出现渗水的情况，那么需要在渗水的方向进行副井的布置，并使用深井泵进行渗水的抽吸工作，对渗漏水进行拦截，使得套井回填的质量得到很好的保证。
　　打井完成之后，必须立即并且连续的对分层回填粘土进行夯实工作。要保证回填铺土的均匀以及平整，进行分层回填的方式，确保铺土层不要太厚，30～40cm比较合适。将回填土倒入井里时，要将夯锤提出井口的平面以上并确保不低于1.5m，使得进入井内的土能够均匀的散落。每次向井里倒土的时候，都要使用板车进行粘土的装量，这样可以很好的控制土料的数量，使得回填土的厚度能够满足施工的需求。
　　6、夯实
　　夯实能够提高粘土的密度，同时增加图层的抗渗能力，合理的夯实是预防渗漏的一个很关键的环节。所以，在保证填土质量的同时，要对夯重、夯次、落距等进行严密的实验，找出最合理的方式和数值进行施工。
　　在进行粘土的夯土时要实现分层夯实的方式，进行夯实操作时，落锤一定要保持平稳，将落锤提高之后，要让它自由下落，不能出现钢丝绳的抖动情况。夯锤的落距要小一点比较好，不能出现落距忽高忽低的情况。工程中，一般将夯距控制在2m，将夯击次数确定为20次。如果是在距离坝顶2m的范围内，夯距需要小于2m，否则很有可能出现坝顶开裂的情况。另外，进行回填土的夯实时，速度以小于4.5m/h为宜。
　　三、冲抓套井回填施工中的质量控制
　　冲抓套井回填在对大坝坝体进行防渗漏操作的施工过程中，主要的控制质量的方法为以下几个方面。
　　冲抓套井回填技术最关键的一点在于回填土料的质量方面。一般对土料的要求为粘土的粒径要小于5cm，含水量在19%~25%范围之内、粘粒的含量在35%~50%范围之内，同时涂料中不能有草皮、淤泥、树根、腐殖土、碎石、泥炭土等杂物，绝对不能使用渣土和冻土。
　　另外，要在施工现场对试验井进行相关的夯击实验，检测试验井的夯击质量是否符合设计的标准，看其能否达到原先设计的干容重等。对各个参数进行测定之后，要立即将这些试验数据进行相关的整理和分析，并绘制出相关的关系曲线等，并根据一些试验的结果，提出施工时所需的参数。若试验结果达不到设计的要求，就需要对原因进行分析，并找出解决的措施。、
　　依据施工的标准，进行井孔孔位的放羊工作，并对孔位进行编号，保证空位的偏差小于50mm，同时对其进行相关的标记，对其做好保护措施，在施工中遭到破坏时要及时的进行修复和审查。
　　四、总结
　　冲抓套井回填技术是一种垂直的防渗漏的技术，被广泛用于中小型土坝和心墙坝的防渗工作中，在大坝出现渗漏的地方，在原来的防渗坝体中，沿着轴线进行布孔，并利用冲抓锤进行进行造井工作，在向井内按一定的层次进行填土，并利用相关的设备和钻机的动力带动锤子将土夯实，这样就形成了粘土防渗墙，同时夯实的动作使得坝体局部密度增大，同时渗透性降低，达到防渗的目的。它主要分为造孔、回填、夯实这三个过程，在进行施工时要注意质量控制的原理，对相关的实施和材料等做好检测工作。
　　
　　参考文献：
　　[1]陈春明;;公路工程中钢筋砼圆管涵常见病害分析[J];中国新技术新产品;2010年03期
　　[2]崔海丽;高速公路软土地基沉降预测方法的研究及其应用[D];山东大学;2009年

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