论文部分内容阅读
1 概述套孔冲抓粘土防渗墙技术是一种垂直防渗处理措施，适用于中、小型均质土坝、心墙坝，其原理是在土坝渗透范围内原防渗体中，沿坝轴线利用冲抓钻机具进行单排或多排取土造孔，再回填防渗性能好的粘土，利用钻机动力、卷扬设备带动夯锤分层对填土夯实，形成一道连续的粘土防渗体，在回填夯实的同时，对孔周边坝体土壤挤压使孔周围土体密实，以达到坝体加固防渗目的。
龙潭水库是淠史杭灌区沣西干渠上一座中型反调节水库，大坝为均质土坝，主坝长5700m，坝顶高程在59.40～60.20m，坝顶宽度为6.0 m，最大坝高21.7m，水库于1957年开工兴建，1974年建成，历时十七年，水库总库容6758万m3。
由于龙潭水库大坝建于特定的年代，施工跨度长，清基不彻底，坝体填筑质量差，坝体与坝基接触部位渗漏，坝脚大片沼泽化；坝下埋管与坝体结合部局部发生渗漏，严重危及大坝渗流安全。2008年3月省发展和改革委员会以发改设计【2008】267号文《关于霍邱县龙潭水库除险加固工程初步设计的批复》，批复投资3855.37万元。
本次大垻防渗加固采用套孔冲抓防渗墙施工技术，全长2987米，进尺49179米
2．套孔冲抓防渗墙所用的施工机械及材料要求
1.1施工机械(1) 钻孔机具采用SJ2-95型四瓣推卸式冲抓钻；(2)三角架及卷扬机；(3)20kW以上柴油内燃机。1.2回填土料要求
回填土料的质量是决定防渗墙质量的关键，回填土料应进行物理力学实验确定，主要设计指标有粘粒含量、渗透系数、含水量和干密度；粘粒含量应大于35%，渗透系数小于1.0×10-6cm/s，含水量和干密度通过施工现场试验，控制在设计要求范围内。
3．施工质量标准
4． 防渗墙的施工
龙潭水库大坝套孔冲抓防渗加固施工，共完成防渗墙总长2950 m，沿坝轴线钻孔3475个，总进尺49985 m。
套孔冲抓防渗墙施工工艺流程如图—1：
图—1套孔冲抓防渗墙施工工艺流程图
4．1施工放样及机具定位
先将坝顶清理平整，按设计要求进行放样，确定孔中心的纵、横向位置，并设控制桩；冲抓机具定位，关系到孔位、井孔垂直度，直接影响到防渗墙的有效厚度，在施工时在平整好的坝顶面先支稳三角架，将冲抓紧钻尖下距地面10~20cm对准孔中心位置，确保钻头及钢绳垂直。
4．2造孔
造孔应在水库水位降低到要求处理的高程以下，造孔顺序是，在孔中心线上先打主孔1、3号孔回填夯实后，再打套孔2号孔回填夯实，再打5号孔回填夯实后，再打套孔4号孔，依此类推（见图—2）；造孔时要确保孔位正确、井孔垂直，造孔过程中若孔壁发生塌方，应回填粘土夯實后再重复造孔，要定时检查井孔位置是否准确，井孔是否垂直，孔位偏差应小于±3cm，孔斜不大于0.2%，相邻两孔深度偏差不大于防渗墙厚度的1/3即不大于0.3m，以保证防渗墙厚度。
图—2套孔冲抓造孔顺序排列图
4．3回填
回填土料质量是保证防渗墙的关键所在，回填土料各项力学指标一定要在设计控制的范围，成井回填前应将孔底浮土、碎石清除干净，并保证孔内无水，并用安全笼下井进行质量检查，孔内少量积水应倾倒干土反复抓净以至把水吸干，若孔壁有渗漏水，应在渗水方向1~2 m处布打副孔，用替水泵抽吸，拦截渗漏水，保证孔内无水，然后再分层回填粘土并夯实，回填铺土时要均匀、对称，松土层厚度控制按成孔直径及控制厚度折算成体积，控制下井土料体积。
4．4 夯实
回填夯实是防渗墙质量的关键，而且要现场进行土工夯实试验以确定工艺参数，龙潭水库套孔冲抓防渗墙现场试验确定工艺参数为：松土厚度为30~50 cm，土料含水量为20~23%， 采用860kg的夯锤，落距2.0~3.0 m夯实次数为12~15次。为保证防渗墙的夯实质量，夯锤采用直径1.0m的钢板焊制内填混凝土，以增加锤重，底部做成球冠型，并呈梅花形布置直径5 cm高8 cm的羊角，以利于层间结合。
5 质量控制
5．1土料质量控制
回填土料质量是保证套孔防渗墙成功的关键，在选择料场时要确保土料满足设计要求，土料应做粘粒分析及土工击实试验，严格控制含水量，以确保回填质量，回填时应认真检查土料粘粒含量、含水量、土块粒径、是否有杂质等。
5．2造孔质量控制
造孔时按设计要求确定井孔位置，检查孔位、孔径、井孔深度以及井孔倾斜度，要定时检查井孔位置是否准确，井孔是否垂直，孔位偏差应小于±3cm，孔斜不大于0.2%，相邻两孔深度偏差不大于防渗墙厚度的1/3即不大于0.3m，以保证防渗墙厚度。并认真做好记录，造孔时对土质变化、渗水、孔壁坍方等情况认真记录描述，发现问题及时进行处理。
5．3回填质量控制
回填时应严格检查每次填土数量、击实次数，每2~3m取土样检查土料含水量、压实度、成墙搭接厚度等，每10~20孔测定防渗墙的渗透系数，土料含水量控制在18~22%之间，压实度不小于0.96，搭接厚度大于0.85米，渗透系数小于1×10-6cm/s，各指标应符合设计要求，不符合要求及时查明原因进行反工处理。
6结束语
龙潭水库大坝通过套孔冲抓防渗墙施工过程中，采取了严格的质量控制和超前的预控测量等手段，保证了工程施工质量，并为以后大坝防渗加固施工积累了一定的宝贵经验。
龙潭水库是淠史杭灌区沣西干渠上一座中型反调节水库，大坝为均质土坝，主坝长5700m，坝顶高程在59.40～60.20m，坝顶宽度为6.0 m，最大坝高21.7m，水库于1957年开工兴建，1974年建成，历时十七年，水库总库容6758万m3。
由于龙潭水库大坝建于特定的年代，施工跨度长，清基不彻底，坝体填筑质量差，坝体与坝基接触部位渗漏，坝脚大片沼泽化；坝下埋管与坝体结合部局部发生渗漏，严重危及大坝渗流安全。2008年3月省发展和改革委员会以发改设计【2008】267号文《关于霍邱县龙潭水库除险加固工程初步设计的批复》，批复投资3855.37万元。
本次大垻防渗加固采用套孔冲抓防渗墙施工技术，全长2987米，进尺49179米
2．套孔冲抓防渗墙所用的施工机械及材料要求
1.1施工机械(1) 钻孔机具采用SJ2-95型四瓣推卸式冲抓钻；(2)三角架及卷扬机；(3)20kW以上柴油内燃机。1.2回填土料要求
回填土料的质量是决定防渗墙质量的关键，回填土料应进行物理力学实验确定，主要设计指标有粘粒含量、渗透系数、含水量和干密度；粘粒含量应大于35%，渗透系数小于1.0×10-6cm/s，含水量和干密度通过施工现场试验，控制在设计要求范围内。
3．施工质量标准
4． 防渗墙的施工
龙潭水库大坝套孔冲抓防渗加固施工，共完成防渗墙总长2950 m，沿坝轴线钻孔3475个，总进尺49985 m。
套孔冲抓防渗墙施工工艺流程如图—1：
图—1套孔冲抓防渗墙施工工艺流程图
4．1施工放样及机具定位
先将坝顶清理平整，按设计要求进行放样，确定孔中心的纵、横向位置，并设控制桩；冲抓机具定位，关系到孔位、井孔垂直度，直接影响到防渗墙的有效厚度，在施工时在平整好的坝顶面先支稳三角架，将冲抓紧钻尖下距地面10~20cm对准孔中心位置，确保钻头及钢绳垂直。
4．2造孔
造孔应在水库水位降低到要求处理的高程以下，造孔顺序是，在孔中心线上先打主孔1、3号孔回填夯实后，再打套孔2号孔回填夯实，再打5号孔回填夯实后，再打套孔4号孔，依此类推（见图—2）；造孔时要确保孔位正确、井孔垂直，造孔过程中若孔壁发生塌方，应回填粘土夯實后再重复造孔，要定时检查井孔位置是否准确，井孔是否垂直，孔位偏差应小于±3cm，孔斜不大于0.2%，相邻两孔深度偏差不大于防渗墙厚度的1/3即不大于0.3m，以保证防渗墙厚度。
图—2套孔冲抓造孔顺序排列图
4．3回填
回填土料质量是保证防渗墙的关键所在，回填土料各项力学指标一定要在设计控制的范围，成井回填前应将孔底浮土、碎石清除干净，并保证孔内无水，并用安全笼下井进行质量检查，孔内少量积水应倾倒干土反复抓净以至把水吸干，若孔壁有渗漏水，应在渗水方向1~2 m处布打副孔，用替水泵抽吸，拦截渗漏水，保证孔内无水，然后再分层回填粘土并夯实，回填铺土时要均匀、对称，松土层厚度控制按成孔直径及控制厚度折算成体积，控制下井土料体积。
4．4 夯实
回填夯实是防渗墙质量的关键，而且要现场进行土工夯实试验以确定工艺参数，龙潭水库套孔冲抓防渗墙现场试验确定工艺参数为：松土厚度为30~50 cm，土料含水量为20~23%， 采用860kg的夯锤，落距2.0~3.0 m夯实次数为12~15次。为保证防渗墙的夯实质量，夯锤采用直径1.0m的钢板焊制内填混凝土，以增加锤重，底部做成球冠型，并呈梅花形布置直径5 cm高8 cm的羊角，以利于层间结合。
5 质量控制
5．1土料质量控制
回填土料质量是保证套孔防渗墙成功的关键，在选择料场时要确保土料满足设计要求，土料应做粘粒分析及土工击实试验，严格控制含水量，以确保回填质量，回填时应认真检查土料粘粒含量、含水量、土块粒径、是否有杂质等。
5．2造孔质量控制
造孔时按设计要求确定井孔位置，检查孔位、孔径、井孔深度以及井孔倾斜度，要定时检查井孔位置是否准确，井孔是否垂直，孔位偏差应小于±3cm，孔斜不大于0.2%，相邻两孔深度偏差不大于防渗墙厚度的1/3即不大于0.3m，以保证防渗墙厚度。并认真做好记录，造孔时对土质变化、渗水、孔壁坍方等情况认真记录描述，发现问题及时进行处理。
5．3回填质量控制
回填时应严格检查每次填土数量、击实次数，每2~3m取土样检查土料含水量、压实度、成墙搭接厚度等，每10~20孔测定防渗墙的渗透系数，土料含水量控制在18~22%之间，压实度不小于0.96，搭接厚度大于0.85米，渗透系数小于1×10-6cm/s，各指标应符合设计要求，不符合要求及时查明原因进行反工处理。
6结束语
龙潭水库大坝通过套孔冲抓防渗墙施工过程中，采取了严格的质量控制和超前的预控测量等手段，保证了工程施工质量，并为以后大坝防渗加固施工积累了一定的宝贵经验。