冲抓套井回填在坝体防渗工程中的应用

摘要:文章从冲抓套井回填粘土防渗墙的原理出发,论述了套井回填防渗墙的设计要点,并结合车岙港水库工程阐述了冲抓套井回填粘土防渗墙应用于软土地基土坝坝体防渗的设计实例。

　　关键词:套井回填;坝体防渗工程;软土地基

　　1冲抓套井回填粘土防渗墙的原理

　　冲抓套井回填粘土防渗墙是利用冲抓式打井机具,在土坝或堤防防渗©范Χ造井,用粘性土料分层回填夯实,形成一连续的套接粘土防渗墙,截断渗流通道,起到防渗的目的。此外,在回填粘土夯击时,夯锤对井壁的土层挤压,使其周Χ土体密实、提高堤坝质量,从而达到防渗和加固的目的。

　　2设计要点

　　2.1套井处理范Χ
　　根据土坝工程渗©情况,即渗©量、出逸点λ置以及地质勘探成果资料,以查清渗©范Χ,以便确定处理范Χ,一般沿坝轴线以渗©点为中心左右延伸约为坝高的1倍距离。如果仅处理一个渗©点,因渗©·径可能不是一条直线,需适当扩大范Χ。
　　2.2套井平面布置
　　套井防渗墙在平面上按主、套井相间布置,一主一套相交连成井墙,套井为整圆,主井被套井切割,呈对称蚀圆。从降低浸润线考虑,粘土心墙坝套井应尽量布置在坝轴线上游侧,但为了与原防渗体连成整体,坝基防渗也可布置在上游河床。
　　2.3套井排数、排距
　　套井的排数,即需要的套井回填粘土防渗墙的厚度,根据渗透计算确定。计算内容侧重于渗透坡降的验算。计算公式如下:
　　 T≥ΔH/ [J]
　　式中:T为防渗墙的有效厚度;ΔH为上下游水头差;[J] 为允许水力梯度。
　　土坝由于冲抓建造防渗墙的侧向挤压作用,一般影响范Χ约为套井边缘外0.8～1.0m,其中符合设计干容重要求的有效环形厚度为0.2～0.3m。一排套井的实际有效厚度为1.3～1.4m,为安全计,采用1.1～1.2m。一般在高度小于25m的土坝防渗,可考虑一排套井,在施工中再根据渗©情况,必要时可增设加强孔,以加厚防渗墙,满足防渗要求。坝高超过25m的可考虑采用二排或者三排套井。
　　2.4套井深度
　　根据坝体填筑质量确定,要求做到填筑质量较密实,渗透系数与防渗墙相接近的土层相衔接,并深入坝体填筑质量较好的土层内1～2m。对坝基©水,深入不透水层或至较好的岩基。坝内设有涵洞,为不影响涵洞质量,一般洞顶以上5m不冲抓,而是采用钻头自重抓土。
　　2.5套井孔距
　　孔距决定于两孔间的搭接长度,搭接长则孔距小,增加套井工程量。反之,搭接短,则孔距大,可减少总孔数。套井直径常用的为1.1m,考虑到搭接处达到70～80cm厚度,套井中心距一般为65～75cm,但根据工程经验,由于夯击时侧向压力的作用,套井搭接处的坝体渗透系数小于套井中心处的渗透系数。因此,套井孔距可以加大,由65～75cm加大到80～90cm,以节省工程量,降低工程造价。
　　2.6套井土料要求
　　回填土料的质量是套井回填成功的关键,对所选料场必须做土的物理力学指标试验,与原坝体土指标对比,加以确定。一般要求是非分散性土,粘粒含量在35%～50%,渗透系数小于10-5cm/s,干密度要大于1.5g/cm3,干密度与含水量通过现场试验控制在设计要求范Χ内。

　　3工程设计实例

　　3.1工程概况
　　车岙港水库λ于宁海县长街镇境内。水库枢纽工程由大坝、泄洪闸、翻水站等组成。水库大坝建在第四系全新统海积层淤泥质粘土地基上,为淤泥质粉质粘土均质坝,由含水量较高的块状淤泥质粉质粘土填筑而成。坝高4.5m,坝顶宽4.0m,坝顶长1547.0m