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防渗论文- 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 　　中图分类号:TV697文献标识码:A 　　文章编号:1009-2374?(2010)30-0051-02 　　 　　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,在土坝或堤防防渗漏范围造井,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,使其周围土体密实、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套井处理范围 　　根据土坝工程渗漏情况,即渗漏量、出逸点位置以及地质勘探成果资料,以查清渗漏范围,以便确定处理范围,一般沿坝轴线以渗漏点为中心左右延伸约为坝高的1倍距离。如果仅处理一个渗漏点,因渗漏路径可能不是一条直线,需适当扩大范围。 　　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,一般影响范围约为套井边缘外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,在施工中再根据渗漏情况,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。对坝基漏水,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围内。 　　3工程设计实例 　　3.1工程概况 　　车岙港水库位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。 　　3.2坝体漏水原因分析 　　车岙港水库于1957年建成蓄水,1963年开始发现渗水。虽曾先后采用设置斜卧式反滤层、加建粘土防渗墙、实施自重灌浆等措施进行防渗处理,但均未根治,被迫降低水位运行。1995年在坝体某处开挖竖井时,当挖至高程1.87m处,发现水平渗水缝,开挖中还发现坝体填筑土间架空情况依然存在;同年10月在坝基地质补勘中,从坝体内取出填筑土进行室内试验时,发现土样内有明显缝隙或架空结构。据此分析,大坝渗漏的主要原因是坝体土填筑质量差,土块间存在明显缝隙和架空,渗透系数偏大。 　　3.3防渗设计 　　3.3.1处理范围与深度 　　(1)处理范围。对于1547m长的大坝来讲,很难确定具体处理位置,“头痛医头,脚痛医脚”不能彻底消除隐患,因此设计要求对全坝段进行处理,并根据观测到的渗漏情况,实现分段处理。 　　桩号0+000～0+550段由于历史上多次发生渗漏,设计中设置双排套井(见图1),进行重点处理。双排套井中心线沿坝轴线布置,套井直径为1.1m,套井沿坝轴