1、安徽水利水电职业技术学院毕 业 论 文课题名称 浅谈冲抓套井回填粘土防渗墙在堤防加固中的应用 浅谈冲抓套井回填粘土防渗墙在堤防加固中的应用 摘要 冲抓套井回填粘土防渗墙是利用冲抓式打井机具，在土坝或堤基渗漏范围内造井用粘土分层回填夯实，行成一个连续的套接粘土防渗墙，截断渗流通道，起到防渗的目的。关键词冲抓套井 粘土防渗墙 应用致 谢 论文完成在之际，我要特别感谢我的指导老师奚立平、刘承训、等各位老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，刘承训、奚立平老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了刘老师、奚老师悉心细致
2、的教诲和无私的帮助，特别是他们广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。在论文的写作过程中，也得到了许多老师同学的宝贵建议，同时还得到许多同事的支持和帮助，在此一致表示感谢，感谢所有关心、支持、和帮助过我的良师谊友。最后，向在百忙中抽出时间评审的老师和专家表示衷心的感谢！目 录 1. 引言11 .1 处理的目的和治理的原则12 防渗墙的设计与计算12.1 防渗墙防的设计12.2 防渗墙的厚度与回填土的重量计算22.3 回填土的压实23 冲抓套井回填粘土防渗墙施工23.1 施工工艺33.2 平整场地33.3 放 样33.4 造 井
3、33.5 回 填33.6 夯 实34 质量控制与检验34.1 施工过程控制检验44.2 回填压实质量检查4 5 施工后的质量抽检及渗流观测46 结束语57 参考文献61 引言河流与人类有密切的关系，我国幅员辽阔，河流众多，我国河流就有1500多条。河流哺育了人类，为人类的文明做出了巨大的贡献。洪水是发生在河道上的一种自然现象，人类社会越发达，造成的灾害越严重，洪灾会给人类带来巨大的痛苦。新中国成立以来，我国进行了进行了一系列大 规模的防洪工程建设，形成了完善的防洪体系大大提高了抵御洪水灾害的能力。全国江河堤防总长有新中国成立前的4.2万千米增加1998年的25万多千米，保护耕地3220万平方千
4、亩，保护人口3.22亿人。从原则上讲，我国江河堤防一般不宜再增加新堤和持续加高老堤，应在现有堤防基础上进行加固。五河县属于淮河流域中下游地区，属于淮北平原，淮北大堤保护着淮北平原3.74万平方公里土地。是我国的主要农业生产基地，占全国粮食产量的百分之17.3。淮河堤防由建国初期开始修建，由于当时条件较差筑堤标准低，已经不能适应现代百年一遇的防洪标准。由于地壳变动和淮河的改道决口等很多因素，使淮河两岸堤基非常复杂，每当洪水来临，堤防、堤基的透水层在高水头的作用下，渗透压力与渗透坡降增大，在堤防、堤内低洼地，水塘或覆盖层较薄弱之处就会出现管涌、流土及各种险情，堤防防渗加固就非长重要。 一九九一年，
5、淮河流域发生了百年不遇的特大洪水，淮北大堤多处发生管涌。五河县北淝闸下游水位超警戒水位0.3m，县沫河口镇水利站院内（距淮北大堤50m）手压井向上冒水，如果在冒浑水将直接危急到淮北大堤安全。经过认真分析确认是堤基透水层在高水位作用下所形成的。1.1处理的目的和治理的原则对于坝基发生渗透变行，处理的目的1:改善地基的剪切特性,防止剪切破坏,保证地基不发生滑动.2减小地基的透水性,降低扬压力和地下水位,使地基以至坝身不产生渗透变形,把渗流量控制在允许的范围之内.3改善地基的压缩性能,减小不均匀沉降,以限制坝体裂缝产生.4改善地基的动力特性,防止液化.治理的原则是临河截渗减小渗透力，制止涌水带出泥沙
6、。汛后考虑到各种方案，对堤基透水层进行处理采用最经济，简单,方便效果较好的粘土防渗墙。粘土防渗墙采用冲抓式打井机具造井，然后回填粘土，用直经100mm，混凝土圆球自由下落，反复砸，达到压实标准。施工安排在枯水季节，地下水位较底，便施于工。2 防渗墙的设计与计算2.1防渗墙防的设计采用粘土防渗墙对土石大坝或坝基进行防渗加固。利用冲抓式机械造井，采用套井成墙施工。形成一道连续的套接粘土防渗墙，阻止渗流通道.井径为1200mm，每孔圆心间距900m，粘土防渗墙厚度距离800mm.粘土防渗墙一般设置在大坝临河距大坝中轴线1m处.平行与大坝中轴线.图1.坝基防渗墙一般设置在迎水坡堤脚1m的地方.平行与堤
7、脚线.图212.2防渗墙的厚度与回填土的重量计算防渗墙的厚度T：根据防渗墙的最大作用水头H和允许水力坡降J,按下列公式估算:T=H/J一般J=5-10（粘土） 3-5（壤土）回填土的重量GG=WrH公式中 W：套井圆的面积r：回填土的湿容重H：回填土的厚度 2.3 回填土的压实度在工程中，土的压实度是用来直接控制填土的工程质量的。施工压实度要求达到重大干密度。压实度的公式：压实度=最大干密度/实验室最大干密度1级坝0.98-1.00 2级坝0.96-0.983 冲抓套井回填粘土防渗墙施工 考虑到施工的季节性和坝前水位的变化。在用料的规划上力求做到近料和上游易淹没的土料先用，含水量控制在最优含水
8、量时，土才能得到充分压实，得到土的最大干密度。含水量较高的粘土要先晒达到要求的含水量。土料较干的回填土要洒水施工最好安排在枯水季节，地下水位较底，便施于工。23.1 施工工艺 平整场地- 测量放样-造孔-回填-夯实-检查3.2 平整场地就是将施工场地平整为满足施工布置要求的施工场地把场地平整好，留好运输道路，铺设好运输的道路能使回填土运送到施工现场。因为堤顶道路较窄，堤脚有防浪林。规划好冲抓机械路线，因为冲抓机械需要一个平整的施工场地，便于移动施工的机械弃土堆放，回填土堆放等。3.3 放样场地平整完后确定套井位置。粘土截渗墙布置在迎水坡堤脚1m处，平行于迎水坡堤脚线1.6米放线，在线上每隔0.
9、9米砸根木桩确定造井中心。图2 堤身粘土防渗墙布置在迎水坝中轴线1米处。距中心线1.6米放线， 井口直径1200mm，每孔圆心点间距900mm。在圆心处砸木桩，确定井的中心，每隔0.9米砸根木桩。距离不能过大，否则就会影响套井粘土墙的厚度。 3.4 造井根据施工图纸的放样，冲抓造井机必须对准中心桩，造孔顺序先打1号井造好后马上检查纪录回填，再打3号井纪录回填，然后打2号套井纪录回填接着打5号，套井4号的顺序间隔进行。检造孔时必须经常检查井的垂直度，要求控制在4/1000度，以确保两井间的套接厚度80cm。如果发现井偏离过大，应该回填后重新造井，达到设计要求的控制范围内。3.5 回填 回填土料要
10、优先采用最优含水量，粘土含量大于百分30，回填土厚度要严格把关，坚决控制在干容重的设计范围内大于20千牛/米立方。回填土料必须计量用小推车倒入，以防止超量回填。每次回填土的厚度不得超过30厘米，检查土内有无杂物。井内如有渗水应回填粘土或抽干。3.6 夯 实回填土夯实对提高回填密度和抗渗强度保证回填质量有极大关系。夯锤用混凝土或钢铁制作，直径100厘米夯锤形状保持底部呈球面行状，以增加夯实的侧压力，使入井土料能向四周紧密压紧，从而使新老土体自然结合，夯锤大小与井壁保持10cm 空隙，保持夯锤自由下落避免与井壁相碰影响压实度。4 质量控制与检验3 4.1 施工过程控制检验（1）定期检查土料质量，控
11、制做好料场选择工作，确保土料满足施工设计要求和规范要求，检查回填土内有无树根、石头、有机物等影响回填质量的杂物。土料回填前要控制好含水量，如果土料过干须洒水，如果过潮需要凉晒直到够标准为止。雨天要用防雨布覆盖，以确保含水量。（2）检查在施工前按施工设计要求放好套井中心线位桩。造孔时，为保证井孔垂直不偏，要用垂球检查孔斜度。监理检验后应立即回填，以免塌孔。回填土深度每次控制在30cm。防渗体宽度80cm，抗渗系数R10-6cm/s，干容重大于20千牛/立方米。 （3）井孔检查。井底的清理，及积水排除。井深是否达到设计要求，套井连接是否达到防渗宽度。对土层深度进行详细纪录。4.2 回填压实质量检查
12、 在回填过程中，详细纪录孔号，机号，夯击次数，监督员姓名。有地质、土层、渗水、塌方等特殊情况，要详细纪录以便后期对防渗墙的观察和分析。在现场取样和试验测试回填土的含水量及干容重。根据取样分析，画出质量控制图，发现不合格不位应立即返工。 5 施工后的质量抽检及渗流观测抽检重点是施工过程中有可能未达到设计要求的套井。如软土层曾发生过塌方或地基渗水严重，考虑到以后会影响防渗效果的地段。抽检数量一般为套井的百分之三。可用钻机在套井中心用干钻法进行，分段取样送检。施工结束后在防渗体前后及堤防地基分别埋设测压管以便随时观测测压管的布置：图3 、44测压管布置在坝体结构有变化的断面和地质情况复杂的断面。断面
13、间距一般100-200米，坝体较长的间距可大一些，一般不少于3个观测断面。其原则是能够反映坝体各部分的实际情况。 渗流观察的主要内容有 1坝体的浸润线；2 土坝的渗流量；3 坝基的渗水压力；4导渗和减压设备的工作情况；5渗水的透明度等。坝基渗水压力观测是了解坝基透水层中渗水压力的延程分布，以了解坝基防渗和排水设施的工作性能，检测坝基产生的渗透破坏。坝基渗水压力是通过布置在坝基内的测压管观测管内水位，推算出个测点的渗水压力水头。根据测压管管内水位绘制水位线。以便以后检查、分析土坝的安全性能和防渗墙的渗透性。6 结束语实践证明，冲抓套井回填粘土防渗墙施工技术在处理大坝、地基渗漏问题应当广泛推广，该
14、设备简单，施工人员少、施工方便、工程造价低、工效高，工程量小、防渗效果好、工程质量容易控制等优点。但在施工中应高度重视安全保证措施，在施工检查时要注意人生安全。我国堤防有万多，地基复杂应加大新技术、新工艺和新材料的应用。通过多个技术方按的比较，选择造价低、施工速度快、防渗效果好的措施进行防渗，冲抓套井回填粘土防渗墙应在堤防加固地基防渗中广泛推广，能够促进工程安全运行，发挥堤防更大的社会效益。5参考文献：1 治河防洪 黄河水利出版社 20092 GB50286-1998 堤防工程设计规范S 3 SL260-1998 堤防工程施工规范S4 防汛手册 北京，中国科学技术出版社 19925 朱运光编 土坝安全与加固M 北京 中国水利水电出版社 19996 袁光裕 水利工程施工 北京 中国水利水电出版社 19987 水利水电工程管理 水利水电出版社 19948 水工建筑物观测工作手册 北京水利出版社 19809 工程地质与土力学 北京 中国水利水电出版社 20076
