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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
3、造 井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6 1 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322
4、0万平方千亩，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。
5、一九九一年，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，
6、制止涌水带出泥沙。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
7、堤脚1m的地方.平行与堤脚线.图2 12.2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G G=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
8、上游易淹没的土料先用，含水量控制在最优含水量时，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。 2 3.1 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1
9、m处，平行于迎水坡堤脚线1.6米放线，在线上每隔0.9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
10、井，达到设计要求的控制范围内。 3.5 回填 回填土料要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
11、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 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
