摘 要：在水庫除險加固中，防滲處理是重點，倒掛井應(yīng)用有很好的效果。它的優(yōu)點是工程量小，基礎(chǔ)處理比較徹底，質(zhì)量容易保證等。本文以某水庫加固為例，介紹了倒掛井施工的流程和方法。

關(guān)鍵詞：倒掛井 防滲 應(yīng)用

中圖分類號：TV5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0067-02

水庫除險加固工程的重點是防滲處理，水庫經(jīng)過多年運行，大壩主、副壩（特別是副壩）后坡會有多個滲漏點，個別地方滲漏量還比較大，已經(jīng)對大壩的安全運行造成一定的隱患，還有水電站處即輸水涵洞處，涵管砼與土方結(jié)合部也出現(xiàn)了滲漏的現(xiàn)象，對整個大壩及輸水涵洞處各個滲漏點的防滲處理，對大壩滲漏點及其他部位采取倒掛井處理，從而達到防滲效果。

20世紀70年代中期，河北省在大搞農(nóng)田基本建設(shè)中，開創(chuàng)了人工開挖連鎖井，澆筑混凝土井圈，井內(nèi)填筑混凝土或粘土，從而截斷地下潛流，用以灌溉農(nóng)田，在此基礎(chǔ)上，用于險壩滲漏處理。采用單井，自上而下開挖，分層澆筑混凝土井圈，先挖主井，后挖副井，互相搭接，井內(nèi)回填混凝土或粘土，構(gòu)成整體混凝土防滲墻。它的優(yōu)點是單井施工，土拱作用，土壓力小，施工安全；同時，單井施工工程量小，不需要大型或?qū)Ｓ迷O(shè)備，對基礎(chǔ)處理比較徹底，保證質(zhì)量，不留隱患。80年代，湖北省丹江口水利樞紐在處理土壩心墻滲漏施工中，在原來倒掛井單井井套接防滲墻加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，加以改進創(chuàng)新，采用組井開挖，分序施工，類似沖擊鉆槽孔開挖，先挖單號井組，后挖雙號井組，形成整體混凝土防滲墻。組井開挖澆筑方法，比單井施工減少了接縫，保證了施工質(zhì)量，有利于加固防滲。此技術(shù)的優(yōu)點是簡單，不需要大型機械設(shè)備與專業(yè)施工力量，易保證施工質(zhì)量，造價低，適應(yīng)抗震要求。

1 倒掛井施工

1.1 工程概況

某水庫集雨面積為23.8 km2，最大庫容為1805萬m3，主流長9 km，主壩長1150 m，壩高13.75 m，相應(yīng)壩頂高程27.8 m，水庫灌溉農(nóng)田2.5萬畝，防洪保護1.0萬畝，xJcH9W5IQqyJIHdmyQEoQuU6WSEvev8EFd2ezD6/M1w=發(fā)電裝機容量100 kw，年發(fā)電量15萬度養(yǎng)魚水面1700畝，是一座以灌溉為主，結(jié)合供水、防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖的綜合利用的中型水庫。大壩安全鑒定為“三類壩”。水庫樞紐建筑物由攔河大壩、輸水涵洞、溢洪道、水電站等建筑物組成。

攔河大壩：主壩為粘土均質(zhì)壩，壩高13.75 m，壩頂寬度5 m，壩頂長1150 m，副壩也為粘土均質(zhì)壩，壩高15.2 m，壩頂寬度5 m，壩頂長45 m，主、副壩壩頂高程均為27.8 m（1985高程，下同）；輸水涵洞：位于大壩左側(cè)，采用壩下埋管，為雙孔0.8×1.0 m2箱涵，洞長64 m，其中右側(cè)一孔用于發(fā)電，尾水用于灌溉，輸水量為0.8～1.0 m3/s；左側(cè)一孔用于灌溉，最大輸水量3.3 m3/s，采用塔式進水口，裝有2臺0.8×1.0 m2平板鑄鐵閘門，用手動螺桿啟閉。溢洪道：位于大壩右側(cè)，為開敞式正槽溢洪道，進口溢流實用堰長15 m，最大泄洪量127 m3/s。水電站：為壩后式，布置在右側(cè)輸水涵洞出口處，發(fā)電裝機容量為100 kW，設(shè)計水頭為9 m。

1.2 施工安排

1.2.1 施工準備

人員：根據(jù)工程量及施工進度要求，計劃安排人工挖孔勞動力4人，兩人一組（一上一下，分井下挖土和井上運土），設(shè)施工負責(zé)人一名，專職安全員一名；井壁砼制模、混凝土攪拌、運輸、澆筑工人共7人。

機械設(shè)備：砼攪拌設(shè)備一套、空壓機一臺、兩套小型起吊卷揚設(shè)備（能夠提重250 kg）、井壁砼模板一套（按設(shè)計尺寸制作）、振搗器兩套（一套備用）、對撐方鋼每一層兩套（上中下三個對撐點需六根，其尺寸按設(shè)計寬度）、抽水泵兩臺、砼溜槽設(shè)備一套、鐵鍬風(fēng)鎬等按需要備足。

材料：碎石、黃沙、水泥、鋼筋、早強劑等。

安全防護：警示標志牌兩套、安全防護護欄（按施工范圍設(shè)置）、防雨棚（一是為了雨天也能不間斷施工，二是為了防止淋雨后坍塌）、鼓風(fēng)機和輸風(fēng)管（超過10 m深度，防止人工作業(yè)缺氧）、安全帽、上下井安全帶兩套、井上作業(yè)安全防護衣（安全帶）兩套。

1.2.2 施工測量

該工程擬投入的儀器主要有全站儀和自動安平水準儀等。

定位測量，位置必須準確，并用石灰粉放好樣，主要是井上縱橫梁位置的測量工作，井下測量主要是按縱橫梁向下用測繩測量并進行施工控制，特別是垂直度。在場地整理及井下土方開挖時應(yīng)保護好倒掛井的臨時測點，在每一次砼模板制作完成前再要進行一次復(fù)核，在每次土方開挖前要對已完成的砼井壁復(fù)核，出現(xiàn)偏差，必須及時糾偏。

每一層井圈測量數(shù)據(jù)必須要書面報請復(fù)核，認定簽字后開始下道工序施工。

1.3 施工流程圖（圖1）

1.4 施工方法

1.4.1 成孔施工

（1）采用短把的鎬、鍬等簡易工具進行人工挖土，遇到比較硬的巖層時，可用風(fēng)鎬或人工鑿除施工，垂直運土，采用人工配以卷揚提高設(shè)備進行垂直運土。軸線經(jīng)復(fù)核無誤后開始第一節(jié)開挖，每進尺1.1米做混凝土護壁一次，即以1.1 m為一個施工段；當孔深度超過10 m時用鼓風(fēng)機和輸風(fēng)管向孔中送入新鮮空氣，提土桶或吊籠上下保證聯(lián)系通暢。本次施工的倒掛井為3孔連井，直徑為2.4 m。

（2）成孔開挖以二人為一個小組配合，兩個小組同時進行，每天安排3孔進行流水作業(yè)，保證每天進尺一模。

（3）開挖過程中遇到障礙物時，采用人工及空壓機和風(fēng)鎬配合施工，比如遇到原先涵閘有砼墩臺，采用風(fēng)鎬鑿除等處理，必須保證井壁垂直不走樣。

（4）成孔過程中，當遇井內(nèi)有積水時，及時抽出孔內(nèi)的水，從井孔內(nèi)挖出的廢土或石碴運出井邊2 m之外。

（5）井位、垂直度、直徑校核：井圈軸線的控制點和水準點設(shè)在不受施工影響的地方，施工中應(yīng)經(jīng)常復(fù)測。第一節(jié)護壁成孔后，由現(xiàn)場技術(shù)人員根據(jù)縱橫梁軸線用十字線控制下一模的中心，作為往下施工模板對中和井位垂直度偏差控制的依據(jù)，直徑檢查用固定半徑的線在中心點畫圓的辦法進行。

（6）為了使砼井壁盡快掛住，在砼拌合料中要摻入適量的外加劑（早強劑），施工間隔時間憑經(jīng)驗：要保證砼凝固后能夠安全的掛住，夏季兩天完成一掛，即今天澆筑完畢后第二天就可以進行下一掛的土方開挖，第三天又可以制模澆筑下一掛的砼井壁了，冬季五天完成一掛，即今天澆筑完畢后第四天才可以進行下一掛的土方開挖，第五天才可以制模澆筑下一掛的砼井壁。春秋兩季可以三天完成一掛。

1.4.2 質(zhì)量檢查

檢查主要分土方開挖、混凝土護壁兩步進行，必須每段檢查，發(fā)現(xiàn)偏差，隨時糾偏，保證位置準確。其余的質(zhì)量檢查和工序報驗等控制同一般的質(zhì)量檢查，也采取工序報驗制度，監(jiān)理采用旁站制，每道工序必須在旁站監(jiān)理簽字認可的前提下展開。遇到較復(fù)雜情況，如滲水嚴重、積水嚴重、開挖到較大面積的障礙物等情況，必須請監(jiān)理、業(yè)主及施工單位全部到場共同協(xié)商解決，不可貿(mào)然自行處理，倒掛井護壁施工完成露出底部即砼截水環(huán)施工之前時，在設(shè)計等其他參建單位必須到場的情況下，作為隱蔽工程進行驗收，在參建各方簽字認可下方可進行截水環(huán)的澆筑（包括充填灌水泥漿）。

1.4.3 護壁（井壁）施工

（1）護壁模板。

護壁模板采用按設(shè)計圖紙尺寸制作的定型鋼模板，鋼板厚4 mm，分三檔橫加筋肋并可以自由拆裝，每個井圈分四片鋼模組成，每兩片用螺栓連接牢固，保證護壁施工模板不變形，立模時加強支撐，確保砼護壁厚度符合設(shè)計要求。

（2）護壁施工。

砼護壁施工時每個井圈采用上口直徑為1.8 m，下口直徑為井直徑2.0 m，每掛高度為1.1 m。第一節(jié)護壁掛筋與橫梁中預(yù)埋的鋼筋連接并預(yù)埋第二節(jié)的護壁井圈的倒掛筋，以此類推，倒掛筋預(yù)埋連接，層層下去，直至井底。

（3）護壁砼澆筑

護壁砼采用砼施工規(guī)范進行，護壁砼標號為C25，采用350型攪拌機攪拌，平地采用人工手推車運輸，垂直采用溜槽運輸，2.2 kW插入式振搗器振搗密實，并按規(guī)定進行砼的養(yǎng)護。

1.4.4 成孔（挖孔）注意事項

（1）井孔的垂直度和直徑，應(yīng)每段檢查，發(fā)現(xiàn)偏差，及時糾偏，保證位置正確，并形成書面資料，在工序報驗單中記錄。

（2）倒掛井深度按設(shè)計要求施工，挖出箱涵周邊土方后，及時對箱涵周邊進行清理并復(fù)核尺寸，按要求預(yù)埋灌漿管，邀請設(shè)計、業(yè)主、監(jiān)理人員檢查驗收，進行隱蔽檢查和做好隱蔽工程檢查記錄。

（3）發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象的，要采取3 mm的pvc管沿井壁導(dǎo)流，把水導(dǎo)向井壁底部，防止?jié)B水后出水對砼井圈造成破壞，以防所施工的該層倒掛井報廢。

1.4.5 安全防護措施

（1）井孔開挖須交錯進行，每成型一段立即驗收并澆筑混凝土，澆筑時10 m半徑內(nèi)其他井下嚴禁有人作業(yè)，井孔內(nèi)須設(shè)置安全爬梯，以備應(yīng)急作用。

（2）在井孔內(nèi)作業(yè)時，井口上面必須有專人監(jiān)管，挖出的土方應(yīng)及時運離井口，不得堆放在井口周圍2 m范圍內(nèi)，而且堆放高度不得超過井口高度，以防土方堆高后土方側(cè)向壓力對井圈的破壞，圍欄上不得放置工具，嚴禁有人倚靠圍欄，并且要經(jīng)常檢查防止有物體墜落。

（3）在挖土運土過程中，當井孔開挖深度超過2 m時，在井底面以上2 m處的護壁上設(shè)置半圓形安全防護板（鋼板）。

（4）當井深超過10 m時，必須向井孔內(nèi)進行通風(fēng)和換氣，通風(fēng)量不少于25 L/s，出風(fēng)口距離操作人員應(yīng)不大于2 m，通風(fēng)過程中須經(jīng)常檢查通風(fēng)管是否有破損，如有破損立即維修；在用風(fēng)鎬進行孔底鑿巖時或砼澆筑時必須加大供風(fēng)量，吹排鑿巖產(chǎn)生的粉塵。作業(yè)區(qū)內(nèi)須有防塵措施。

1.4.6 回填土方

截水環(huán)澆筑完畢后，砼強度達到80%，回填灌水泥漿處理完畢后，經(jīng)各方同意后，即進行土方回填。先用風(fēng)鎬人工將井圈砼拆除，并將拆除物運出倒掛井，自下而上進行，拆一層砼井圈回填一層土方，夯實一層，并要使土方回填壓實達到設(shè)計要求，直至到頂完成。

3 結(jié)語

本文中水庫加固采用倒掛井施工方案，可減少大量的土石方開挖，降低工程成本，縮短建設(shè)周期，到達了加固處理的防滲效果，所以倒掛井施工確實可行。

參考文獻

[1]鄭俊杰.地基處理技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004.

[2]錢家歡.土力學(xué)[M].南京：河海大學(xué)出版社，1990.

[3]房延懋.“倒掛井法”施工地下連續(xù)墻[J].水運工程，1980（10）.

[4]兆民.地下連續(xù)薄防滲墻施工技術(shù)[N].中國水利報，2004.