土石壩安全監(jiān)測與維修養(yǎng)護(hù)-土石壩裂縫處理

土石壩裂縫處理方法的介紹目錄12開挖回填灌漿處理3開挖回填與灌漿處理相結(jié)合01開挖回填1.開挖回填

開挖回填是將發(fā)生裂縫部分的土料全部挖出，重新回填，是一種比較徹底的裂縫處理方法。該法施工簡便，效果較好，適用于深度不大于3m的表面裂縫和防滲部位的裂縫。

開挖回填法又分為梯形楔入法、梯形加蓋法和梯形十字法三種（如右圖所示）。梯形楔入法適用于非防滲部位的壩體所產(chǎn)生的縱向裂縫；梯形加蓋法適用于均質(zhì)壩迎水坡和防滲斜墻上出現(xiàn)的深度不大的縱向裂縫；十字梯形法適用于壩端和壩體出現(xiàn)的各種橫向裂縫。1.開挖回填

開挖前先向裂縫內(nèi)灌白灰水，以顯示縫的影響范圍，開挖槽的長度和深度都應(yīng)超過裂縫的長度和深度，如裂縫不深，可挖成梯形斷面，然后回填符合要求的土料，回填時(shí)應(yīng)先將坑槽周壁刨毛，然后分層填土夯實(shí)，每層填土厚度約0.1～0.15m，然后夯實(shí)為0.07～0.10m厚。當(dāng)裂縫較深時(shí)，為了開挖方便和安全，可挖成階梯形坑槽，階梯高度以1.5m為宜，回填時(shí)逐級削去臺階，保持梯形斷面。對于不太深的貫穿性橫向裂縫，為了防止在溝槽側(cè)面新老土結(jié)合處形成集中滲流，還應(yīng)沿裂縫方向每隔2～4m挖2.0～2.6m寬的結(jié)合槽，與裂縫相交成十字形。1.開挖回填

回填土料應(yīng)根據(jù)壩體土料性質(zhì)和裂縫特征來選用，對于較淺的小裂縫，可采用原來開挖出來的壩體土料回填；對于滑坡、干縮和冰凍裂縫，應(yīng)采用含水量低于最優(yōu)含水量1%～2%的土料；對于沉陷裂縫應(yīng)采用含水量大于最優(yōu)含水量度1%～2%的塑性粘土。1.開挖回填02灌漿處理2．灌漿處理

對于采用開挖回填法困難（或危及壩坡穩(wěn)定，或工程量過大）的較深的非滑動(dòng)性裂縫和內(nèi)部裂縫，可采用灌漿處理法。試驗(yàn)證明，合適的漿液對壩體中的裂縫、孔隙或洞穴均既有良好的充填作用，同時(shí)在灌漿壓力作用下對壩內(nèi)土體有壓密作用，使縫隙被壓密或閉合。2．灌漿處理

灌漿的漿液應(yīng)具良好的灌入性、流動(dòng)性、析水性、收縮性和穩(wěn)定性，以保證良好的灌漿效果，并使?jié){液灌入后能迅速析水固結(jié)，收縮性小，能與壩體緊密結(jié)合，具有足夠的強(qiáng)度，并可避免因發(fā)生沉淀而堵塞裂縫入口及輸漿管路。一般可以采用純粘土漿，制漿材料宜采用粉粒含量為50%～70%的粘性土，漿液配比按水與固體的重量比為1：1至1：2。但在灌注浸潤線以下部位的裂縫時(shí)宜采用粘土水泥混合漿液，漿液中水泥摻量為干料的10%～30%，以加速漿液的凝固和提高早期強(qiáng)度。在灌注滲透流速較大部位的裂縫時(shí)，為了能及時(shí)堵塞通道，可摻入適量的砂、木屑、玻璃纖維等材料。2．灌漿處理

灌漿孔的布置應(yīng)根據(jù)裂縫的分布和深度來決定，對壩體表面裂縫，每條裂縫上均應(yīng)布孔，孔位宜布置在長裂縫的兩端和轉(zhuǎn)彎處、裂縫密集處、縫寬突變處及裂縫交錯(cuò)處，并注意與導(dǎo)滲或觀測設(shè)備之間應(yīng)有不小于3m的距離，防止串漿。對壩體內(nèi)部裂縫，可根據(jù)裂縫的分布范圍、裂縫的大小、灌漿壓力和壩體的結(jié)構(gòu)等綜合考慮灌漿孔的布置，一般應(yīng)在壩頂上游側(cè)布置1～2排，必要時(shí)可增加排數(shù)?？拙嗫筛鶕?jù)裂縫大小和灌漿壓力來決定，一般為3～6m。布孔時(shí)，孔距應(yīng)由疏至密，逐漸加密?？咨顟?yīng)超過縫深1～2m。2．灌漿處理

灌漿壓力一定要控制適當(dāng)，一般情況下，應(yīng)首選重力灌漿和低壓灌漿。

灌漿技術(shù)發(fā)展很快，近年來已廣泛應(yīng)用到土質(zhì)堤壩除險(xiǎn)加固及裂縫和滲漏的處理。實(shí)踐中已總結(jié)出20字的有效經(jīng)驗(yàn)，即漿料選擇“粉粘結(jié)合”，漿液濃度“先稀后濃”，孔序布置“先疏后密”，灌漿壓力“有限控制”，灌漿次數(shù)“少灌多復(fù)”。03開挖回填與灌漿處理相結(jié)合

此法是在裂縫的上部采用開挖回填，裂縫的下部采用灌漿處理，一般是先開挖約2m深后立即回填。回填時(shí)預(yù)埋灌漿管，然后在回填面上進(jìn)行灌漿。適用于中等深度的裂縫，或水庫水位較高，不宜全部開挖回填的部位，或全部采用開挖回填有困難的裂縫。3．開挖回填與灌漿處理相結(jié)合土石壩裂縫處理目錄12裂縫的類型和表現(xiàn)特征裂縫的成因和部位01裂縫的類型和表現(xiàn)特征1．裂縫類型（1）按部位分。表面裂縫和內(nèi)部裂縫。（2）按走向分?？v向裂縫、橫向裂縫、水平裂縫和龜紋狀裂縫。（3）按成因分。干縮裂縫、沉陷裂縫、滑坡裂縫、凍融裂縫、水力劈裂縫、塑流裂縫和振動(dòng)裂縫。在實(shí)際工程中土石壩的裂縫常由多種因素造成，并以混合的形式出現(xiàn)。2．表現(xiàn)特征

在水庫的運(yùn)行管理中，土石壩的裂縫是比較常見的，但是對裂縫初期表現(xiàn)特征及潛在危險(xiǎn)往往了解和重視不夠，從而造成嚴(yán)重后果。如細(xì)小的縱向裂縫可能是壩體滑坡的先兆，而細(xì)小的橫向裂縫可能發(fā)展成為壩體的集中滲漏通道。因此，應(yīng)熟悉掌握土石壩常見裂縫的表現(xiàn)特征，準(zhǔn)確判斷裂縫類型，及時(shí)采取有效措施加以維護(hù)。2．表現(xiàn)特征（1）縱向裂縫。（如右圖所示）其走向與壩軸線平行或接近平行，一般裂縫較長，縫口較寬，基本上是垂直地向壩體內(nèi)部延伸，其長度一般可延伸數(shù)十米至數(shù)百米，縫深幾米至十幾米，縫寬幾毫米至幾十厘米，兩側(cè)錯(cuò)距不大于30cm。多發(fā)生在壩的頂部或內(nèi)外壩肩附近。多出現(xiàn)在壩基壓縮性較大的壩段、心墻壩和斜墻壩透水料壓縮性較大或碾壓不密實(shí)的壩段、壩體跨越山脊和河谷極不規(guī)則的壩段等。要能正確區(qū)分沉陷裂縫和滑坡裂縫。2．表現(xiàn)特征（2）橫向裂縫。（如下圖所示）其走向與壩軸線垂直或斜交，一般接近鉛直或稍有傾斜地伸入壩體內(nèi)?？p深幾米到十幾米，上寬下窄，縫口寬幾毫米到十幾厘米，偶爾可見更深、更寬的裂縫。縫兩側(cè)可能錯(cuò)開幾厘米甚至幾十厘米。多出現(xiàn)在土壩與岸坡連接的壩段、臺地壩段、壩基壓縮性較大的壩段、土壩與剛性建筑物連接的壩段和分段施工的接合部位。橫向裂縫具有極大的危險(xiǎn)性，特別是貫穿性裂縫易造成集中滲流。2．表現(xiàn)特征（3）水平裂縫。其縫面平行或接近水平面，多發(fā)生在壩體內(nèi)部，呈透鏡狀。常出現(xiàn)在心墻內(nèi)、狹窄河谷的壩段內(nèi)、土壩與剛性建筑物連接的壩段和深而窄的截水墻內(nèi)。（4）龜紋狀裂縫。多出現(xiàn)在壩表面，呈龜紋狀，縫面通常與壩表面垂直，縫深1～2cm,縫口較窄,長度較短。其方向無規(guī)律、縱橫交錯(cuò)，縫間距較均勻。2．表現(xiàn)特征（5）沉陷裂縫。一般接近直線，基本上是鉛垂地向壩體內(nèi)部延伸，錯(cuò)距不大；多發(fā)生在河谷形狀變化較大、地基壓縮性較大、合龍段、分期施工段、壩體與剛性建筑物連接段和壩下埋設(shè)涵管等部位。（6）滑坡裂縫。由壩體滑動(dòng)引起。（7）干縮裂縫。多出現(xiàn)在壩體表面，分布面廣，沒有固定方向，密集交錯(cuò)，有的呈龜裂狀，縫的間距比較均勻，無上下錯(cuò)動(dòng)。縫寬通常小于1cm，個(gè)別情況也可能較寬較深。一般與壩體表面垂直，上寬下窄，如果縫內(nèi)土壤濕潤，裂縫可變窄或呈楔形尖滅。2．表現(xiàn)特征（8）凍融裂縫。這種裂縫的深度不超過冰凍影響深度，表層破碎，有脫空現(xiàn)象，縫寬及縫深隨氣溫而異，融化后裂縫會(huì)自行閉合。（9）振動(dòng)裂縫。其走向平行或垂直壩軸線方向，裂縫多暴露壩面，縫長和縫寬與振動(dòng)烈度有關(guān)，橫向縫的縫口會(huì)隨時(shí)間而逐漸變小或彌合，而縱向縫的縫口則無變化。2．表現(xiàn)特征（10）內(nèi)部裂縫。（如下圖所示）隱藏在壩體內(nèi)部，外表不易察覺，有的呈透鏡狀水平分布，有的呈上寬下窄狀豎直分布。多發(fā)生在心墻的內(nèi)部，狹窄河谷上的高壩內(nèi)部，壩基局部含有高壓縮性透鏡體軟弱夾層壩體底部，壩體與剛性建筑物連接部位的壩體內(nèi)，混凝土防滲墻及壩內(nèi)涵管頂部處的壩體內(nèi)。（11）表面裂縫。其走向有垂直壩軸線方向的和平行壩軸線方向的，裂縫的縫口寬度較大，隨深度逐漸變窄和消失。但有的表面裂縫呈龜裂狀，縫長和縫口寬度均不大，分布也不深。02裂縫的成因和部位1、縱向裂縫。主要因壩體在橫向斷面上不同土料的固結(jié)速度不同，由壩體、壩基在橫斷面上產(chǎn)生較大的不均勻沉陷所造成的，有的是滑坡引起的。2、橫向裂縫。沿壩軸線縱剖面方向相鄰壩段的壩高不同或壩基的覆蓋厚度不同，產(chǎn)生不均勻沉陷，當(dāng)不均勻沉陷超過一定限度時(shí)，即出現(xiàn)裂縫。3、龜狀裂縫。主要是干縮引起或?yàn)閮鋈谝鸬摹?、沉陷裂縫。由壩體或壩基的不均勻沉陷引起的裂縫。5、滑坡裂縫。由壩體滑動(dòng)引起。6、干縮裂縫。由于壩體受大氣和植物的影響，土料中水分大量蒸發(fā)，土體干縮而產(chǎn)生的，也是龜狀裂縫。7、凍融裂縫。主要由冰凍而產(chǎn)生，如壩體土料在低溫下已經(jīng)凍結(jié)，當(dāng)氣溫再驟然下降時(shí)，表層凍土要產(chǎn)生收縮而受到內(nèi)部未降溫土體的約束，或是當(dāng)壩體土料已經(jīng)凍結(jié)，氣溫又驟然升高而冰融，土體反復(fù)凍融，密實(shí)度降低，土體表面就會(huì)形成裂縫。8、振動(dòng)裂縫。由于壩體經(jīng)受強(qiáng)烈振動(dòng)或地震后產(chǎn)生的。9、表面裂縫。上述各種裂縫在壩體表面上都可見到，故表面裂縫產(chǎn)生原因也是多方面的，根據(jù)其表現(xiàn)特征，判斷裂縫類型，再分析產(chǎn)生原因。10、內(nèi)部裂縫。①薄心墻壩，若壩殼的壓縮性小而心墻的壓縮性大，且心墻與壩殼間過渡布置不合理，則心墻下沉?xí)r受壩殼的約束產(chǎn)生拱效應(yīng)，拱效應(yīng)使心墻中的垂直應(yīng)力減小，