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水库防汛抢护方法与技术之六——裂缝处理

作者:[] 发布时间:2010/8/10

裂缝是大坝常见的一种险情,它有时很可能是其他险情(如滑坡等)的前兆。而且由于它的存在,洪水或雨水易于入侵坝身,常会引起其他险情,尤其是横向裂缝,往往会造成身土体的渗透破坏,甚至更严重的后果。因此,必须引起重视。

1、险情的分类

(1)按裂缝产生的成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝。其中,滑坡裂缝是比较危险的。

(2)按裂缝出现的部位可分为表面裂缝、内部裂缝。表面裂缝容易引起人们的注意,可及时处理。而内部裂缝是隐蔽的,不易发现,往往危害更大。

(3)按裂缝走向可分为横向、纵向和龟纹裂缝。其中横向裂缝比较危险,特别是贯穿性横缝,是渗流的通道,属重大险情。即使不是贯穿性横缝,由于它的存在,缩短渗径,易造成渗透破坏,也属较重要险情。

2、裂缝的成因

引起大坝裂缝的原因是多方面的,归纳起来,产生裂缝的主要原因有以下方面。

(1)不均匀沉降。大坝基础土质条件差别大,有局部软土层;或坝身填筑厚度相差悬殊,引起不均匀沉陷,产生裂缝。

(2)施工质量差。大坝施工时上坝土料为粘性土且含水量较大,失水后引起干缩或龟裂,这种裂缝多数为表面裂缝或浅层裂缝,;筑坝时,填筑土料夹有淤土块、冻土块、硬土块;碾压不实,以及新老堤结合面未处理好,遇水浸泡饱和时,易出现各种裂缝;大坝与交叉建筑物接合部处理不好,在不均匀沉陷以及渗水作用下,引起裂缝。

(3)水流作用。背水坡在高水位渗流作用下由于抗剪强度降低,临水坡水位骤降或坝脚被掏空,常可能引起弧形滑坡裂缝,特别是背水坡坝脚有塘坑、坝脚发软时,容易发生。

3、险情判别

裂缝抢险,首先要进行险情判别,分析其严重程度,判明裂缝的走向,是横缝还是纵缝,是滑坡性裂缝还是沉降性裂缝,此外还应判断是深层裂缝还是浅层裂缝。必要时还应辅以隐患探测仪进行探测。

4、抢护的原则

根据裂缝判别,如果是滑动裂缝,应先按处理滑坡进行抢护。待滑坡稳定后,再处理裂缝,否则达不到预期效果。纵向裂缝如果仅是表面裂缝,可暂不处理,但须注意观察其变化和发展,并封堵缝口,以免雨水侵入,引起裂缝扩展。较宽较深的纵缝,即使不是滑坡性裂缝,也会影响大坝强度,降低其抗洪能力,应及时处理,消除裂缝。横向裂缝是最为危险的裂缝。如果已横贯坝身,在水面以下时水流会冲刷扩宽裂缝,导致非常严重的后果。即使不是贯穿性裂缝,也会因缩短渗径,浸润线抬高,造成坝身土体的渗透破坏。因此,对于横向裂缝,不论是否贯穿堤身,均应迅速处理。窄而浅的龟纹裂缝,一般可不进行处理。较宽较深的龟纹裂缝,可用较干的细土填缝,用水洇实。

5、裂缝险情的抢护方法

裂缝险情的抢护方法,一般有开挖回填、横墙隔断、封堵缝口等。

(1)开挖回填

这种方法适用于经过观察和检查已经稳定,缝宽大于1cm,深度超过1m的非滑坡(或坍塌)性纵向裂缝,施工方法如下。

①开挖

沿裂缝开挖一条沟槽,挖到裂缝以下0.3~0.5m深,底宽至少0.5m,边坡的坡度应满足稳定及新旧填土能紧密结合的要求,两侧边坡可开挖成阶梯状,每级台阶高宽控制在20cm左右,以利稳定和新旧填土的结合。沟槽两端应超过裂缝1m。

②回填

回填土料应和原堤土类相同,含水量相近,并控制含水量在适宜范围内。土料过于时应适当洒水。回填要分层填土夯实,每层厚度约20cm,顶部高出堤面3~5cm,并做成拱弧形,以防雨水入浸。

需要强调的是,已经趋于稳定并不伴随有滑坡等险情的裂缝,才能用上述方法进行处理。当发现伴随有滑坡险情的裂缝,应先抢护滑坡险情,待脱险并裂缝趋于稳定后,再按上述方法处理裂缝本身。

(2)横墙隔断

此法适用于横向裂缝,施工方法如下。

①沿裂缝方向,每隔3~5m开挖一条与裂缝垂直的沟槽,并重新回填夯实,形成梯形横墙,截断裂缝。墙体底边长度可按2.5~3.0m掌握,墙体厚度以便利施工为度,但不应小于50cm。开挖和回填的其他要求与上述开挖回填法相同。

②沿裂缝作宽5~10cm,高3~5cm的小土埂,压住缝口,以防雨水浸入。

a、未堵或已堵的裂缝,均应注意观察、分析,研究其发展趋势,以便及时采取必要的措施。如灌堵以后,又有裂缝出现,说明裂缝仍在发展中,应仔细判明原因,另选适宜方法进行处理。

b如裂缝临水端已与库水相通,或有连通的可能时,开挖沟槽前,应先在大坝临水侧裂缝前筑前战截流。若沿裂缝在堤防背水坡已有水渗出时,还应同时在背水坡修做反滤导渗,以免将坝身土颗粒带出。

c当裂缝漏水严重,险情紧急,或者在库水猛涨,来不及全面开挖裂缝时,可先沿裂缝每隔3~5m挖竖井,并回填粘土截堵,待险情缓和后,再伺机采取其他处理措施。

d采用横墙隔断是否需要修筑前战、反滤导渗,或者只修筑前戗和反滤导渗而不做隔断横墙,应当根据险情具体情况进行具体分析。

(3)封堵缝口

灌堵缝口

裂缝宽度小于1cm,深度小于1m,不甚严重的纵向裂缝及不规则纵横交错的龟纹裂缝,经观察已经稳定时,可用灌堵缝口的方法。具体作法如下。

(1)用于而细的沙壤土由缝口灌人,再用木条或竹片捣塞密实。

(2)沿裂缝作宽5~10cm,高3~5cm的小土埂,压住缝口,以防雨水浸入。 

②裂缝灌浆

缝宽较大、深度较小的裂缝,可以用自流灌浆法处理。即在缝顶开宽、深各0.2m的沟槽,先用清水灌下,再灌水土重量比为1:0.15的稀泥浆,然后再灌水土重量比为1:0.25的稠泥浆,泥浆土料可采用壤土或沙壤土,灌满后封堵沟槽。

如裂缝较深,采用开挖回填困难时,可采用压力灌浆处理。先逐段封堵缝口,然后将灌浆管直接插入缝内灌浆,或封堵全部缝口,由缝侧打眼灌浆,反复灌实。灌浆压力一般控制在50~120kPa(0.5~1.2kg/cm2),具体取值由灌浆试验确定。

压力灌浆的方法适用于已稳定的纵横裂缝,效果也较好。但是对于滑动性裂缝,将促使裂缝发展,甚至引发更为严重的险情。因此,要认真分析,采用时须慎重。

 

                                                                           (技术质量部摘编)

 

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