土石壩滲漏裂縫產(chǎn)生的原因及處理

摘要：土石壩是水利工程中常見的項(xiàng)目之一，因其在施工便利性、經(jīng)濟(jì)性等方面與其他壩型相比，都有很大的優(yōu)勢(shì)，所以應(yīng)用最為廣泛。但土石壩由于其材料特性、壩體結(jié)構(gòu)等方面也存在不足，所以常常存在安全隱患，其中土石壩的滲漏裂縫會(huì)對(duì)壩體的穩(wěn)定性及安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的危脅，如不及時(shí)處理，很容易產(chǎn)生潰壩危險(xiǎn)，直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文對(duì)土石壩裂縫滲漏產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并給出了相應(yīng)的處理辦法。

關(guān)鍵詞：土石壩；滲漏；裂縫；處理措施

中圖分類號(hào)： TV698 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.20.0044

1 堤壩的滲漏

堤壩滲漏主要是指水體順著壩體的縫隙及孔洞流過壩體，而導(dǎo)致圍護(hù)區(qū)的水量漏失，滲流量小時(shí)，一般不會(huì)產(chǎn)生大的危害，但由于滲漏會(huì)呈徐變漸進(jìn)式變化，會(huì)使壩體漏點(diǎn)管路周圍的土質(zhì)變軟，慢慢浸潤(rùn)下而導(dǎo)致滲孔變大，最后形成大的滲流，對(duì)壩體的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，嚴(yán)重可能造成堤防潰決、垮壩等災(zāi)難性后果，所以要引起足夠的重視。

1.1 壩基滲漏

由于土石壩對(duì)于壩基的要求不是很高，所以在處理壩基時(shí)，往往存在很多不足之處，比如壩基含水土質(zhì)的清理、壩基的夯實(shí)以及對(duì)于壩基地質(zhì)的勘察等，都可能產(chǎn)生疏漏而導(dǎo)致壩基滲漏產(chǎn)生，一旦發(fā)生滲漏，水體就會(huì)沿壩基和壩肩的透水巖土帶流出，產(chǎn)生大量失水現(xiàn)象，失水同時(shí)要能帶走大量的壩體材質(zhì)，而使壩體損壞。

1.2 壩體滲漏

土石壩的主要構(gòu)成是以土質(zhì)為主，土料的本身具備一定的透水性，如果水位較高，而且填筑的土料具備很強(qiáng)的滲水性，或者在施工時(shí)夯實(shí)不到位，壩體長(zhǎng)期受水的浸潤(rùn)，壩體內(nèi)的水分就會(huì)大量增加，這樣就會(huì)大大提高浸潤(rùn)線的出逸點(diǎn)，處理不及時(shí)，就會(huì)使水體透過壩身而大量流失，隨著流出水的流速增加而產(chǎn)生滲漏流土、管涌等現(xiàn)象，導(dǎo)致滑坡、漏洞、塌坑等壩體事故。

2 堤壩常見的滲漏裂縫

土壩的滲漏裂縫按照裂縫產(chǎn)生的方向劃分，如果與壩軸線垂直就稱為橫向裂縫；如果與壩軸平行，則稱為縱向裂縫；如果是狀如龜背紋一樣的裂縫就稱為龜裂縫；如果在大壩內(nèi)側(cè)，與壩基平行，稱為水平裂縫。每種裂縫的產(chǎn)生原因都比較復(fù)雜，一旦有裂縫產(chǎn)生，就會(huì)伴有滲漏，對(duì)壩基壩體的穩(wěn)定與安全產(chǎn)生威脅。

2.1 龜裂縫的特征與成因

龜裂縫多產(chǎn)生在壩頂及壩坡，在水庫(kù)泄空后，露出的上游防滲鋪蓋的表面也有可能出現(xiàn)，主要形成原因是土壩的填土收縮產(chǎn)生，當(dāng)土壩填土中的水分失去后，土質(zhì)會(huì)產(chǎn)生收縮變形而體積變小，一般用來填壩的土料如果土質(zhì)過粘，含水過高，則很容易產(chǎn)生龜裂縫，其特點(diǎn)是沒有規(guī)律，錯(cuò)縱交織，一般裂縫間距分布相對(duì)均勻。

2.2 橫向裂縫的特征與成因

橫向裂縫與壩軸垂直，多數(shù)會(huì)伸入到壩體內(nèi)，一般都較深，上面寬，下面窄，多數(shù)是由于壩基出現(xiàn)不均勻沉降，或是填土材料不一致，縫口寬幾毫米到十幾厘米，偶爾也能見到更深、更寬的。

2.3 縱向裂縫的成因與特征

在壩面上，縱向沉陷裂縫一般接近于直線，基本上是鉛垂地向壩體內(nèi)部延伸，裂縫兩側(cè)填土的錯(cuò)距一般小于30厘米，縫長(zhǎng)幾米到十幾米居多，也有更深的更長(zhǎng)的。縱向滑坡裂縫一般成弧形，裂縫向壩體內(nèi)部延伸時(shí)彎向上游或下游，縫的發(fā)展過程逐漸加快，直至土體發(fā)生滑動(dòng)以后才逐漸變慢。

3 土壩裂縫的處理

土石壩裂縫對(duì)土石壩安全的影響是相當(dāng)嚴(yán)重的，發(fā)現(xiàn)裂縫后，要通過表面觀測(cè)、開挖探坑及探槽等方法和手段，查明裂縫的具體情況，比如產(chǎn)生部位、長(zhǎng)度、深度、錯(cuò)距、走向，還要根據(jù)裂縫的產(chǎn)生情況，分析裂縫的發(fā)展，采取合理的處理措施。

3.1 開挖回填

開挖回填，就是把裂縫處開出槽坑，然后再把土石料回填到坑中，重新夯實(shí)，這種辦法施工簡(jiǎn)單，效果比較好，一般處理比較徹底，但適用深度不宜過大，一般要在5米之內(nèi)，而且裂縫已經(jīng)停止發(fā)展。在開挖前，在裂縫口處，用石灰水進(jìn)行灌注，石灰水會(huì)沉到裂縫深處，這樣便于掌握開挖的范圍，開挖槽深寬都要超過裂縫，一般在50厘米。

梯形臺(tái)階：槽坑開挖時(shí)順著縫隙進(jìn)行開槽，同時(shí)要保持開出梯形的斷面，這種斷面能使回填土料與原壩很好的結(jié)合，如果裂縫較深，可以挖出臺(tái)階高1.5米的隊(duì)梯形槽坑，挖時(shí)要保持槽口整齊，不要堆放土料，回填料前要把臺(tái)階削除，同時(shí)進(jìn)行灑水使槽壁潤(rùn)濕，并且把槽壁刨毛，然后再回填同樣的土料，分層進(jìn)行夯實(shí)，確保密實(shí)度。

十字形結(jié)合槽：適用于貫穿堤壩的橫向裂縫。開挖時(shí)順裂縫方向每隔5～6米，設(shè)一道垂直于裂縫的結(jié)合槽，回填時(shí)要注意新老土的結(jié)合。一般裂縫處理宜在枯水期或降低水位后進(jìn)行，必要時(shí)應(yīng)在上游堤壩坡加筑臨時(shí)圍堰，以策安全。

3.2 充填灌漿

根據(jù)裂縫產(chǎn)生的情況，如果較深，不適合開控法，那么可以采取灌漿的方式進(jìn)行處理，也可以采取上部用開挖回填法，在下面采用灌漿的形式，這樣能減少工程開槽量，灌漿時(shí)，頂部要保持2米以上的開挖回填層，用來阻漿液外噴，回填時(shí)可以預(yù)先埋設(shè)灌漿管，根據(jù)情況，可以分段灌漿的方法，充填灌漿時(shí)，要控制好漿液的濃度，一般是先調(diào)稀一些，然后再用稠一些的，灌漿時(shí)逐漸調(diào)大灌漿壓力。在灌漿壓力作用下，擠密裂縫周圍壩體填土，達(dá)到堵塞裂縫加固壩體的目的。

3.3 壓力灌漿

堤頂部位可先壓漿后開挖，以利于打眼機(jī)壓漿機(jī)施工方便，堤坡部位可以先挖槽用人工錐探，壓漿機(jī)灌漿，錐探深度堤頂?shù)唐戮鶠椴恍∮? 米，以保證裂縫處理質(zhì)量。灌漿對(duì)每眼無論吃漿大小都應(yīng)進(jìn)行復(fù)灌。

3.4 預(yù)防措施

為防止裂縫的產(chǎn)生，在工程施工階段，一定要加強(qiáng)基礎(chǔ)處理，這樣能避免不均勻沉降的產(chǎn)生，降低裂縫產(chǎn)生的機(jī)會(huì)。對(duì)于土石壩土料的配制，要保證土質(zhì)均勻，減少固結(jié)，要盡可能采取現(xiàn)代施工技術(shù)中的先進(jìn)工藝，提高土堤的壓實(shí)程度，保證壓實(shí)緊密，防止填料固結(jié)變形過多而產(chǎn)生裂縫。

作者簡(jiǎn)介：馬雪艷，大專學(xué)歷，公主嶺市河道堤防管理站，工程師，研究方向：水利工程。