中小型水库土坝裂缝分析与处理

中小型水库土坝裂缝分析与处理

李新

（广东省五华县城镇建筑工程公司广东五华514400）

提要：本文从工程实际中总结经验，简单明了地介绍中小型水库常见问题及其处理方法。

关键词：中小型水库土坝裂缝处理

前言

目前，在众多中小型水库中，大多数建于50年代或60年代，由于受施工条件和地质条件限制，大部分挡水坝均采用土坝型式。根据多年工程运行观测，土坝随库水位的上下波动，较常出现的问题是渗漏、裂缝及滑坡。而且土坝还易受洪水影响，洪水过程中或过后土坝均易发生上述问题。因此每年的汛前或每次洪水过后都必须对土坝进行全面的检查，发现问题及时处理，防患于未然。

渗漏是土坝最为常见一种问题，渗漏产生的原因有多种，它与地形地质条件、筑坝材料以及施工质量都有关系。裂缝是土坝较常见的问题之一，它广泛分布于坝体的各个部分，查其原因主要是由坝身土体的干缩、局部沉陷及土体滑坡时引发。按其成因可分为干缩裂缝、沉陷裂缝和滑坡裂缝，按其走向则可分为龟状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝。现就土坝较常出现的裂缝问题的处理方法作简单的分析。

一、土坝渗漏处理

土坝渗漏的处理原则是上截下排。上截就是在上游（坝轴线以上）封堵渗漏入口，防止渗入；下排是在下游采用导渗和滤水措施，使渗水在不带走坝体土颗粒的前提下排出，以达到渗透稳定。具体采用的工程措施分为垂直防渗和水平防渗。土坝渗漏的处理应根据产生的原因和部位不同而相应采取不同的方法，具体如下：

1、坝基渗漏处理

⑴、粘土截水槽。如坝体质量较好，不透水层较浅，由于坝基或原防渗体与不透水层连接不好而产生的坝基渗漏，宜采用粘土截水槽处理。截水槽应布置在土坝上游的适当位置，并要与坝身或防渗体有效地连接起来。截水槽底部要与基岩或不透水层结合好。如发现基岩有裂缝或岩熔发育，应先对基岩作帷幕灌浆处理。

⑵、混凝土防渗墙。如地基透水层较深，采用粘土截水槽处理坝基渗漏断面开挖过大而不经济时，可采用混凝土防渗墙法。此法是利用冲击钻造孔，然后向孔内灌注混凝土，使之形成一道封闭防渗墙以阻止坝基渗漏。如果土坝水头较低，也可不用混凝土而改用泥结卵砾石作防渗墙。

⑶、砂浆板桩。对于因系粉沙、淤泥等软基层产生的坝基渗漏，且软弱层较浅(一般不超过10m),可采用砂浆板桩法处理。该法是把20～40号工字钢打入坝基内，水泥砂浆经灌浆管注入地基，充填工字钢拔出后的孔隙,整个坝基便形成一道砂浆板桩防渗墙。

⑷、帷幕灌浆。如坝基透水层过深使得采用防渗墙处理坝基渗漏困难，或坝基透水层中有较大的漂砾、孤石致使造孔效率甚低，或仅需对坝基局部进行渗漏处理时，可采用帷幕灌浆方法。该方法在一定压力下，把按要求配制好的浆液灌注于坝基透水层，使之充填土体孔隙，胶结成防渗帷幕。

⑸、粘土铺盖。对土坝质量较好，地基不透水层深的坝基渗漏，开挖截水槽比较困难时，可采用粘土铺盖法处理。粘土铺盖法是利用粘土在坝上游地面分层填筑碾压，形成一种覆盖层。它具有覆盖渗漏部位，加长渗径，减小坝基渗流比降，保证坝基渗透稳定的作用。在水库运行期间无法放空库水修筑铺盖时，也可采用水中抛土法形成铺盖。

⑹、坝后导渗。对因坝基渗漏，造成坝后长期积水，形成淤泥或沼泽地，从而影响坝坡稳定时，可采用坝后导渗法处理。坝后导渗是利用水平砂池、排水沟等将坝基渗水汇集至下游。

⑺、压渗台。如果坝基渗漏严重，坝后发生翻水冒沙、管涌或流土等现象，可采用石料压渗台和土料压渗台两种形式进行处理，它是根据反滤原理利用自身重量以平衡渗透压力,增加地基的渗透稳定性,防止地基渗透破坏所常用的方法之一。

⑻、减压井。减压井是利用钻机在土坝下游地基上每隔一定距离钻孔穿过弱透水层、强渗水层，把地基深层的承压水导出地面，以降低浸润线和防止坝基土渗透变形，是处理坝基渗透破坏的较好方法之一。这种措施只有在承压水头不高的情况下，才可能起到预期的减压作用。

2、坝身渗漏处理

⑴毒杀生物，堵塞洞穴。土坝如因白蚁、鼠獾等动物钻洞穴居而造成漏水时,必须将为害的动物杀除,并将洞穴堵塞，采用药物毒杀生物时，应严禁使用国家禁止使用的药物，防止造成不必要的污染。

⑵导渗沟法。对坝身渗漏，背水面发生散浸，但不致于引起坝坡失稳时，采用导渗沟处理是一种较为有效且施工简便的方法。

⑶导渗砂槽法。对坝身渗漏、散浸严重，但坝坡较缓，采用导渗沟法也不能解决，可采用导渗砂槽法处理。其做法是在渗漏严重的坝坡部位，用钻机钻成一些并列的排孔，形成一条条导渗砂槽。

⑷导渗培厚法。对坝身渗漏比较严重，散浸面积大，浸润线逸出点明显高于排水设施，且坝身明显单薄的，可用导渗培厚法处理。在下游坡加筑透水后戗，或在原坝坡上填筑一层排水砂层，培厚坝身断面，增厚后的新老排水设施要相互连接，才能起到导渗效果。

⑸粘土斜墙法。对因施工质量差，产生管涌、塌坑、斜墙被击穿、浸润线及逸出点被抬高，引起坝身普遍漏水等情况，可用粘土斜墙法处理。如因条件限制，库水位无法放空，无法补做斜墙时，可采用水中抛土成斜墙方法。

⑹灌浆法。对均质土坝、心墙坝需要进行防渗处理的深度较大，采用粘土斜墙或水中抛土法处理也较困难时，可用灌浆法处理。在预定部位钻孔灌浆以形成帷幕或堵塞孔隙达到防渗目的。

⑺防渗墙法。防渗墙法是处理坝身渗漏较为彻底的方法。即在坝身上打一些直径0.5～1.0m圆孔，再将若干圆孔连成一段槽孔，再在槽孔内灌注混凝土,最后将各段槽孔连接成插入坝身密实土体部位的混凝土防渗墙。

3、绕坝渗漏处理

绕坝渗漏是沿着坝岸结合面或沿着坝端山坡土体的内部向下游渗水甚至集中渗流，它能引起坝端部分的坝体内浸润线抬高，岸坡出现阴湿、软化甚至产生滑坡。常用以下方法处理：

⑴、截水墙。对岸坡有强透水层产生的绕坝渗漏，可在岸坡开挖深槽穿过强透水层，再在槽中回填粘土，形成一道粘土截水墙防止渗漏。

⑵、防渗斜墙。对因岸坡岩石破碎造成的大面积渗漏，可采用沿岸坡做粘土斜墙处理。斜墙下端应作截水槽嵌入不透水层中，或以粘土铺盖向上游延伸。斜墙顶部以上应沿山腰开截水沟，将雨水引向别处排泄。如岸坡是由砂砾料堆积而成，粘土斜墙下面还应铺反滤层。

⑶、粘土铺盖。对坝肩岩石节理裂隙细小，风化较轻的绕坝渗漏，如山坡较缓，可贴山坡作粘土铺盖，其防渗效果亦较好。

⑷、衬砌。对坝肩岩石节理裂隙细小，风化较轻，但山坡较陡，不宜作粘土铺盖，可采用衬砌方法处理。在水位变化较少部位，用砂浆抹面；水位变化较频繁和裂缝较大部位，用混凝土、钢筋混凝土或浆砌块石结合护坡，做衬砌防渗。

⑸、灌浆帷幕。对因坝端岩石裂隙发育，产生严重绕渗时，可用灌浆帷幕处理。使坝肩与坝基的帷幕连接为一整体，形成一个完整的防渗帷幕。

⑹、堵塞回填。对因岸坡岩石裂缝产生的绕坝渗漏，可采用堵塞回填法处理。先将岸坡清理干净，再用砂浆填塞裂缝，上面再用粘土回填夯实。如岸坡内有洞穴与水库相通，应按反滤要求堵塞洞穴，上游面再用粘土回填夯实，如洞穴不与水库相通，则可用排水沟或排水管把泉水引到坝下排泄。

⑺、导渗排水。在下游采用导渗排水，可以保护坝体土料不致流失，防止管涌。对下游岸坡岩石渗水较小的绕渗，可沿渗水坡面以及下游坝坡与山坡结合处铺设反滤层，导出渗水，如果下游岸坡岩石地下水位较高，渗水严重，可沿岸边山坡脚处，打基岩排水孔，引出渗水；如下游岸坡岩石裂隙发育密集，可在坝脚山坡岩石中打排水平孔，将裂缝切穿，集中排出渗水。

二、结束语

针对中小型水库出现的问题，根据不同的成因和部位采取不同的处理方法及措施，以较彻底地解决中小型水库安全隐患问题，有效地保障了水库工程的安全运行。

参考文献

[1]李雷，张国栋，我国堤坝隐患探测技术及面临的问题与建议，

水利水运工程学报，2009

[2]杨水木，徐丰，成月琴，中小型水库土石坝除险加固技术简析，城市建设理论研究,2013(7)