水利工程管理1

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1、水利工程管理二0一二年四月土石坝的裂缝及处理一、土石坝裂缝类型及成因土坝裂缝的成因主要是由于坝基承载力不均匀，坝体材料不一致，施工质量差，设计不甚合理所致。土坝裂缝是土坝常见的一种破坏形式。裂缝的形状和分布各不相同，按其分布、走向和成因分为以下几类：按裂缝部位按裂缝走向按裂缝成因表面裂缝：暴露在坝体表面，缝口较宽，随深度变窄逐渐消失内部裂缝：坝体内部，水平裂缝呈透镜状，垂直裂缝下宽上窄横向裂缝：走向与坝轴线垂直或斜交，一般出现在坝顶纵向裂缝：走向与坝轴线平行或接近平行，出现在坝顶及坝坡上部水平裂缝：平行或接近水平面，常发生在坝体内部龟纹裂缝：呈龟纹状，无固定方向，与土坝表面垂直沉陷

2、裂缝：由于不均匀沉陷引起滑坡裂缝：由滑坡体位移引起干缩裂缝：坝体中水分大量蒸发，土体干缩产生冰冻裂缝：坝体土料受冰冻影响而产生振动裂缝：在坝体经受强烈振动或烈度较大的地震后产生二、土坝裂缝的检查1.龟纹裂缝：产生原因是土坝填土由湿变干时的体积收缩。在严寒地区，填土受冰冻也会产生。2.横向裂缝：相邻的坝段或坝基产生较大的不均匀沉陷时而产生。危害性很大，一般进行开挖回填处理。3.纵向裂缝纵向沉陷裂缝：由坝体或坝基的不均匀沉陷产生，接近于直线，铅垂地向内部延伸，缝宽和错距的发展是逐渐减慢的。可采用开挖回填或灌浆法进行处理。纵向滑坡裂缝：呈弧形，向内部延伸时弯向上游或下游，缝的发展过程逐渐

3、加快，到后期，在相应坡面或坝基上有带状或椭圆状隆起的土体。采用上部减轻，下部加重的方法进行处理。4.内部裂缝：浸润线是否抬高；单宽渗流量是否变大；渗水是否清澈5.土坝裂缝的检查观察异常情况①同一高程上某观测点沉降值小（内部裂缝）②某坝段浸润线明显抬高；刚性防浪墙拉裂，坝身有明显塌坑（横向裂缝）③渗水清浑交替（贯穿裂缝或管涌通道）④短距离内沉降差较大以及土压力及孔隙水压力不正常的位置。土坝隐患探测法无损探测：电法探测有损探测人工破损探测同位素探测三、土坝裂缝的预防措施1.龟纹裂缝的预防措施在竣工后的坝面上及时铺设砂性土保护层2.沉陷裂缝的预防措施（1）减少坝体和坝基的沉陷和不均匀沉陷

4、（2）提高坝体填土适应变形的能力（3）必要的安全措施（横向裂缝和内部裂缝）四、土坝裂缝的处理非滑坡性裂缝处理方法主要有开挖回填、灌浆和两者结合等方法。对于均质坝表面干裂且缝深小于0.5m的裂缝，只用泥浆封口，浸水后可自行闭合。对缝宽大于1m，缝深超过2m的纵向裂缝需开挖回填处理。（一）开挖回填法是处理裂缝比较彻底的方法梯形楔入法、梯形加盖法、梯形十字法（二）灌浆法（重力灌浆、压力灌浆）（1）灌浆孔的布置“先稀后密”的孔序布置（2）灌浆浆液“先稀后稠”的浆液浓度，“粘粉结合”的浆料选择。浆液要有良好的流动性、析水性和收缩性。灌浆浆液一般有纯泥浆和水泥粘土浆。（3）灌浆压力是保证灌浆效

5、果的关键。一般采用重力灌浆或低压灌浆。（4）灌浆次数采用“少灌多复”可使浆体形成疏密相间和颗粒粗细相间的构造，提高充填密实度及防渗效果。（三）封堵法对于表面裂缝、冰冻裂缝、干缩龟裂等细小裂缝，可用泥浆封堵。裂缝工程实例——三峡大坝发生裂缝的原因是多样的，由于工程巨大，气候条件，工程结构的特殊性等都会引起裂缝。绝大部分是因为一些客观环境，如温度变化。混凝土浇筑后会发热，温度变化对坝体应力和体积变化都有影响，以及周围气温、太阳辐射等都会引起坝体内外温差，产生温度裂缝。凿开表层正待处理的不规则裂缝不规则裂缝处理现场处理措施:对裂缝采取了五道防线：(1)采用关键材料灌浆，把缝口灌好。(2)

6、在缝口线嵌，用有效的防水材料。(3)再贴上一层固定橡胶把它贴住。(4)再喷上一层特种的水泥沙浆。(5)最后再喷上一层纤维混凝土材料。土坝的滑坡及处理土坝坝体局部（有时带着部分地基）失去稳定，发生滑动，上部坍塌，下部隆起外移，这种现象称为滑坡。滑坡通常有下述特征：（1）裂缝两端向坝坡下部弯曲，缝呈弧形（2）裂缝两端产生相对错动（3）缝宽与错距的发展逐渐加快，而一般的沉陷裂缝的发展是随着时间的推移逐渐减缓，两者有明显的不同（4）滑坡裂缝的上部往往有塌陷，下部有隆起等现象。一、滑坡类型1.剪切性滑坡：多发生在坝基和坝体除高塑性以外的粘土中。主要原因是坝坡坡度太陡，填土压密程度较差，渗透水

7、压力较大造成的。滑坡体2.塑流性滑坡：主要发生在含水量较大的高塑性粘土填筑的坝体。高塑性粘土在一定的荷载作用下会产生蠕动或塑性流动，使坝体出现连续位移和变形。滑坡体3.液化性滑坡：多发生在坝体和坝基土层为均匀的中细砂或粉砂的情况下。坝体向坝趾方向急剧流泻，其过程类似流体向地势低的地方流散。滑坡后坝体二、滑坡原因1.勘测设计方面坝基及两岸基础，设计中选择的计算指标偏高2.施工方面土料、碾压不合格，施工不严格，在特殊时期及特殊部位没有进行必要的处理3.管理运用方面库水位降