岩溶山区修建土坝常见病害及治理

1、岩溶山区修建土坝常见病害及治理欢一 I载摘要：文章根据安龙县的实际情况，对修建土坝常见病害 以及原因进行了分析，探讨了土坝病害预防和治理措施，确保水库大坝 的安全运行。关键词：土坝；病害；治理安龙县地处云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，属乌蒙山脉东南 侧边缘岩溶化山原区。在地质构造运动各种内外动力长期作用下，县境 内地貌复杂多样，综观全县地貌，中部平缓，北高南低，西高东低，河 谷深切，岩溶发育，岩溶的基本特征为：岩溶发育在岩溶水动力条件（渗 透途径、水力坡降、渗透方向及流速）作用下，岩性和构造起到了发展 和牵引岩溶发育的作用，水系一般是岩溶空间发育的最低暂时侵蚀基准 面，它起到降低岩溶水排水基

2、准面的作用。由于安龙县境内地形起伏较 大，河流切割强烈，岩溶地层多，构造破坏剧烈，因而岩溶形态和类型 繁多。因此在安龙县境内岩溶山区修建土坝存在一些技术性问题。首先， 岩溶渗漏带的渗漏容易导致坝身管涌，塌陷其至垮坝，岩坡截流结合不 好易引起坝身裂缝、渗漏和塌陷。其次对于山区峡谷的水库，一般坝相 对较高，单位库容工程量大，有的地方水土流失严重，土料来源困难， 一个枯水季节难于全部建成，如跨年施工渡槽，导流布置岸边临时溢洪 道不仅困难而且也易造成工程隐患。第三、山区雨洪暴涨暴落，而大多 数是小受水面积区域内，又无水文实测资料，洪水总量和洪峰流量很难 准确计算，也易出现漫坝溃坝事故。土坝常见病害根据

3、各地观测资料和总结，岩溶山区修建的土坝病害问题可归纳为 四个方面，即：滑坡，管涌，塌陷，浸润线出露高和各种裂缝。1滑坡滑坡产生的原因：大多是坝体填土含水量大，干么重小，不能满 足坝坡稳定要求。填土与岸坡结合不好，坝肩有裂缝通道，坝基未设 截流墙，反滤层质量差，渗漏严重所致。管理运行不当，造成水位骤 降，诱发滑坡。1.2管涌、塌陷坝身产生管涌、塌陷多为修建在岩溶坝址上的土坝。岩溶坝址的基 础大多数都有几米其至十几米粘土覆盖，但这些覆盖层多为坡积残积或 风化溶蚀残积而成，有较大透水性，水库蓄水后，由于水压力的人用， 带走溶沟、溶槽或裂缝管道中充填的粘土，从渐变到突变，形成管涌、 塌陷。1.3浸润线

4、出露高造成浸润线出露高的原因，主要是坝身填筑质量差，一是土料含水 量控制不好，超过最优含水量；二是铺土过厚，碾压不实；三是上下层 左右段两侧的接缝没有处理好，导致上下游直接贯通，坝身普遍散浸。1.4各种裂缝裂缝有横缝、纵缝、沉陷缝、干缩缝。除干缩缝外，主要是由于不 均匀沉陷形成，裂缝大多数为横缝。横缝发在岸坡附近，因为土坝河床 断面填土高，两岸填土低，坝身土料压缩产生不均匀沉陷，加之岸坡陡, 土料与岸坡基岩结合不佳，两岸往往又是施工道路所在，夯压不实或漏 压机会多，致使岸坡常产生一些横向裂缝而形成漏水通道。纵缝主要是 填土含水量大，填筑质量差，施工分块不当等原因导致坝身干缩引起， 这种龟裂一般

5、不深，多数达不到1米就尖灭了，但也要及时处理，防止 雨水灌入而造成局部滑坡。土坝病害原因分析2填土质量差由于含水量、干么重控制不严，土块大、土质差、填土抗剪性能不 良，施工分块不当，新老土结合差所致。2.2管理运行不当岩溶山区土料多为风化的坡积残积土，物理力学指标低，根据各地 多年对土坝观测的资料显示，如库水位一天之内降低Im以上，往往引 起上游坝面滑坡。2.3选择坝址不当岩溶发育的河流，如事前对坝基缺乏必要的勘探研究、设计和施工 中对基础处理不善，坝身与岸坡结合差，就很容易造成渗漏、管涌和塌 陷。2.4反滤排水设备设计不周大坝设计的原则是迎水面防渗，背水面排水，对渗水要给出路，设 反滤排水的

6、目的也就是排水保土。如果设计范围和尺寸不够，施工质量 不好也就起不到应有的作用。困为水库蓄水后，坝体必然浸润，如果没 有反滤排水降低渗透水压，渗透水流势必从坝身中上部逸出，如填土质 量很差，渗透系数很大，则浸润线更高，渗透压力更大，时间长了，就 会带走土料，形成流土、管涌、滑坡及塌陷。2.5坝内放水涵管设计不周五十年代设计的工程，没有考虑检修补漏，所以涵管断面普遍偏小, 人无法进去检修，有的涵管施工质量差，多数没有涵衣，结果漏水沿管 背形成管涌。多数涵管直接设置在软基上，很容易由不均匀沉陷产生断 裂。有些涵管不设截流环，造成管涌漏水，导致涵管上部坝身塌陷。土坝病害预防和处理措施3做好土坝设计，

7、把好填土质量关防止土坝病害，必须从勘测试验设计开始，要根据土场土料情况， 做好规划，取土样作物理力学试验，据此进行坝坡稳定分析，正确选定 坝坡。正确的设计必须有正确的施工才能确保工程质量，每层土厚度要 控制在25-30cm,而且土块不能太大，要控制好含水量，掌握碾压功能, 使其能达到最大干么重。碾压坝体要取样作干么重和含水量的测定，作 好施工记录，检查是否符合设计要求。雨季施工，要注意坝面排水。冰 冻或雨雪之后开工，坝面表层土要挖除后继续填土。分块施工和铺土， 要犬牙交错，上下前后不能造成通缝。分期施工和加高的土坝，要认真 处理好新老坝体的结合。土料质地有差别时，透水性小的粘土要填筑在 迎水坝

8、面。斜墙防渗体要有一定的厚度，一般高20m左右的土坝，防 渗体厚度约相当于1/4水头，但水平宽度要有3-4m,方便碾压。3.2正确选择坝轴线，认真处理基础选择坝址应作必要的地质工作，土坝最好不选在石灰岩层而选在页 岩或没有溶洞、泉井、溶沟、溶槽的坝址上，基础处理首先要做好截流, 一定要从河底截至两岸坝顶，不能只截河底，而且截流墙应嵌入不透水 基岩约Im以上。一般土坝每个横断面所设坝基截流墙所增长的渗径应 为坝底水平长度的10-15%,截流槽的尺寸应有利于施工和保证截流质 量。土坝的岩坡不能过陡，最好控制在1： 1左右，局部地方不要陡于1： 0.75-0.5,不允许留有I叫岩腔，有倒坡或反坡的地

9、方要削坡，或用浆砌 石顺坡补平。坝基的泉井，要尽量查明来源，把泉水导出坝体外，切忌 使泉水和库水联通，使库水漏出坝外，并危及坝身安全。3.3搞好反滤排水设施背水坡滤水坝趾的高度，一般为1/5-1/6坝高（图2）,通过计算绘 制浸润线的末端使浸水不逸出背水面上坡来确定。同时，可根据当地土 石的贮量和质量情况，结合考虑气候和施工条件，经过技经比较选定。 坝后排水也可作成斜坡式的反滤层，坝后排水两岸都要有，两岸可做成 反滤排水暗沟，从坝顶向下5m开始布置，纵横交叉连通到河床滤水坝 趾，排水暗沟的位置，一般距背水坡脚3-5m,也可以根据浸润线的位 置来布置。3.4加强水库的运行管理管理单位要加强水工（

10、沉陷、位移、裂缝等）、水文和气象观测， 注意工程建筑物的变化趋势。在运行调度中防止水位骤降，特别是当土 坝出现纵向裂缝时，要注意观测裂缝的发展趋势，千万不能让雨水灌入 缝中，引起滑坡。3.5做好涵管的设计和搞好施工涵管是水库放水设施，质量好坏，直接影响土坝枢纽安全。涵管设计：涵管断面除满足输水流量的要求外，还要满足进入检 修要求，断面不能太小。土坝坝身内切勿设压力管，不得时必须处理好 伸缩缝接头。涵管以釆用拱形盖板为宜，可用拱石，也可浇素殓，根据地基变 化情况，设置沉陷缝，涵管要布置在基岩上，避开软基，切勿建在坝身 填土上。做好涵衣和截流环，涵管四周要包0.1-0.3m厚的涵衣，否则库 水易沿涵管外壁与坝身结合面渗漏。沿涵管轴线方向要布置截流环，