安职院水利工程管理技术课件01土石坝的监测与维护-8土石坝的裂缝处理

任务八土石坝裂缝处理按其方向可分为龟状裂缝、横向裂缝和纵向裂缝；按其产生原因可分为干缩裂缝、冻融裂缝、不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、水力劈裂缝、塑流裂缝、震动裂缝；按其部位可分为表面裂缝和内部裂缝等。任务八土石坝裂缝处理土石坝裂缝的种类

1-纵缝走向平行于坝轴线坝体在横向断面上不同土料的固结速度不同，或由坝体、坝基在横断面上产生较大的不均匀沉陷所造成的。任务八土石坝裂缝处理土石坝裂缝的种类裂缝甲、乙-横缝垂直于坝轴线产生的根本原因是沿坝轴线纵剖面方向相邻坝段的坝高不同或坝基的覆盖厚度不同，产生不均匀沉陷。任务八土石坝裂缝处理土石坝裂缝的种类干缩裂缝

成因：土中水分蒸发，引起土体干缩。当筑坝土料粘性越大、含水量越高时，产生干缩裂缝的可能性越大。在壤土中，干缩裂缝则比较少见，而在砂土中则不可能出现干缩裂缝。

干缩裂缝的待征：发生在坝体表面，分布较广，呈龟裂状，密集交错，缝的间距比较均匀，无上下错动。一般与坝体表面垂直，上宽下窄，呈楔形尖灭，缝宽通常小于lcm，个别情况下也可能较宽较深。任务八土石坝裂缝处理土石坝裂缝的种类冻融裂缝成因：主要由冰冻而产生。

即当气温下降时土体因冰冻而冻胀，气温升高时冰融，但经过冻融的土体不会恢复到原来的密实度，反复冻融，土体表面就形成裂缝。冻融裂缝的特征：发生在冻土层以内，表层破碎，有脱空现象，缝深及缝宽随气温而异。任务八土石坝裂缝处理土石坝裂缝的种类纵向裂缝和滑坡裂缝的区别两种裂缝发展过程线1-滑坡裂缝2-沉陷裂缝1）纵向沉陷缝一般接近于直线，垂直向下延伸；而滑坡裂缝一般呈弧形，向坝脚延伸。2）纵向沉陷缝发展过程缓慢，随土体固结到一定程度而停止，而滑坡裂缝初期较慢，当滑坡体失稳后突然加快。

3）纵向沉陷缝，缝宽为几毫米至几十毫米，错距不超过30cm，而滑坡裂缝的宽度可达lm以上，错距可达数米。4）滑坡裂缝发展到后期，在相应部位的坝面或坝基上有带状或椭圆形隆起，而沉陷缝不明显。任务八土石坝裂缝处理裂缝的处理危害最大的是贯穿坝体的横向裂缝、内部裂缝及滑坡裂缝，一旦发现，应认真监视，及时处理。对缝深小于0.5m、缝宽小于0.5mm的表面干缩裂缝，或缝深不大于lm的纵向裂缝，也可不予处理，但要封闭缝口。有些正在发展中的、暂时不致发生险情的裂缝，可观测一段时间，待裂缝趋于稳定后再进行处理，但要作临时防护措施，防止雨水及冰冻影响。任务八土石坝裂缝处理开挖回填是处理裂缝比较彻底的方法，适用于处理深度不超过3m的裂缝，或允许放空水库进行修补加固防渗部位的裂缝。当裂缝很深或裂缝很多，开挖困难或开挖危及坝坡稳定或工程量过大时，可采用灌浆法处理，特别是内部裂缝，则只宜用灌浆法处理。开挖回填与灌浆结合法适用于自表层延伸到坝体深处的裂缝，或当库水位较高、不易全部开挖回填的部位，或全部开挖回填有困难的裂缝。裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理1）裂缝开挖开挖中应注意的事项如下：（1）开挖前应向裂缝内灌入较稀的石灰水，使开挖沿石灰痕迹进行，以利掌握开挖边界。（2）对于较深坑槽应挖成阶梯形，以便出土和安全施工。挖出的土料不要大量堆积坑边，以利安全，不同土料应分开存放，以便使用。（3）开挖长度应超过裂缝两端lm以外，开挖深度应超过裂缝0.5m，开挖边坡以不致坍塌并满足土壤稳定性及新旧填土接合的要求为原则，槽底宽至少0.5m。（4）坑槽挖好后，应保护坑口，避免雨淋、干裂、冰冻、进水，造成塌垮。裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理1）裂缝开挖裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理开挖的横断面形状应根据裂缝所在部位及特点的不同而不同。具体有以下几种：

（1）梯形楔入法（2）梯形加盖法（3）梯形十字法（1）梯形楔入法适用于不太深的非防渗部位裂缝。开挖时采用梯形断面，或开挖成台阶形的坑槽。回填时削去台阶，保持梯形断面，便于新老士料紧密结合。梯形锲入法（单位：cm）

1-裂缝：2-回填土：3-开挖线；4-回填线1）裂缝开挖裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理（2）梯形加盖法适用于裂缝不太深的防渗部位及均质坝迎水坡的裂缝。其开挖情形基本与“梯形楔入法”相同，只是上部因防渗的需要，适当扩大开挖范围。梯形加盖法（单位：cm）

1-裂缝：2-回填土：3-块石护坡1）裂缝开挖裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理（3）梯形十字法适用于处理坝体和坝端的横向裂缝，开挖时除沿缝开挖直槽外，在垂直裂缝方向每隔一定距离（2～4m），加挖结合槽组成“十”字，为了施工安全，可在上游做挡水围堰。梯形十字法（单位：cm）（a）裂缝开挖平面图（b）裂缝开挖剖面1-裂缝；2-坑槽；3结合槽；4-挡水围堰；5-开挖线；6-回填线1）裂缝开挖裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理2）土料回填（1）回填前应检查坑槽周围的含水量，如偏干则应将表面洒水湿润；如土体过湿或冰冻，应清除后，再回填。（2）回填时，应将坑槽的阶梯逐层削成斜坡，并将结合面刨毛、洒水，要特别注意边脚处的夯实质量。裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理2）土料回填（3）回填土料应根据坝体土料和裂缝性质选用，并作物理力学性质试验。对沉陷裂缝应选用塑性较大的土料，控制含水量大于最优含水量1％～2％；对于滑坡、干缩和冰冻裂缝的回填土料的含水量，应等于或低于最优含水量1％～2％。回填土料的干容重，应稍大于原坝体的干容重。对坝体挖出的土料，亦须经试验鉴定合格后才能使用。对于较小裂缝，可用和原坝体相同的土料回填。（4）回填的土料应分层夯实，层厚以10～15cm为宜，压实厚度为填土厚度的2/3，夯实工具按工作面大小选用，可采用人工夯实或机械碾压。裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理3）灌浆法（1）充填作用。合适的浆液对坝体中的裂缝、孔隙或洞穴均有良好的充填能力。浆液不仅能严密充填较宽的和形状简单的裂缝，也能充填缝宽lmm左右、形状复杂的细小裂缝。试验和坝体灌浆后的开挖检查结果证明，不论裂缝大小，浆液与缝壁土粒均能紧密结合。凝固以后的浆液，无论浆液本身还是浆液与缝壁的结合面，均没有新裂缝产生。（2）压密作用。浆液在灌浆压力作用下，一方面可以挤开坝内土体，形成浆路，灌入浆液，同时在较高的灌浆压力作用下，可使裂缝两侧的坝内土体和不相连通的缝隙也因土壤的挤压作用而被压密或闭合。这种影响的范围，视灌浆压力的大小和土体性质而定，一般可达30～100cm。裂缝的处理任务八土石坝裂缝处理小结