土坝施工及运行中裂缝的防治

摘要：土坝裂缝这一问题，无论在施工中还是日常管理运行中都是经常出现的，作者通过多年的管理实践，并查阅众多有关文献的基础上，对土坝裂缝的成因、预防与控制进行了概述。

关键词：土坝裂缝、产生原因、预防控制

水库土坝在施工及运行中很容易产生裂缝，在渗流等因素的作用下，裂缝将进一步发展，威胁大坝的安全。这就要求在日常管理中做好定期检查，及时发现隐患，及时处理。

1 裂缝检查

对霸体及周边进行全面检查，找出所有裂缝。土坝裂缝易在坝顶、坝坡、坝肩与岸坡接触带、放水设施及溢洪道与坝体接触带等部位发生，当水库缺水或干枯时，上游坝脚附近也会出现裂缝。

2 裂缝的分类及成因

在不利的地形和坝基土质条件下，大坝可能产生局部过大的变形和应力，当变形和应力超过坝体材料的承受能力时就将产生裂缝。土坝裂缝类型按其走向可分为纵向裂缝、横向裂缝和不规则的龟纹裂缝，按裂缝深度可分为浅表层裂缝和深层裂缝，按裂缝宽度大小可分为显著裂缝和细小裂缝。对大坝威胁最大的是较大的纵向裂缝和横向裂缝

2.1纵向裂缝。走向大体上与坝轴线平行，多数发生在坝顶和坝坡中部。施工中的心墙坝和多种土质坝，由于心墙料的固结化比较缓慢，坝壳土料的沉降速度较心墙快，坝壳和心墙之间发生应力传递，在坝顶部出现拉应力区导致裂缝。这种裂缝多发生在接近竣工期，竣工初期或初次蓄水等坝壳沉降变形较大的时候，裂缝形成后，应力释放，达到新的平衡，使其不再继续发展。土质斜墙坝的坝壳土料，如压实不足，沉降变形大，上部和下部沉降不均，都可使斜墙断裂，形成纵向裂缝。在高压缩性地基上也易形成坝坡面和坝内部的纵向裂缝。

2.2横向裂缝。走向与坝轴线垂直，多发生在两岸坝肩附近。当岸坡比较陡峻或地形突然发生变化时，都易发生该种裂缝。横向裂缝常贯穿坝的防渗体，并在渗流作用下继续发展，因而危害极大。

3常用的裂缝处理方法

3.1封堵法。此法适用于缝深和缝宽均不大的不规则的龟纹裂缝。方法是：先用干而细的沙壤土由缝口灌入，用扦插捣塞密实；再沿缝口翻挖，将土洒水湿润后压实。当缝口较小，不易灌入沙壤土时，也可直接沿缝口翻挖，将土洒水湿润后压实。

一般情况下，坝顶和坝坡部位的细小裂缝（3mm以下）和表层裂缝（300mm以下）可不作处理，但要注意观察其发展情况。

3.2回填法。此法是裂缝处理比较彻底的一种方法, 适用于深度不大的浅层纵横向裂缝。方法是：先沿裂缝开挖梯形槽，深至裂缝底部以下0.3～0.5m，槽两端应超过裂缝0.5～1m,槽底宽度视方便施工而定，边坡坡度应满足稳定及新旧填土能紧密结合的要求；然后沿槽周喷水湿润；再将土料洒水湿润后回填，含水量要控制在适宜范围内，回填要分层夯实，每层厚度约20cm，回填顶部高度宜高于原高度3cm左右并做成拱弧形，以防雨水入浸；最后在表面铺填保水层或保水材料。

3.3灌浆法。灌浆法分为自流灌浆法和压力灌浆法。

自流灌浆法适用于缝宽较大、深度较小的裂缝。方法是：在缝顶开挖宽、深各0.2m左右的沟槽，先用清水灌下，再灌水土重量比为1:0.15的稀泥浆，然后再灌水土重量比为1:0.25的稠泥浆，泥浆土料可采用壤土或沙壤土，灌满后封堵沟槽。

压力灌浆法适用于深度较深或开挖困难的纵横向裂缝以及坝肩与岸坡接触带、放水设施及溢洪道与坝体接触带等部位发生的裂缝。方法是：先逐段封堵缝口，然后将灌浆管直接插入缝内灌浆；或封堵全部缝口，由缝侧打眼灌浆，反复灌实。灌浆压力的大小直接影响到灌浆质量和坝体安全，具体取值由灌浆试验确定。最后做好保水处理。

4施工中裂缝控制措施

4.1采用适当的施工措施和管理运行方式

4.2在施工间歇期要妥善保护作业面，防止干缩、冻融裂缝的发生，一旦发现裂缝，应及时处理。

4.3注意坝基及岸坡结合部位处理

岸坡结合处应尽量挖除凸起部分，形成顺坡，并尽量减小岸坡坡度；对坝基中易液化砂层、软弱粘性土和湿陷性黄土地基应尽可能将其挖除。

4.4优化坝体结构或平面布置

将坝轴线布置成略凸向上游的拱形；根据需要适当放缓坝坡；采用具有适当厚度的斜心墙，在与两岸或混凝土建筑物连接处将心墙行当加厚。在渗流出口处敷设足够厚度的反滤层。

4.5在运行期，特别是初次蓄水时，水位的升降速度不宜过快，以免坝体各部分的变形来不及调整，互不协调，产生高应力，避免出现水力劈裂。尽量避免库水位骤降。

无论在施工中还是日常运行管理中大坝出现裂缝以是常见现象，很多文献也都介绍了大坝裂缝的处理方法，但最主要的是施工中的预防和及时检查，出现问题要分析透彻其产生的原因，才能找出最优处理方案。