水库坝体裂缝施工处理措施

【前言】水库坝体裂缝施工处理措施由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。二、土坝裂缝发育现状与成因 2.1坝体裂缝发育现状 经检查探明,坝体共出现裂缝9条,全长671m,缝宽6~40mm。其中横向裂缝6条,全长481m,缝宽20~40mm;纵向裂缝3条,全长190m,缝宽6~20mm。横向裂缝中最长达140m,位于左坝肩,宽20~40mm,迎水坡斜长73m,至蓄水面,背水坡斜长61m,末...

摘要:文章主要针对该水库土坝裂缝施工的现状及成因、处理措施进行一些简要的探讨。以供类似工程参考借鉴。

关键词: 水库土坝、裂缝施工、处理措施

中图分类号：TV543+.6 文献标识码：A 文章编号：

引言

水库于1980年建成,坝体属均质黄土坝,坝高34m,坝底宽186m,顶宽6m,坝顶长227m,总库容735万m3,属小(1)型水库。土坝迎水坡坡比为1：3、1：3.5,背水坡坡比为1：2、1：2.5。水库左岸设有泄洪排沙底洞1座(兼顾输水),洞径2.2m,长151.5m,最大泄量为54m3/s;泄洪排沙底洞进水口闸门竖井设在距坝轴线上游14.5m处,竖井高32m,竖井工作平台由工作桥与坝体连接,设有3.0mΧ2.4m平板钢闸门1扇,用30t启闭机启吊。该水库运行20多年来,为下游灌区调蓄水量,促进当地农业生产和推动区域经济发展发挥了十分重要的作用。但由于土坝裂缝发育严重,存在着不同程度的安全隐患,危及下游乡镇数万人安全,所以对水库进行加固处理是非常必要的。

二、土坝裂缝发育现状与成因

2.1坝体裂缝发育现状

经检查探明,坝体共出现裂缝9条,全长671m,缝宽6~40mm。其中横向裂缝6条,全长481m,缝宽20~40mm;纵向裂缝3条,全长190m,缝宽6~20mm。横向裂缝中最长达140m,位于左坝肩,宽20~40mm,迎水坡斜长73m,至蓄水面,背水坡斜长61m,末端距坝顶高度约22m;第2条横缝位于右坝肩,长110m,宽10~20mm;第3条横缝长70m,与左坝肩裂缝相距10m,宽20~40mm。以上3条横向裂缝均贯穿坝体。其余3条横向裂缝位于背水坡,其中一条与左坝肩第2条裂缝靠近,从坝顶向下第1条马道开始向下延伸,斜长36m,宽30mm,末端距坝顶高约23m;另外两条位于左、右坝肩裂缝的中间部位,相距17m,基本平行,均从坝顶向下9m处开始,以下斜长分别为60m、65m,宽15mm,末端均距坝顶高度约26m。纵向裂缝中最长130m,宽10~20mm,位于背水坝坡顶以下斜长30m、垂直高度11m处,与6条横缝相交。其余两条纵缝长30m左右,其中一条位于背水坡坝顶以下斜长15m处,与左坝肩横缝相交,宽10~20mm;另外一条位于迎水坡坝顶以下斜长27m处,与右坝肩横缝相交,宽6mm。

2.2裂缝成因分析

根据《水库大坝安全鉴定分析评价报告》,大坝发生裂缝的原因主要是初建坝体干容重略小于现行规范的合格标准,设计干容重要求达到1.55g/cm3,而实际干容重最大为1.69g/cm3,最小为1.37g/cm3,干容重统计指标变异系数偏大,坝体整体碾压均匀性较差,机械碾压和人工夯填穿插,填筑土料含水量变化大,在坝高13~18m时填土含水量小,干容重较原设计值低,因此,坝体不均匀沉降是出现裂缝的主要原因。另外由于水库一直在低水位下运行,坝体受气温、降水等因素的影响,加之坝体上部一直处于干燥状态,形成干缩或应力变化也是造成土坝出现裂缝的一个原由。

三、坝体裂缝处理灌浆施工

通过对坝体裂缝的成因分析,坝体产生裂缝主要原因是坝体不均匀沉降形成的。为此这次灌浆的目的是:充填堵塞坝体裂缝,形成阻水帷幕,防止发生集中渗透破坏,并且坝体左右坝肩裂缝区得到加固。

3.1表层裂缝处理

采用重力封闭式灌浆与开挖回填相结合的办法处理,对于横向裂缝由下部往上部分段灌浆,沿裂缝斜坡面每20m开挖三角平台,在裂缝处埋设输浆钢管,与输浆管道接通,进行封闭式重力灌浆,对于纵向裂缝沿裂缝走向采用同样办法进行灌浆。重力式灌浆完成后,沿裂缝方向开挖沟槽,槽深1m,底宽1m,口宽3m,采用人工夯填黏土封堵处理。

3.2灌浆孔布设

裂缝主要发生在两坝肩,尤其左坝肩最为严重,其次为坝体中间,这次灌浆孔布设的基本原则是强化坝两肩,加固坝中间。为方便操作,灌浆孔设在坝顶,布孔范围为CH0+044~0+197,长153m,设2排孔,第1排孔在坝顶靠迎水坡方向,距坝轴线1.5m,第2排孔在坝顶靠背水坡方向,距坝轴线1m;形成排距2.5m。两排孔左右两坝肩均按3序孔钻孔,布孔范围为右坝肩CH0+044~0+088,长44m,左坝肩CH0+148~0+197,长49m,孔距分别为8m、4m、2m,两排间交错布孔。坝中间CH0+088~0+148之间两排孔均按2序钻孔,长度60m,孔距为8m、4m,两排间交错布孔。两排孔共实施生产灌浆孔124孔。孔深达到原沟床基础,总进尺为3000m。为了对全坝段坝体内部裂缝情况加以了解和检查灌浆效果,这次灌浆在坝顶两排生产孔之间布设生产孔总进尺10%的检查孔,进尺为300m。

3.3浆液配置与输送

灌浆材料采用黏性黄土和水泥,水泥掺量为干料重的9%,土料的含砂量不宜大于5%,有机物含量不宜大于3%,土料按级配过筛。浆液配置要先稀后稠,逐渐提高浆液浓度。料场设在左岸平台处,建制浆池和储浆池。拌浆机拌好泥浆后,导入储浆池。池内配备空压机吹风管,并用搅动机搅动以防止沉淀。灌浆时输浆管供给到出浆桶,出浆桶的位置根据施工情况确定。

3.4钻灌程序与方法

造孔用U150-Z型钻机,孔径110mm,钻灌顺序是先二排后一排,先Ⅰ序后Ⅱ，序, Ⅰ、Ⅱ序孔由坝肩部向中部推进,Ⅲ序孔由中部向坝肩推进。

3.5灌浆压力及浆液变化

两排序灌浆孔采用清水钻进造孔,发现漏水,立即停止钻进,自上而下进行自流灌浆,浆液先稀后稠。当灌浆量小于20~60L/m时,可提高1~2级浆液浓度,遇见特殊情况可提高1~3级浆液浓度。达到设计孔深后进行压力灌浆,压力灌浆前必须用清水洗孔。压力灌浆的孔口压力为:孔深大于30m者,为2.0kg/cm2;孔深小于30m者,为1kg/cm2。吃浆量达到0.5~0.2L/min时,稳压30min,即加压结束。灌浆压力应由小到大,徐徐加压,以免坝体劈裂。

3.6终孔标准与封孔

灌浆压力达到设计孔口压力后,吃浆量小于0.5~0.2L/min,并保持30min不变时,既达到终孔标准。随即用1：1.5稠泥浆在终孔标准的基础上再需延长20min进行机械封孔,封孔后泥浆析水固结,孔口上部所留孔隙投放事先预制好的黏土球(直径为孔径的1/3),分层夯实,直至与坝顶齐平。

3.7串浆、冒浆及灌浆中裂缝处理

第一、二次灌浆过程中均发生过串浆、冒浆现象,采用加大泥浆稠度、间歇灌浆,使裂缝自行封堵,或开挖回填封堵,封堵后停灌一段时间,待浆液初步析水固结后,再进行复灌直至达到设计要求为止。坝体施加灌浆压力,可能会使坝体内压力较小部分发生“劈裂”,产生裂缝,此时应立即停灌,将裂缝开挖回填封堵,再行施灌。如裂缝确系压力过大引起的,可适当降低灌浆压力。灌浆工作在正常情况下,必须连续进行,若因故中断,应急早恢复灌浆,若停灌时间过长,应立即冲洗钻孔,若冲洗无效,则应进行扫孔后恢复灌浆。

结语：

该水库土坝裂缝灌浆处理于2010年9月1日开始,2010年10月底结束,历时60d,共完成生产孔灌浆总进尺3000m,质量检查孔300m。通过质量检查孔钻灌检查,灌浆效果达到了设计要求。2010年冬季水库蓄水,2011年5月库内清水位达到15m,经观测运行正常,坝体背水坡无异常现象,土坝侵润线明显降低,渗流量较历年有所减少。特别是2011年汛期,8月上旬库区发生特大暴雨,库水位达到19m,出现历史最高库水位,水库大坝安然无恙。因此,通过灌浆,不仅充填堵塞坝体裂缝,使坝体左右坝肩裂缝区得到加固,而且挤密坝体孔隙,沿坝轴线形成阻水帷幕,加固了坝体。