小型水库坝体裂缝施工的处治措施分析

摘　要：文章对该小型水库坝体裂缝施工、及处理措施进行了简要的论述，并提出了相应的处治方案，给类似水库的坝体裂缝施工提供参考作用。

关键词：小型水库；坝体裂缝施工；处治措施
一、 工程实况
　　该水库是一座以灌溉为主兼顾防汛的小（1）型Ⅳ等水库工程。总库容414 万m3，死库容85万m3，兴利库容50 万m3，滞洪库容279万m3，有效灌溉面积346.67hm2，防洪范围涉及4 个村及14个乡机关单位共8 500 多人。目前水库已淤积68 万m3，淤积高程高达1 911.50m。现状枢纽工程由大坝、输水涵管两部分组成。土坝最大坝高32m、坝顶长260m，坝顶高程1 930m。输水涵管管径1.30m，总长80m，最大泄水量2.89lm3/s。安全检测认定该水库安全类别为三类坝、病险库，主要存在以下问题：①水库大坝坝坡纵横裂缝较多，下游坡滑坡痕迹明显，坝坡明显不稳定。②下游坝坡抗滑不稳定，抗震烈度不满足规范要求。③输水设施破损严重。④分水控制设备失灵，库水输送分供控制困难。
1.1 水文气象及工程地质情况
　　流域属黄土丘陵沟壑区第三副区，沟壑密集，植被覆盖率较高，沟水泥沙含量低，库区地理位置和自然条件良好。流域地处大陆腹地，属大陆性季风气候带，多年平均气温7.10 ℃，绝对最高气温33.90 ℃，多年平均降水量570mm，多年平均水面蒸发量1 400mm，无霜期140d，最大冻土深度60cm。库区降水量多集中于7、8、9 三个月，且多以暴雨形式出现，降水分配严重不均，春旱连伏旱灾害经常发生，对农业生产影响较大。据勘察，现状坝址原始河谷呈U 字型，两岸阶地较发育，坝坡脚处上覆2～3m 黄土，以下河谷底部为第三系砂砾石层，厚约6～8m，再下为第三系红土层，构造简单，区域地质稳定。
二、水库土坝裂缝的分类及处理方案
2.1 裂缝分类
　　水库大坝坝体共有12 条裂缝。位于左右坝肩与岸坡结合处的F11、F12 2 条横向裂缝属不均匀沉陷裂缝，缝宽7～8cm，深度3～5m，设计采用人工开挖换填的方法处理；位于坝顶及上下游坝坡的F1、F2、F3、F4 及F10 5 条裂缝属湿陷性裂缝，缝宽4～18cm，深度6～12m，缝长80～140m，设计采用人工填槽与灌浆相结合的办法处理。位于下游坝坡滑坡体上的F5～F9 5条裂缝采用挖除重压的办法处理。
2.2 坝体裂缝处理方法
　　据实地勘察，位于上下游坝坡上的10 条纵向裂缝，宽2～4cm，深6～12m，缝长20～140m。位于左右坝肩结合处的2 条横向裂缝宽4～6cm，深3～4m。由于裂缝原因及深度不同，因此采用不同方法处理。
　　1） 坝坡表土清除
　　先采用人工清除裂缝范围内的表土，弃土通过马道由小型运输车转运至坝顶后集中运走。开挖施工前，根据施工图纸测量放线，确定开挖的边线，深度等参数，绘断面图。在开挖范围内先进行植被清理和表土的清挖工作，表土和弃渣分别运至监理人指定地点堆放，表土可作为坡面现浇砼防护网格内种植草皮护坡的沃土。开挖作业均按自上而下顺序进行，不得乱挖超挖，防止因施工顺序不当而引起边坡失稳崩塌。随着开挖高程下降，应及时对坡面进行测量检查，以防偏离设计开挖线。
　　2） 裂缝处理方法
　　横向沉陷裂缝的处理：对于右坝肩F11 和左坝肩F12 2 条横缝，采用人工开挖换填的方法处理，即先以梯形加盖式或梯形楔入式对裂缝全部开挖，将槽壁周围洒水湿润，再填上二八灰土，用2.80kW蛙式打夯机夯实，夯填层每层厚度0.20m，土石干容重应在1.60t/m3 以上，换填过程中对开挖成的阶梯形断面的结合槽在回填时应逐级削去台阶，使其仍保持梯形断面。纵向沉陷裂缝的处理：对于上游坡F1、F2 及坝顶F3 和下游坡面F4 等4 条裂缝，采用挖槽换土机械灌浆办法处理。即先采用钻机钻孔，用泥浆泵自上而下灌注泥浆，然后对上部1.50m的表土采用人工挖槽，二比八灰土夯填封口；下游坡面F10 裂缝，先对2.86m以下采用机械钻孔，黏土泥浆中压灌浆后,用机械挖除表层2.86m后与加固坝体时用黄土压筑。纵向滑动裂缝的处理：对于滑坡引起的下游坡面F5～F9 等5 条裂缝采用挖除重压的办法处理。即在坝坡清理后，先用挖掘机将其挖除堆放于坝坡一旁，待坝体培厚加宽时一同碾压。
　　3）开挖与回填
　　先以人工采用梯形加盖式或梯形楔入式将裂缝开挖至缝底以下0.50m 处，开挖槽底宽1m，槽壁边坡从下到上分别采用1:0.20、1:0.50、1:1，再人工将结合槽修成梯形断面并洒水湿润后，用二八灰土按每层0.20m铺筑，蛙式打夯机夯实，使其干容重达到1.55t/m2 以上。
　　4） 注意事项
　　　二八灰土的土料来源应得到监理人的批准，土中不得含有机杂质，使用前过筛，其粒径不得大于15mm；熟石灰也应过筛，粒径不得大于5mm，不得含有生石灰块，水份适量。二八灰土夯填前，基槽须经监理验收合格。灰土拌和要均匀，拌好后应及时铺好夯实，不得隔日夯打，铺设厚度控制在25mm内。夯实后3d 不得受水浸泡，同时应采取措施防止日晒。
2.3 坝体裂缝黏土灌浆
　　钻孔:根据施工图纸及实际地质条件布控钻孔位置；依据地质条件本工程钻机宜采用直径150mm的回转式钻机。孔距5m，孔深钻至缝底下0.50m处。灌浆:浆液采用黄黏土泥浆，泥浆用黄黏土拌和成水土比为2:1～3:1 即可，采用泥浆泵灌注，灌注压力根据试验在0.30～2.50kd/cm间选用，灌浆控制标准以各个断次吸浆量ω≤0.05L/（min·m）为准，总体上以整体渗透稳定为准。钻孔与灌浆次序。钻孔灌浆的次序在裂缝中先从较低的F1、F10 开始，到坝顶F4 结束，每条裂缝从两头间隔循序向中间灌注，每个灌注孔从上向下灌注。灌浆检查。每条裂缝按序灌注完毕后，每隔2 孔在孔中间打一检查孔进行灌浆检查，若吸浆量小于0.50L（/ min·m），则视为完成灌浆，否则，需加密检查孔继续灌浆，直至达至标准。
三、 结束语
　　本工程2008 年10 月竣工，现已运行3年有余，经现场实际观察与记录，未发现因裂缝处理不当而引起渗漏水导致坝体下游坝坡坡脚处含水量增大，重复出现裂缝甚至滑坡的现象，由此可见，上述裂缝的处理方法是行之有效的，可作为土坝裂缝处理的良好施工方法。
参考文献：
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