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水利工程中土坝的处理措施

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水利工程中土坝的处理措施

一、土坝裂缝的检查与判断

1.1裂缝的检查

(1)横向裂缝检查。容易发生横向裂缝的部位:大坝与两岸接头;河床台地垂直上方;坝基有压缩性过大的软土上方;土坝内与刚性建筑物结合段上方;土坝施工接头处;施工导流合龙段等部位。

(2)内部裂缝检查。可能发生内部裂缝的情况或部位:窄心墙“拱效应”造成的水平裂缝;狭窄河谷“拱效应”造成内部裂缝或空穴;土坝与混凝土或浆砌石体等压缩性小的材料相邻处等部位。

1.2裂缝的判断要按各种裂缝的特征进行判断,通过系统的检查观测和分析正确判断裂缝的性质。内部裂缝一般要结合坝基坝体情况从以下几个方面进行判断,如有其中之一者,就能出现内部裂缝。

(1)在库水位升到某一高程时,在没有外部影响的条件下,渗漏量突然有规律增加。

(2)沉陷、位移量较大的坝段。

(3)填土碾压较差,沉陷量比设升值小,无其他客观因素影响。

(4)个别测压管水位比同断面的其他测压管水位低得多,浸润线呈现反常;或注水试验时,渗透系数超过坝体其他部位;或在库水位升到某一高程时,测压管水位突然升高。

(5)钻探时孔口无回水,或钻杆突然掉落。

(6)沉陷率悬殊的相邻坝段。对容易出现裂缝的部位,要通过变形观测和渗流观测所得结果进行判别,先确定裂缝位置,再对裂缝进行观测,按观测结果确定处理方案。

二、土坝裂缝的处理

2.1开挖回填应注意的几个问题

(1)开挖长度要超出裂缝两端lm以外,深度要超过裂缝尽头0.5m,坑槽底宽要大于0.5m,先挖成台阶状,回填时削成梯形。

(2)开挖前向裂缝中灌入白灰水,以掌握开挖的边界和深度,较深的缝要注意开挖边坡的稳定、安全和出土便利。挖出的士料不可大量堆积在坑边,不同土质要分区堆放。

(3)开挖边坡应满足稳定及新旧填土结合的要求,开挖后要保护坑口和结合面,避免日晒、风干、雨淋或冰冻,以防干裂、进水或冻裂。

(4)回填的士料要按坝体上料和裂缝性质选用,对沉陷裂缝要选用塑性较大的土料,控制含水量大于最优含水量1%-2%,对滑坡、干缩和冰冻裂缝的回填土料,要控制含水量等于或低于最优含水量1%-2%。

(5)回填前要检查坑槽周围上体的含水量,如偏干要把表面润湿如上体过湿或冰冻,要清除后进行回填。

(6)回填土要分层夯实,填土层厚度为10cm-15cm,压实厚度为填土厚度的2/3。回填土料的干重度,要比原坝体土料的干重度稍大些。

(7)回填时,要把开挖坑槽的阶梯逐层削成斜坡,并进行刨毛、洒王晓棠勃利县水务局黑龙江勃利154500水,要尤其注意坑槽边角处的夯实质量。

2.2灌浆法

(1)灌浆的浆液。浆液要有良好的流动性、析水性和收缩性。流动性好能保证浆液的扩散效果;析水性好可满足灌浆后迅速析水固结;收缩性好能使浆液与坝体结合处快速收缩而密实。灌浆的浆液通常有纯泥浆和水泥黏土浆。前者多用于浸润线以上坝体裂缝的填充;后者常用于浸润线以下裂缝的灌浆和与刚性建筑物接触的裂缝灌浆。泥浆土料通常选用粉质黏土或重粉质壤土,土料的物理性能应可靠,控制指标大致为:黏粒含量30%-50%;粉粒含量40%-60%;砂粒含量小于10%,塑性指标10%-20%;土的有机质含量小于2%;可溶性盐含量小于8%。为保证施工方便和提高灌浆效果,有时要加入附加剂来调整泥浆的性能。可以掺入化学药剂(如水玻璃等)、杀虫剂,主要用以改善泥浆的黏度,增加浆液的流动性,增强灌浆后的初期强度,加快初凝时间,驱赶和毒杀危害坝体安全的小动物(如白蚁獾等)。泥浆的浓度一般决定于泥浆的配合比,一般的配置方法主要有干法制浆和湿法制浆。干法制浆是把土晒干粉碎,用单位体积泥浆所需的干土重和水重用量来计算。湿法制浆是把湿土直接放入搅拌机拌制,此方法在目前堤坝灌浆中采用广泛。灌入的浆液要掌握“先稀后浓”的原则,稀浆充填细缝及缝尖,浆液逐渐加浓,达到原设计浓度。在灌注流速较大的裂缝时,为及时堵塞通道,应掺入适量的砂、矿渣末、玻璃纤维等材料。

(2)灌浆压力。灌浆压力的大小,直接影响灌浆质量,需在保证坝体安全的条件下选用灌浆压力,如采用较大压力,应加大泥浆扩散半径,减少灌浆孔数,并且在较大压力下,浆液析水较快,获得较大的泥浆密度。而压力过大,对坝体稳定就可能导致不利影响。采用的最大压力要小于灌浆部位以上的士体重量。灌浆压力要从小到大,逐步增加,不可突然增大。在孔口附近,灌浆压力不可过大,并要随钻孔深度而逐渐加大压力。对土体密实度较差的坝,灌浆压力应严格控制。在裂缝不深及坝体单薄的条件下,要使用重力灌浆。

三、应注意的几个问题

①对长而深的非滑动性纵向裂缝,灌浆时要尤其慎重,应采用重力或低压灌浆,防止影响坝坡稳定。

②对尚未作出判断的纵向裂缝,不可采用压力灌浆处理。

③灌浆后,浆液中的水分向裂缝两侧上体渗入,上体含水量增高,建筑物本身的强度降低,所以,采用灌浆处理时,必须密切注意坝坡稳定,如果发现突然变化,要马上停止灌浆。

④要避免浆液堵塞滤层,还要防止浆液进入测压管等观测设备中影响观测工作。

⑤在灌浆过程中,要加强土坝沉陷、位移和测压管的观测工作。

作者:王晓棠单位:勃利县水务局