谈土坝裂缝和渗漏产生的成因及处理方法:混凝土裂缝成因分析

　　摘要：土坝是土料堆积而成，具有一定的透水性的堤坝。因此水库蓄水以后总会有较小的裂缝或渗漏，这是不可避免的。但是，如果裂缝过宽或者渗漏量过大，坝坡出现台水散浸就会直接危及大坝安全。因此，对土坝裂缝、渗漏必须引起注意，及时采取措施进行处理。
　　关键词：土坝裂缝；土坝渗漏
　　
　　1土坝裂缝
　　
　　土坝裂缝就其成因可分为干缩裂缝、冻融裂缝、沉陷裂缝和滑坡裂缝；按其走向分为纵向裂缝、横向裂缝和龟裂。根据其不同的成因和情况采用不同的方法进行处理，常用的处理方法有：
　　1.1开挖回填法开挖回填法是裂缝处理比较彻底的一种方法，适用于深度不大的表层裂缝及防渗部位的裂缝。
　　干缩裂缝的处理。对均质土坝坝面产生的干缩裂缝较深(缝宽大于5mm，深度大于0.50m)，雨水沿缝渗入，将会增大土体含水量，降低裂缝区域的土体抗剪强度，促使裂缝发展，宜用开挖回填方法处理。处理前应先沿缝灌入少量石灰水，显示出裂缝，再沿石灰痕迹挖槽，并把槽周洒湿，然后用相同土料回填，分层夯实，在表面再填筑砂性保护层，对粘土斜墙的干缩裂缝，应将裂缝表层土全部清除，按原设计的土料干容重分层填筑压实。
　　横向裂缝的处理。横向裂缝因产生顺缝漏水，可能导致坝体穿孔，故对大小横缝均要开挖回填，彻底处理。开挖时顺缝开槽。如裂缝较深，沟槽可开挖为阶梯形。 对于贯穿性横缝，开槽时还应开挖与裂缝成十字形相交的结合槽，使沟槽呈梯形断面后再行回填。
　　纵向裂缝处理。由于不均匀沉陷产生的纵向裂缝，如宽度和深度较小，对坝身安全无较大威胁，可只封闭缝口，防止雨水渗入；或先封闭缝口，待沉陷趋于稳定后再进行处理。如纵向裂缝宽度和深度较大，则应开挖回填处理。
　　1.2灌浆法当土坝裂缝很深或很多，开挖困难或会危及坝坡稳定时，则以采用灌浆法处理为宜。对坝体内部裂缝，应采用灌浆法处理。要注意以下几个问题：
　　灌浆孔布置。应根据调查、探测所掌握的土坝裂缝分布、位置、深度及施工时坝体填筑的质量和蓄水后坝体渗漏等资料拟定。
　　灌浆压力。灌浆压力的大小直接影响到灌浆质量，要在保证坝体安全的前提下，选用灌浆压力。
　　浆液配制。配制的浆液要满足流通性好、析水性好以及收缩性小的要求。
　　施工程序。首先按拟定的孔位钻孔。然后用直径等于或略大于孔径的钢管插入孔中，将输浆管与钢管相连，利用手摇灌浆机、泥浆泵等机械。在没有灌浆机械时，也可用重力灌浆法。
　　冒浆处理。在灌浆过程中，发生坝面冒浆或开裂时，可采取降低压力，缓慢灌注；改用浓度较大的泥浆；泥浆中渗入砂料、矿渣，加入速凝材料；采用间歇性灌浆法；用粘土填压堵塞冒浆孔或沿缝开挖回填粘土。
　　
　　2土坝渗漏
　　
　　土坝渗漏按其部位分为坝身渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏三种。其处理方法是：
　　2.1坝身渗漏处理
　　斜墙法。对因施工质量不好，产生管涌、管涌塌坑、斜墙被击穿、浸润线及逸出点被抬高，引起坝身普遍漏水等情况，可用斜墙法处理。如因条件限制，库水位不能放空，无法补做斜墙时，可采用水中抛土方法。
　　灌浆法。对均质土坝、心墙坝需要进行防渗处理的深度较大，采用粘土斜墙或水中抛土法处理也较困难时，可用灌浆法处理。在预定部位钻孔灌浆以形成帷幕或堵塞孔隙达到防渗目的。
　　防渗墙法。防渗墙法是处理坝身渗漏较为彻底的方法。即在坝身上打一些直径0.50～1m圆孔，再将若干圆孔连成一段槽孔，再在槽孔内灌注混凝土，最后将各段槽孔连接成插入坝身密实土体部位的混凝土防渗墙。
　　导渗沟法。对坝身渗漏，背水面发生散浸，但不致于引起坝坡失稳时，采用导渗沟处理是一种较为有效且施工简便的方法。
　　导渗培厚法。对坝身渗漏比较严重，散浸面积大，浸润线逸出点明显高于排水设施，且坝身明显单薄的，可用导渗培厚法处理。在下游坡加筑透水后饯，或在原坝坡上填筑一层排水砂层，培厚坝身断面，增厚后的新老排水设施要相互连接，才能起到导渗效果。
　　导渗砂槽法。对坝身渗漏、散浸严重，但坝坡较缓，采用导渗沟法也不能解决，可采用导渗砂槽法处理。其做法是在渗漏严重的坝坡部位，用钻机钻成一些并列的排孔，开成一条条导渗砂槽。
　　毒杀生物，堵塞洞穴。土坝如因白蚁、鼠獾等动物钻洞穴居而造成漏水时，必须将为害的动物杀除，并将洞穴堵塞。
　　2.2坝基渗漏处理
　　粘土截水槽。对不透水层较浅，土坝质量较好时适用。主要是因为坝基或原防渗墙未能与不透水层相连接而产生的坝基渗漏，宜采用粘土截水槽处理。截水槽应布置在土坝上游的适当位置，并要与坝身或斜墙可靠地连接起来。截水槽底部要与基岩或不透水层结合好。如发现基岩有裂缝或岩熔发育，应先对基岩做帷幕灌浆处理。
　　混凝土防渗墙。对地基透水层较深，如用修建粘土截水槽处理坝基渗漏需开挖断面过大而不经济时，可采用混凝土防渗墙法。此法是利用冲击钻造孔，然后向孔内灌注混凝土，使之形成一道封闭防渗墙以阻止坝基渗漏。如果土坝水头较低，也可不用混凝土而改用泥结卵砾石作防渗墙。
　　砂浆板桩。对于因系粉沙、淤泥等软基层产生的坝基渗漏，且软弱层较浅(一般不超过10m)，可采用砂浆板桩法处理。该法是把20～40号工字钢打入坝基内，水泥砂浆经灌浆管注入地基，充填工字钢拔出后的孔隙，整个坝便形成一道砂浆板桩防渗墙。
　　灌浆帷幕。对于由坝基透水层过深，修建防渗墙处理坝基渗漏困难，或坝基透水层中有较大的漂砾、孤石，或仅需要对坝基局部进行渗漏处理时，可采用灌浆帷幕方法。该方法在一定压力下，把按要求配制好的浆液灌注于坝基透水层，使之充填土体孔隙，交胶结成防渗帷幕。
　　粘土铺盖。对土坝质量较好，地基不透水层深的坝基渗漏，开挖截水槽比较困难时，可采用粘土铺盖法处理。粘土铺盖法是利用粘土在坝上游地面分层填筑碾压，形成一种覆盖层。它具有覆盖渗漏部位，加长渗径，减小坝基渗流比降，保证坝基渗透稳定的作用。在水库运行期间不能允许水库放空修筑铺盖时，也可采用水中抛土法形成铺盖。
　　坝后导渗。对因坝基渗漏，造成坝后长期积水，形成淤泥或沼泽地，以致影响坝坡稳定时，可采用坝后导渗法处理。坝后导渗是利用水平砂池、排水沟等将坝基渗水汇集至下游。
　　压渗台。适用于坝基渗漏严重，坝后发生翻水冒沙、管涌或流土现象的处理，有石料压渗台和土料压渗台两种形式，它是根据反滤原则利用自身重量以平衡渗透压力，增加地基的渗透稳定性，防止地基渗透破坏所常用的方法之一。
　　减压井。减压井是利用钻机在土坝下游地基上每隔一定距离钻孔穿过弱透水层、强渗水层，把地基深层的承压水导出地面，以降低浸润线和防止坝基土渗透变形，是处理坝基渗透破坏的较好方法之一。这种措施只有在承压水头不高的情况下，才可能起到预期的减压作用。
　　2.3绕坝渗漏处理绕坝渗漏是沿着坝岸结合面或沿着坝端山坡土体的内部向下游渗水，甚至集中渗流，它能引起坝端部分的坝体内浸润线抬高，岸坡出现阴湿、软化甚至产生滑坡。常用以下方法处理：
　　截水墙。对岸坡有强透水层产生的绕坝渗漏，可在岸坡开挖深槽穿过强透水层，再在槽中回填粘土，形成一道截水墙防止渗漏。
　　防渗斜墙。对因岸坡岩石破碎造成的大面积渗漏，可采用沿岸坡做粘土斜墙处理。斜墙下端应作截水槽嵌入不透水层中，或以粘土铺盖向上游延伸。斜墙顶部以上应沿山腰开截水沟，将雨水引向别处排泄 。如岸坡是由砂砾料堆积而成，粘土斜墙下面还应铺反滤层。
　　粘土铺盖。对坝肩岩石节理裂隙细小，风化较轻的绕坝渗漏，如山坡较缓，可贴山坡作粘土铺盖，其防渗效果亦较好。
　　衬砌。对坝肩岩石节理裂隙细小，风化较轻，但山坡较陡，不宜作粘土铺盖，可采用衬砌方法处理。在水位变化较少部位，用砂浆抹面；水位变化较频繁和裂缝较大部位，用混凝土、钢筋混凝土或浆砌块石结合护坡，做衬砌防渗。
　　灌浆帷幕。对因坝端岩石裂隙发育，产生严重绕渗时，可用灌浆帷幕处理。使坝肩与坝基的帷幕连接为一整体，形成一个完整的防渗帷幕。
　　堵塞回填。对因岸坡岩石裂缝产生的绕坝渗漏，可采用堵塞回填法处理。先将岸坡清理干净，再用砂浆填塞裂缝，上面再用粘土回填夯实。如岸坡内有洞穴与水库相通，应按反滤要求堵塞洞穴，上游面再用粘土回填夯实，如洞穴不与水库相通，则可用排水沟或排水管把泉水引到坝下排泄。
　　导渗排水。在下游采用导渗排水，可以保护坝体土料不致流失，防止管涌。对下游岸坡岩石渗水较小的绕渗，可沿渗水坡面以及下游坝坡与山坡结合处铺设滤层，导出渗水，如果下游岸坡岩石地下水位较高，渗水严重，可沿岸边山坡脚处，打基岩排水孔，引出渗水；如下游岸坡岩石裂隙发育密集，可在坝脚山坡岩石中打排水平孔，将裂缝切穿，集中排出渗水。