您好, 访客   登录/注册

水利工程堤防裂缝成因及加固措施

来源:用户上传      作者: 吴杨宁

  摘要:裂缝是水利工程施工中常见的一种问题,严重影响着水工建筑的整体质量。我国水利事业虽然有了很大的发展,但仍存在一些问题,这需要水利工作者在实践工作中改进完善。文章主要对堤防裂缝进行简要的分析。
  关键词:水利工程;堤防裂缝;加固
  一、裂缝险情的分类和成因
  1.1 险情的分类
  (1)按裂缝产生的成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝。其中,滑坡裂缝是比较危险的。
  (2)按裂缝出现的部位可分为表面裂缝、内部裂缝。表面裂缝容易引起人们的注意,可及时处理,而内部裂缝是隐蔽的,不易发现,往往危害更大。
  (3)按裂缝走向可分为横向、纵向和龟纹裂缝。其中,横向裂缝比较危险,特别是贯穿性横缝,是渗流的通道,属重大险情。即使不是贯穿性横缝,由于它的存在易缩短渗径,易造成渗透破坏,也属较重要险情。
  1.2 裂缝的成因
  (1)不均匀沉降。堤防基础土质条件差别大,有局部软土层;或堤身填筑厚度相差悬殊,引起不均匀沉陷,产生裂缝。
  (2)施工质量差。堤防施工时上堤土料为粘性土且含水量较大,失水后引起干缩或龟裂,这种裂缝多数为表面裂缝或浅层裂缝,但北方干旱地区的堤防也有较深的干缩裂缝。筑堤时,填筑土料夹有淤土块、冻土块、硬土块,碾压不实,以及新老堤结合面未处理好,遇水浸泡饱和时,易出现各种裂缝,黄河一带甚至出现蛰裂(湿陷裂缝)。堤防与交叉建筑物接合部处理不好,在不均匀沉陷以及渗水作用下,易引起裂缝。
  (3)堤身存在隐患。害堤动物如白蚁、獾、狐、鼠等的洞穴,人类活动造成的洞穴如坟墓、藏物洞、军沟战壕等,在渗流作用下,可引起局部沉陷并产生裂缝。
  (4)水流作用。背水坡在高水位渗流作用下,由于抗剪强度降低,临水坡水位骤降或堤脚被掏空,常可能引起弧形滑坡裂缝,特别是背水坡堤脚有塘坑、堤脚发软时,容易发生。
  (5)振动及其他影响。如地震或附近爆破造成堤防基础或堤身沙土液化,引起裂缝;背水坡碾压不实,暴雨后堤防局部也有可能出现裂缝。
  二、裂缝险情的判别和抢护原则
  2.1 险情判别
  裂缝抢险,首先要进行险情判别,分析其严重程度。先要分析判断产生裂缝的原因,是滑坡性裂缝,还是不均匀沉陷裂缝;是施工质量差造成,还是由振动引起。而后要判明裂缝的走向,是横缝还是纵缝。对于纵缝,应分析判断是否是滑坡或崩岸性裂缝。如果是横缝,要判别探明是否贯穿堤身。如果是局部沉降裂缝,应判别是否伴随有管涌或漏洞。此外,还应判断是深层裂缝还是浅层裂缝,必要时还应辅以隐患探测仪进行探测。
  2.2 抢护的原则
  根据裂缝判别,如果是滑动或坍塌崩岸性裂缝,应先按处理滑坡或崩岸的方法进行抢护。待滑坡或崩岸稳定后,再处理裂缝,否则达不到预期效果。纵向裂缝如果仅是表面裂缝,可暂不处理,但须注意观察其变化和发展,并封堵缝口,以免雨水侵入,引起裂缝扩展。较宽较深的纵缝,即使不是滑坡性裂缝,也会影响堤防强度,降低其抗洪能力,应及时处理,消除裂缝。横向裂缝是最为危险的裂缝,如果已横贯堤身,在水面以下时水流会冲刷扩宽裂缝,导致非常严重的后果。即使不是贯穿性裂缝,也会因缩短渗径,浸润线抬高,造成堤身土体的渗透破坏。因此,对于横向裂缝,不论是否贯穿堤身,均应迅速处理。窄而浅的龟纹裂缝,一般可不进行处理。较宽较深的龟纹裂缝,可用较干的细土填缝,用水洇实。
  三、裂缝险情的抢护
  裂缝险情的抢护方法,一般有开挖回填、横墙隔断、封堵缝口等。
  3.1 开挖回填
  这种方法适用于经过观察和检查已经稳定,缝宽大于1cm,深度超过1m的非滑坡(或坍塌崩岸)性纵向裂缝,施工方法如下。
  (1)开挖:沿裂缝开挖一条沟槽,挖到裂缝以下0.3~0.5m深,底宽至少0.5m,边坡的坡度应满足稳定及新旧填土能紧密结合的要求,两侧边坡可开挖成阶梯状,每级台阶高宽控制在20cm左右,以利稳定和新旧填土的结合。沟槽两端应超过裂缝1m。
  (2)回填:在开挖回填处理裂缝时,回填土料应和原堤土类相同,含水量相近,并控制含水量在适宜范围内,土料过干时应适当洒水。回填要分层填土夯实,每层厚度约20cm,顶部高出堤面3~5cm,并做成拱弧形,以防雨水入浸。需要强调的是,已经趋于稳定并不伴随有坍塌崩岸、滑坡等险情的裂缝,才能用上述方法进行处理。当发现伴随有坍塌崩岸、滑坡险情的裂缝,应先抢护坍塌、滑坡险情,待脱险并裂缝趋于稳定后,再按上述方法处理裂缝本身。
  3.2 横墙隔断
  此法适用于横向裂缝,施工方法如下。
  (1)沿裂缝方向,每隔3~5m开挖一条与裂缝垂直的沟槽,并重新回填夯实,形成梯形横墙,截断裂缝。墙体底边长度可按2.5~3.0m掌握,墙体厚度以便利施工为度,但不应小于50cm。开挖和回填的其他要求与上述开挖回填法相同。
  (2)如裂缝临水端已与河水相通,或有连通的可能时,开挖沟槽前,应先在堤防临水侧裂缝前筑前战截流。若沿裂缝在堤防背水坡已有水渗出时,还应同时在背水坡修做反滤导渗,以免将堤身土颗粒带出。
  (3)当裂缝漏水严重,险情紧急,或者在河水猛涨,来不及全面开挖裂缝时,可先沿裂缝每隔3~5m挖竖井,并回填粘土截堵,待险情缓和后,再伺机采取其他处理措施。
  (4)采用横墙隔断是否需要修筑前战、反滤导渗,或者只修筑前戗和反滤导渗而不做隔断横墙,应当根据险情具体情况进行具体分析。
  3.3 封堵缝口
  (1)灌堵缝口:裂缝宽度小于1cm,深度小于1m,不太严重的纵向裂缝及不规则纵横交错的龟纹裂缝,经观察已经稳定时,可用灌堵缝口的方法。具体作法如下:用干而细的沙壤土由缝口灌人,再用木条或竹片捣塞密实,沿裂缝作宽5~10cm、高3~5cm的小土埂,压住缝口,以防雨水浸入。未堵或已堵的裂缝,均应注意观察、分析,研究其发展趋势,以便及时采取必要的措施。如灌堵以后,又有裂缝出现,说明裂缝仍在发展中,应仔细判明原因,另选适宜方法进行处理。
  (2)裂缝灌浆:缝宽较大、深度较小的裂缝,可以用自流灌浆法处理。即在缝顶开宽、深各0.2m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。如裂缝较深,采用开挖回填困难时,可采用压力灌浆处理。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。灌浆压力一般控制在50~120kPa(0.5~1.2kg/cm2),具体取值由灌浆试验确定。压力灌浆的方法适用于已稳定的纵横裂缝,效果也较好。但是,对于滑动性裂缝,将促使裂缝发展,甚至引发更为严重的险情。因此,要认真分析,采用时须慎重。
  参考文献:
  [1]彭坚.堤防工程裂缝成因及加固方法探究[J].科技资讯,2014,12(7):47.
  [2]路开峰,马凌远,侯新学等.黄河大堤裂缝成因分析及防治措施[J].中国水运(学术版),2007,7(4):82-83.
  [3]杨军,周林阔,杨克球等.黄河堤防道路裂缝成因及防治措施[J].城市建设理论研究(电子版),2014,(3):689.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-6963009.htm