土石坝渗漏裂缝产生的原因及处理

摘要：土石坝是水利工程中常见的项目之一，因其在施工便利性、经济性等方面与其他坝型相比，都有很大的优势，所以应用最为广泛。但土石坝由于其材料特性、坝体结构等方面也存在不足，所以常常存在安全隐患，其中土石坝的渗漏裂缝会对坝体的稳定性及安全运行产生严重的危胁，如不及时处理，很容易产生溃坝危险，直接影响农业生产及人民群众的生命财产安全。本文对土石坝裂缝渗漏产生的原因进行分析，并给出了相应的处理办法。

关键词：土石坝；渗漏；裂缝；处理措施

中图分类号： TV698 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.20.0044

1 堤坝的渗漏

堤坝渗漏主要是指水体顺着坝体的缝隙及孔洞流过坝体，而导致围护区的水量漏失，渗流量小时，一般不会产生大的危害，但由于渗漏会呈徐变渐进式变化，会使坝体漏点管路周围的土质变软，慢慢浸润下而导致渗孔变大，最后形成大的渗流，对坝体的稳定性产生影响，严重可能造成堤防溃决、垮坝等灾难性后果，所以要引起足够的重视。

1.1 坝基渗漏

由于土石坝对于坝基的要求不是很高，所以在处理坝基时，往往存在很多不足之处，比如坝基含水土质的清理、坝基的夯实以及对于坝基地质的勘察等，都可能产生疏漏而导致坝基渗漏产生，一旦发生渗漏，水体就会沿坝基和坝肩的透水岩土带流出，产生大量失水现象，失水同时要能带走大量的坝体材质，而使坝体损坏。

1.2 坝体渗漏

土石坝的主要构成是以土质为主，土料的本身具备一定的透水性，如果水位较高，而且填筑的土料具备很强的渗水性，或者在施工时夯实不到位，坝体长期受水的浸润，坝体内的水分就会大量增加，这样就会大大提高浸润线的出逸点，处理不及时，就会使水体透过坝身而大量流失，随着流出水的流速增加而产生渗漏流土、管涌等现象，导致滑坡、漏洞、塌坑等坝体事故。

2 堤坝常见的渗漏裂缝

土坝的渗漏裂缝按照裂缝产生的方向划分，如果与坝轴线垂直就称为横向裂缝；如果与坝轴平行，则称为纵向裂缝；如果是状如龟背纹一样的裂缝就称为龟裂缝；如果在大坝内侧，与坝基平行，称为水平裂缝。每种裂缝的产生原因都比较复杂，一旦有裂缝产生，就会伴有渗漏，对坝基坝体的稳定与安全产生威胁。

2.1 龟裂缝的特征与成因

龟裂缝多产生在坝顶及坝坡，在水库泄空后，露出的上游防渗铺盖的表面也有可能出现，主要形成原因是土坝的填土收缩产生，当土坝填土中的水分失去后，土质会产生收缩变形而体积变小，一般用来填坝的土料如果土质过粘，含水过高，则很容易产生龟裂缝，其特点是没有规律，错纵交织，一般裂缝间距分布相对均匀。

2.2 横向裂缝的特征与成因

横向裂缝与坝轴垂直，多数会伸入到坝体内，一般都较深，上面宽，下面窄，多数是由于坝基出现不均匀沉降，或是填土材料不一致，缝口宽几毫米到十几厘米，偶尔也能见到更深、更宽的。

2.3 纵向裂缝的成因与特征

在坝面上，纵向沉陷裂缝一般接近于直线，基本上是铅垂地向坝体内部延伸，裂缝两侧填土的错距一般小于30厘米，缝长几米到十几米居多，也有更深的更长的。纵向滑坡裂缝一般成弧形，裂缝向坝体内部延伸时弯向上游或下游，缝的发展过程逐渐加快，直至土体发生滑动以后才逐渐变慢。

3 土坝裂缝的处理

土石坝裂缝对土石坝安全的影响是相当严重的，发现裂缝后，要通过表面观测、开挖探坑及探槽等方法和手段，查明裂缝的具体情况，比如产生部位、长度、深度、错距、走向，还要根据裂缝的产生情况，分析裂缝的发展，采取合理的处理措施。

3.1 开挖回填

开挖回填，就是把裂缝处开出槽坑，然后再把土石料回填到坑中，重新夯实，这种办法施工简单，效果比较好，一般处理比较彻底，但适用深度不宜过大，一般要在5米之内，而且裂缝已经停止发展。在开挖前，在裂缝口处，用石灰水进行灌注，石灰水会沉到裂缝深处，这样便于掌握开挖的范围，开挖槽深宽都要超过裂缝，一般在50厘米。

梯形台阶：槽坑开挖时顺着缝隙进行开槽，同时要保持开出梯形的断面，这种断面能使回填土料与原坝很好的结合，如果裂缝较深，可以挖出台阶高1.5米的队梯形槽坑，挖时要保持槽口整齐，不要堆放土料，回填料前要把台阶削除，同时进行洒水使槽壁润湿，并且把槽壁刨毛，然后再回填同样的土料，分层进行夯实，确保密实度。

十字形结合槽：适用于贯穿堤坝的横向裂缝。开挖时顺裂缝方向每隔5～6米，设一道垂直于裂缝的结合槽，回填时要注意新老土的结合。一般裂缝处理宜在枯水期或降低水位后进行，必要时应在上游堤坝坡加筑临时围堰，以策安全。

3.2 充填灌浆

根据裂缝产生的情况，如果较深，不适合开控法，那么可以采取灌浆的方式进行处理，也可以采取上部用开挖回填法，在下面采用灌浆的形式，这样能减少工程开槽量，灌浆时，顶部要保持2米以上的开挖回填层，用来阻浆液外喷，回填时可以预先埋设灌浆管，根据情况，可以分段灌浆的方法，充填灌浆时，要控制好浆液的浓度，一般是先调稀一些，然后再用稠一些的，灌浆时逐渐调大灌浆压力。在灌浆压力作用下，挤密裂缝周围坝体填土，达到堵塞裂缝加固坝体的目的。

3.3 压力灌浆

堤顶部位可先压浆后开挖，以利于打眼机压浆机施工方便，堤坡部位可以先挖槽用人工锥探，压浆机灌浆，锥探深度堤顶堤坡均为不小于5 米，以保证裂缝处理质量。灌浆对每眼无论吃浆大小都应进行复灌。

3.4 预防措施

为防止裂缝的产生，在工程施工阶段，一定要加强基础处理，这样能避免不均匀沉降的产生，降低裂缝产生的机会。对于土石坝土料的配制，要保证土质均匀，减少固结，要尽可能采取现代施工技术中的先进工艺，提高土堤的压实程度，保证压实紧密，防止填料固结变形过多而产生裂缝。

作者简介：马雪艳，大专学历，公主岭市河道堤防管理站，工程师，研究方向：水利工程。