土石坝渗漏裂缝成因分析

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1、土石坝渗漏裂缝成因分析杨东晖单位：水工1103邮编：475004摘要：土石坝裂缝问题是工程领域长期关心和不断进行研究的重要课题，也是现实土石坝工程安全运行的重要内容，探讨土石坝危害性裂缝的产生原因，从而实现根据不同原因进行裂缝的防治与维修，具有较为重要的意义。关键词：土石坝、渗漏、裂缝、处理措施、分析引言　　土石坝是堤坝施工中最为广泛的一种。与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势，据不完全统计世界土石坝占大坝总数的82．9%，而在中国土石坝数量占到大坝总数的93%，，堤坝的安全、稳定直接影响着农业生产发展、城

2、镇居民生活、生产用水，工矿企业生产用电的可靠性。而坝体渗漏和裂缝又是工程中常见的问题，有效的预防坝体的渗漏和裂缝的产生，是水工行业所有从业者应该重视的课题。　　1堤坝的渗漏　　渗漏通常是指水体向围护区，以外渗流而产生水量漏失的现象。如其渗漏量较大，将显著降低蓄水效益；降低软弱结构面强度，使某些岩土或断裂带充填物产生渗透变形；造成相邻低谷、洼地或坝基扬压力增加；下游地下水位抬升、建筑物地基浸没、失稳；引起坝肩、坝体滑动等环境地质问题，造成下游农田浸没和盐渍化等，但由于这种渗漏现象通常是徐变渐进的，一般不会立即造成堤防溃决、垮坝等灾难性后果。

3、渗漏的主要表现形式为：　　1.1坝基渗漏　　通常是指水体沿坝基和坝肩透水岩土带渗流而发生漏失水量的现象。由于土石坝对地基强度的要求不高，因此基础的防渗处理好坏直接关系到土石坝的运行安全。建设时由于经费或其它种种原因对地质情况未予探明或探知后未得到妥善处理，结果在运行多年后，隐患逐步暴露并造成坝基、坝肩严重漏水。　　1.2坝体渗漏　　主要是指水体透过坝身渗流而造成水量流失的现象，由于土质堤坝是由土料构筑的，而土料具有一定程度的透水性，在持续高水位下，如果填筑的土料选择不当或夯压不实，渗透到坝体内部的水分即会相应增加，浸润线和出逸点也会明显抬

4、高，如不及时处理，就可能发生滑坡、漏洞、塌坑等，因而对土质堤坝的安全和稳定危害很大，其演变过程通常是从润湿散浸集中渗漏流土、管涌溃决。　　2堤坝常见的裂缝及处理措施土坝的裂缝分法有两种，按照缝的方向可分为横向裂缝(垂直坝轴线)、纵向裂缝(平行坝轴线)和龟裂缝等，按照部位可分为表面裂缝和内部裂缝。（1）纵向裂缝纵向裂缝是变形裂缝的一种，裂缝的方向与坝轴一致，通常分布在坝顶与坝坡上，由于大坝的各个分肢受力分均匀，在形变剧烈程度上表现各异，尤其是坝顶相对位移最大，所以坝顶的裂缝宽度也最大。（2）横向裂缝与纵向裂缝相反，横向裂缝与坝轴的方向互相垂

5、直。横向裂缝一般分布在大坝的与地面接触的地方。在大坝与地面接触的横截面上，大坝的高度具有一定的差异性，高度不同，建设过程坝基也不同。因此，当承受较大的压力时，大坝沿轴线位置上的相对位移也不同，在这种情况下，大坝就会出现横向裂缝。这种裂缝无论是跨度还是深度都较大，是影响大坝质量与安全的最为关键因素。（3）水平裂缝水平裂缝分布在大坝的内侧，在土坝中最为常见，严重威胁土坝的使用。但是，在一些特殊的石坝中也会出现水平裂缝，例如，坝身坝基内部塑流拉伸裂缝等。　　2.1龟裂缝的特征与原因　　龟裂缝的方向没有规律，错纵复杂，缝的间距分布比较均匀，这种裂

6、缝出现最多是在没有铺设保护层的坝顶和坝坡，也可能出现在水库泄空而出露的上游防渗铺盖表面上。产生龟裂缝的主要原因是土坝填土由湿变干时的体积收缩。筑坝土料愈粘、含水量愈高，出现龟裂缝的可能性愈大。　　2.2横向裂缝的特征与成因　　横向裂缝一般接近铅垂或来回稍有倾斜地伸入坝体内。缝深几米到十几米，上宽下窄，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、特征与鉴别　　（1）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≤30cm，缝长几米到十几米居多，也有更深的，缝宽几毫米

7、到十几毫米，缝长由几米到几百米。　　（2）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，缝的发展过程是逐渐加快的，直至土体发生滑动以后才逐渐变慢。　　2.4内部裂缝的部位与成因　　（1）如果坝壳的压缩性小而心墙的压缩性大，则心墙向下沉陷时，其上部的重量可能通过拱作用传递到两侧的坝壳上去，心墙下部继续沉陷，使心墙受拉而出现贯通上下游的水平裂缝。这种裂缝出现后，坝体就会出现严重漏水。　　（2）高压缩性地基上的土坝底部，因坝基不均匀沉陷而变成马鞍形后，就有可能在坝体底部出现应力，从而引起铅垂向的内部裂缝，这种裂缝既可能是纵向的，也

8、可能是横向的。　　（3）窄山谷中的高压缩性地基上修建的土坝，在坝基沉陷过程中，上部坝体的重量通过拱作用传递到两岸。如果拱下部坝体沉陷较大，就有可能使坝体因受拉力而出现内部裂缝。　　（4）防渗墙