防止土石坝粘性土料冻胀和龟裂的方法

防止土石坝粘性土料冻胀和龟裂的方法土石坝护坡的养护使长期的工作，所以应该定期的对其进行检查，及时发现问题，及时进行修理养护，尤其是在汛期的时候，更应该密切的关注护坡的安全性，就更不应该大意，不然会造成无法挽回的灾难。标签：土石坝；粘性土料；冻胀；龟裂一、 冻胀土的特性与冻胀力冻胀特性冻土是零摄氏度以下，并且含有冰的岩石和土壤，可以分为短时冻土和多年冻土，冻土是一种对温度十分敏感的土体介质，含有丰富的地下冰，所以冻土具有流变性，长期的强度远低于瞬时强度特征，由于土或者岩石产生了冻胀作用，使得构造遭受很大的破坏，土产生的冻胀会出现冻害造成破坏，影响土石坝的使用寿命，这就是冻胀土的现象。二、 土石坝粘性土料冻胀和龟裂的原因干缩和冻融裂缝对于干缩裂缝主要是由于土体表面水分蒸发而收缩，但是土体的内部不会收缩，使得表层土受到约束，产生接应力而形成裂缝，所谓的冻融裂缝主要是由于土体冻结后气温骤降，表层冻土收缩时会受到内部的土体影响，所以表层出现裂缝，而且干缩和冻融裂缝呈现着龟裂状，纵横交错，这种裂缝主要在含水量高的细粒土中，没有护坡或者是保护层的粘性土上、下游坝坡，无法避免裂缝的产生，裂缝一般情况下对坝的安全没有什么影响，但是特殊情况下就会加剧土石坝的隐患，由于裂缝可能出现在水库泄空使得上游的防渗铺盖表面，如果没有对填土表面进行保护，会因为干缩而出现裂缝。变形裂缝（1） 纵向裂缝纵向裂缝是走向与坝轴平行的裂缝，主要出现在坝顶和坝坡，而且在坝顶很多，这主要是由于坝的横断面上坝身、坝基变形导致的。（2） 横向裂缝这种横向裂缝是一种走向与坝轴线垂直的裂缝，主要出现在坝体与岸坡接头的地方，但是由于沿着坝轴线的横断面坝高不一样，而且覆盖层的厚度也是不一样的，导致的沉降量也是不同的，还有就是坝体沿坝轴线水平位移使得坝顶拉裂，使其很容易出现横向的裂缝，并与下游相贯通，使得渗流出现，造成很大的危害性。（3）水平裂缝水平裂缝主要是坝体内部的裂缝，形成集中渗漏的通道，这是一个严重的隐患，这主要是由于坝壳棱体密实的窄心墙坝、高压缩性地基上的土石坝及坝下埋管、坝身坝基内部塑流拉伸裂缝。3.水力劈裂缝由于水库的压力导致的水平或者是垂直的裂缝，当枯水进入到裂缝中会使得其形成劈缝压力，这是的劈缝水压力大于土体的缝面压力，例如当坝体出现裂缝时，库水进入裂缝，使得渗漏量变大，造成土石坝失去应有的作用，对于粘土心墙，有拱效应的存在，容易产生水力劈裂缝，在粘土斜墙、粘土铺盖等处也可能出现水力劈裂缝，使用灌浆法处理坝体的裂缝时，当灌浆压力太大，也可能对产生水力劈裂缝。三、土石坝裂缝的处理措施翻检夯实法由于裂缝对土石坝的影响十分的不利，危害性也很大，所以应该采取一定的措施对裂缝进行处理，对于干缩裂缝和冻融裂缝，应该使用砂土填塞，把缝口表面土料翻松并湿润，然后夯实，并且使用不透水的土料填塞缝隙，对于冻融裂缝来说应该设保护层。挖除回填法这种挖除回填法操作简单，而且十分可靠，不管是怎样的裂缝都能使用，对于深度比较浅的裂缝操作十分的简单，但是对于裂缝深度较大时，开挖的时候会采用梯形断面进行挖坑，进行回填的时候逐级削去台阶，使得回填土可以整体性沉降，还不会存在暗缝，对于回填应该采用原坝体的土料，并且进行压实工作，采用洒水渗湿措施，保证填土良好的结合。灌浆处理灌浆法是把粘土浆或者是粘土水泥浆液将其灌注到裂缝中，灌浆法适用在很深的裂缝中，当浆液失水以后，就会充满裂缝，起到了防渗的作用，所以灌浆材料和灌浆深度都应该满足一定的要求，而且要求固结以后不能收缩，对于灌浆材料的配比也应该根据裂缝的宽度、深度、走向、坝料土质等情况进行确定，粘土在浆液中的比例也是需要根据情况来确定的，浆液中不能含有砂粒，不然会影响灌浆的效果，使用粘土水泥浆液可以加快凝固的速度，减少体积的收缩和增加固结的强度，但是水泥的含量不能太大，不然不利于土坝的变形情况，灌浆的压力不能太大，对于浅层的裂缝只能自流灌浆，对于深层的裂缝可以增加压力，但是要防止由于压力过大产生新的裂缝，当灌浆完成以后应该检查其质量，以保证灌浆以后的防渗效果。四、土石坝加固措施局部翻砌局部翻砌法主要适用于设计合理，土坝施工质量差，而且护坡出现不均匀沉陷的或者是由于风浪冲击，局部遭到破坏，可以根据设计方法进行恢复的，在进行翻砌以前，按照土坝原有断面填筑土料和滤水料的垫层，进行块石砌筑，对于块石应该进行立砌，而且应该相互锁定牢固，不应该平砌或者是块石大面向上，底部架空。砌石缝的底部如果有很大的空隙，就要使用碎石进行添堵，然后压实，防止垫层的砂砾料被吸出，使得护坡出现破坏，防止由于护坡因为石块松动，使得整体护坡出现滑动，可以使用迎水坡上顺着轴线方向设置浆砌石齿墙的阻滑设施，而且效果十分的明显。浆砌石或混凝土框格由于库面比较宽，而且风浪比较大，还有就是结冰的推力使得护坡出现严重的破坏，虽然进行翻砌工作但是还是会受到破坏，所以需要使用原护坡很小的块石浆砌框各，可以固架，然后再进行砌大块石，对于框格的大小，要看风浪和冰情来决定，在进行框格网加固护坡的时候，为了防止框格带受坝体不均匀沉陷裂缝，应该留伸缩缝，尤其是对于严寒地区，框格带的深度要比冻层大，这主要是为了防止土体冻胀，框格带产生裂缝，破坏框架作用。砾石混凝土或砾浆灌注对于过去的护坡的块石缝隙内灌注砾石混凝土或砂浆，这样可以把块石连接到一起，增加抗凰浪和水推能力，防止护坡遭到破坏，有的护坡块石符合要求，但是垫层厚度和级配不合规定，会受到风浪和冰冻的影响，使得护坡遭到破坏，如果更换块石和垫层，那么工程量就会很大，所以使用浆砌框格加固还不能受到破坏，应该考虑一定措施使加固护坡。全面浆砌块石使用以上的方法无法抵御风浪和结冰挤压，所以需要利用原有的护坡块石进行浆砌，首先要把块石洗干净，使得与砂浆进行结合，砌筑块石的时候，应该保护垫层，防止水泥砂浆的灌入。块石混凝土护坡使用块石混凝土护坡加固法可以使用原护坡块石，分块进行浇筑混凝土护坡，并且做好接缝处理和排水孔，这种方法的好处在于可以抵抗风浪的冲刷，而且耐冻性比较好，可以就地取材，但是也有其缺点，那就是需要很多水泥、砂、碎石等材料，造价比较高，而且施工工期很长。结语：对于土石坝粘性土料冻胀和龟裂的情况，不是偶然的情况，需要经过一个长期变化的过程，所以应该加强管理早发现早处理，现在虽然有很多方法可以解决土石坝粘性土料冻胀和龟裂的问题，但是还需要避免事情的发生，在设计的时候应合理的设计土石坝的断面和细部结构、选择适合的筑坝土料，对裂缝进行严格的控制，严格按照施工规范要求控制施工质量，尽可能的防止水库由于涨落产生的问题隐患，以保证人民的生命财产安全。参考文献：［1］ 王俊杰，朱俊高；击实粘性土断裂韧度KIC的试验研究［J］；岩石力学与工程学报；2005年21期［2］ 王俊杰；朱俊高；；土体水力劈裂计算理论综述［A］；第二届全国岩土与工程学术大会论文集（下册）［C］；2006年［3］ 刘娜；土石坝三维非线性有限元分析及防渗墙应力状态研究［D］；西安理工大学；2007年［4］ 张丙印；