土石坝常见病害成因及其处理对策

２０１０ ＮＯ．０３

ＳＣＩＥＮＣＥ　＆　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ建　筑　科　学

由于各种不同的原因（如自然灾害、勘测和设计、施工、运行和管理），在我国修建的土石坝不同程度存在着不安全、不稳定的因素，大坝的安全、稳定直接影响着农业生产发展、城镇居民生活、生产用水，工矿企业生产用电的可靠性。如果土石坝的病害得不到及时的整治处理和加固，一旦失事将造成不可弥补、不可挽回的损失；但从另一个方面来讲，土石坝的病害是可以预防和整治加固的，只要发现问题及时，分析和处理得当，土石坝的病害是完全可以及时得到整治处理和除险加固的，水库大坝的险情是可以安全排除的，农田灌溉用水，城镇居民的生产、生活用水，工矿企业的用电是可以得到保障的。

１ 土石坝病害的主要原因

（１）自然灾害问题。土石坝建筑物受到自然界难以预测或难以抗拒的灾害的作用，致使水库大坝发生灾害性事故，造成无可挽回的损失。总的来讲土石坝可能遇到的自然界灾害有：一是遭遇非常洪水、特大水流。二是遭遇强烈的风暴、地震、山崩、滑坡等自然界灾害。

（２）设计阶段的失误。总结以往工程设计经验和教训，在设计阶段容易出现失误：一是缺乏勘测资料就盲目进行工程设计，或因勘测的深度、精度、范围和方法不当，勘测设计资料不准确，以及勘测和设计工作脱节等。二是土石坝枢纽建筑物布置受地形、地势限制，在未作充分地质勘测及工程论证基础上，就确定坝址，由于大坝选址不当带来工程整体的不安全、不稳定隐患。三是土石坝泄水建筑物设计标准偏低，达不到防汛泄洪要求，严重影响整个枢纽工程及下游区域防洪度汛的安全。

（３）施工阶段遗留下的隐患。一是坝基基础开挖不到位，未开挖至设计基岩，而不作特殊处理，或开挖至设计高程，但基础仓面清理不到位，留下碎石、浮土、杂物等影响工程质量隐患，就进行下一道工序施工。二是坝体回填土料（或石料）含水率不符合设计要求，土料（或石料）含水率高于或低于设计碾压含水率。三是土石坝坝体土料（或石料）填筑质量差，每层土石料铺筑厚度超设计要求。

（４）运行管理中存在的问题。一是盲目、片面追求灌溉效益，不了解洪水出现的随机特性，汛期不适当地抬高运行水位，减少防洪库容，致使水库防洪能力不足，直接威胁大坝下游城镇、工矿企业的安全。二是对土石坝定期安全检查不够细致，导致坝体遭受

白蚁的侵灾严重。三是对水库大坝及枢纽建

筑物的日常维修和养护不及时，彻底。

２ 土石坝常见病害处理对策

２．１土石坝裂缝

２．１．１开挖回填法

对于斜墙和铺盖等防渗体上的干缩裂

缝，为了保证有足够的防渗厚度，应将裂缝

表层全部清除，然后按原设计土料干容重

分层填筑压实。对均质土坝表面产生的较

深、较窄的干缩裂缝，也应开挖回填，同时

在其表面填筑厚３０ｃｍ～５０ｃｍ以上的砂性土

料保护层，以免继续干缩开裂。

横向裂缝的开挖回填处理，横向裂缝

有引起贯穿上下游渗漏的危险。对于大小

横缝应采用开挖回填法进行彻底处理，开

挖时顺缝抽槽，阶梯高度以１．５ｍ为宜，回填

时再逐级削去台阶，保持梯形断面。

对于纵缝宽度和深度较小，对坝的整

体性影响不大时，可不必开挖回填，只需封

闭缝口，防止雨水渗入即可，当纵缝宽度大

于ｌｃｍ，深度大于２ｍ时，采用开挖回填之法

处理。对于不均匀沉陷引起的纵向裂缝，当

对坝体安全无严重威胁时，可先暂时封闭

缝口，待沉陷趋于稳定后再进行处理。

２．１．２充填灌浆法

当坝体裂缝众多，特别是当坝体较深

部位存在内部裂缝时，采用开挖回填处理，

往往工程量过大，并可能危及坝坡稳定或

影响水库蓄水，此时，若采用充填灌浆法处

理，则有着显著的优越性。

灌浆时应首先灌入比重较小的稀浆，

达到疏通管路和坝体通道的目的。同时使

细小裂缝能被稀浆充填，不致使裂缝通道

过早堵塞。

在灌浆过程中，应对灌浆附近坝坡、坡

脚及邻孔做仔细检查。

２．１．３劈裂灌浆法

劈裂灌浆法是沿坝轴线布置相距较远

的灌浆孔，利用泥浆压力，沿坝轴线劈开坝

体，形成连续的浆体防渗帷幕，或在坝体的

拉应力区，通过灌浆压力，使坝体得到充分

劈裂挤压，改变坝体的应力状态，解决包括

裂缝处理在内的坝体变形稳定和渗透稳定

问题。处理方法与充填灌浆法基本相同。

２．２土石坝滑坡

土石坝坝坡的一部分土体，由于各种

原因失去平衡，发生显著的相对位移，脱离

原来位置向下滑移，常用的处理方法如下。

２．２．１滑坡稳定阶段的处理

堆石（或抛石）固脚，在滑坡坡脚增设堆

石加固坡脚，是增加坎坡抗滑稳定性的有

效措施。放缓坎坡，当滑坡是由于边坡过陡

造成时，放缓坎坡便于彻底处理。裂缝处理

防止渗水影响稳定坝坡。

２．２．２对于地基淤泥夹层引起的滑坡

处理

在坎脚处适当距离，修筑一道固脚齿

槽。将坝脚到齿槽间的软弱夹层分段开挖，

以透水料回填，起排水作用，降低淤泥含水

量，加速淤泥层固结，增加其抗剪强度。在

其上用石料或土料作平衡台，以保持坝体

稳定。

２．３土石体坝体渗漏、坝基渗漏

２．３．１黏土铺盖

黏土铺盖是一种水平防渗措施，是利

用黏性土在坝体上游地面分层填筑碾压而

成。铺盖的长度应满足防渗要求，一般在水

头较少，透水层较浅的工程中，有效铺盖长

度可用４Ｈ～８Ｈ（Ｈ为水头）；对水头较大，透

水层较浅的坝基，可采用８Ｈ～１０Ｈ。铺盖的

厚度应自上游向下游逐渐加厚，一般用碾

压施工时前端厚度约０．５ｍ～１．０ｍ，末端厚

度约１／６Ｈ～１／１０Ｈ。在水厍运用期间，若

不允许放空水库来设置铺盖时，也可采用

水中抛土法形成铺盖。

２．３．２黏土斜墙

施工时要降低水位，使施工面全部露

出水面。施工时应对原坝体进行清理。黏土

斜墙顶部厚度（垂直于斜墙上游面）应不小

于２．０ｍ，斜墙底部厚度则应根据土料允许

渗透坡降而定，但黏土斜墙底部最小厚度

大于等于１／８Ｈ，壤土为大于等于１／５Ｈ。对

于坝身局部严重渗漏，甚至形成集中渗漏，

经检查上游坡已形成塌坑或漏水喇叭口，

但其他坝段质量尚好时，则可采用局部填

塞处理。

２．３．３灌浆帷幕

灌浆帷幕是在一定压力作用下，把浆

液压入坝身或坝基土体，使浆液充填土体

中的孔隙，并胶结而成防渗帷幕，以拦截坝

身和坝基的渗漏。

参考文献

［１］耿计计．土石坝绕坝渗流分析方法及防

渗措施研究［Ｊ］．水资源与水工程学报，

２００９（５）．

［２］谢莉．滑坡监测与土石坝安全监测的关

系浅析［Ｊ］．水利水文自动化，２００９（３）．

土石坝常见病害成因及其处理对策

欧阳东 陈其武

（长江宜昌航道工程局 湖北宜昌 ４４３０００）

摘　要：土石坝虽然数量众多，但总体来讲土石坝的整体安全性、稳定性都不容乐观，各种规模的土石坝不同程度上都存在着坝体沉降、

坝体裂缝、坝体滑坡、坝体渗漏、坝基渗漏稳定等问题。对土石坝病害进行有效的维修和处理，应在分析病害发生原因的基础上采用有

针对性措施进行治理和整治。

关键词：土石坝 病害 对策

中图分类号：ＴＵ７文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２０１０）０１（ｃ）－００６１－０１

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