1 裂缝抢险 (一)裂缝分类 1 .龟状裂缝 龟状裂缝多出现在土坝表面,分布较均匀,缝细而短,对堤坝危害较小。龟状裂缝产生的原因,主要是粘性土水分蒸发,表面土体收缩,故又称干缩裂缝。填筑土料粘性愈大、含水量愈高,干裂的可能性愈大。
(一)裂缝分类
1 .龟状裂缝
2.横向裂缝
纵向裂缝的走向与堤坝轴线平行或接近平行,多出现在堤坝顶部或堤坝坡上部,裂缝逐渐向坝体内部垂直延伸。它一般比横向裂缝长,若不及时处理,雨水入侵后会造成大坝脱坡险情。纵向裂缝产生原因:一种因分期加高,压实质量和填筑材料不同;用贴坡培厚法处理背水坡渗水时,贴坡砂层未灌水也不压实,致使蓄水后砂层浸水下沉,培土表面发生纵向裂缝;另一种因施工碾压不实,施工质量不好,筑坝土料含水量过高;初次蓄水,或汛期水位骤降导致堤坝坡失稳,产生脱坡初期的纵向裂缝。
4.内部裂缝
开挖回填施工简单,裂缝处理较彻底,效果较好,适用于深度在5m以内,并已停止发展的裂缝。开挖前应沿裂口灌注少量石灰水,以掌握开挖的范围。挖槽深宽均应超过裂缝0.3m--0.5m,长度超出缝端1m。
①梯形台阶。槽坑开挖时顺缝抽槽,保持梯形断面,以利与原堤坝的结合。当裂缝较深时可挖成阶梯形槽坑,台阶高1.5m。槽口附近不宜堆放土料,以利出土和施工安全。槽坑回填前先削去台阶,洒水湿润槽壁并刨毛,再回填与原堤坝体相同的土料,分层夯实(图3-1)。
② 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5m--6m,设一道垂直于裂缝的结合槽,回填时要注意新老土的结合(3-2)。
在汛期,抽槽法适用于高出洪水位的裂缝抢护。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。龟形裂缝一般不作处理,若处理也可采取泥浆封口,或将龟裂土层刨松湿润夯实,面层再铺以砂性土保护。
对于较深的裂缝,可采用灌浆法,或采取上部开挖回填、下部灌浆的方法处理,以减少抽槽工程量。灌浆部位的顶部必须保持有2m以上的开挖回填层作为阻浆盖,以防止浆液外喷。回填时预埋灌浆管(铁管或竹管)。如条件许可可采用分段、回浆的灌浆方法,效果较好。浆液浓度应先稀后稠,灌浆压力由小到大。
(一)渗漏险情的分类
1.渗水险情
堤坝在高水位时,透水性强的地基渗透坡降大于覆盖层的临界坡降,渗流使土体中细颗粒沿孔隙移动并被带 to 地面,在渗水出口四周形成沙环。随着流失土粒增多沙环变粗,堤坝内逐渐形成贯穿的通道,从而造成管涌险情。
渗流的渗透力超过表土的有效压力时,堤坝坡或坡脚土体被破坏,形成沙沸或土体被冲失,造成流土险情。
4.漏洞险情
渗水、管涌或流土险情抢护不及时,继续发展造成渗流集中,土体大量流失,逐渐形成贯穿堤坝或穿透基础的渗流通道,称为漏洞险情,漏洞中流出带沙土浑水的最为危险。
(二)渗漏险情的抢护
抢护原则、方法: 临水坡截渗和背水坡反滤导渗。
1.临水坡截渗
抢护方法主要有:土工膜截渗、抢堵漏洞进水口.散抛粘土截渗等方法。
①土工膜截渗。
② 抢堵漏洞进水口。
③ 散抛粘土截渗。
当堤坝临水坡漏洞口较多较小,范围又较大,进水口难以找准或找不全时,在粘土料充足的地方,可沿临水坡散抛粘土,形成隔渗前戗。
①反滤导渗沟。在背水坡坡脚渗水处,开挖平行于堤坝轴线的纵沟,并与原有排水沟渠连通,同时在出现渗水的顶部,沿坡面开挖竖沟 (图3-8)。
② 反滤层导渗。对背水坡土体过于稀软,开反滤沟有困难或堤坝断面过于单薄、渗水严重,不宜开沟的情况,或者管涌流土范围大,涌水翻沙成片的险情,可聚用反滤层导渗抢护。反滤层的做法是:先将地面软泥、草皮、砖石等杂物清除,按反滤层的要求分层填铺砂石、土工织物、梢料等反滤材料。反滤料和块石要适当延伸到坡脚外,对堤身单薄,渗水范围大,又缺少砂石料的地方,可利用麦秸、稻草等细料和柳枝、芦苇等粗料,将反滤层做成滤水后戗,铺梢料要上下细,中间粗,梢料上部填土夯实,铺一层料,填一层土,直到计划后戗高度为止(图3-10)。
③ 反滤围井。对于个数不多、各自独立的漏洞,或个数虽多,但尚未连成大片的管涌群,可在漏洞险情出水口用反滤围井抢护。抢护的方法是:清除地面杂物,挖除软土,周围用土袋分层铺列叠砌为围井,高度以涌水不再挟带泥沙为宜。同时,要避免在井的四周出现新的险情。并内按反滤要求,分层铺填砂石、土工织物和梢物等反滤料。如果并内涌水量大而急,滤料无法分层铺填时,可先用砖石、沙袋填塞,待水势削弱后,再按反滤要求填人。反滤围井在预定高度处,要设立足够的排水管,以防井口水位过高而发生漫溢冲塌井壁(图3-11)。
④平衡水压法。平衡水压法是一种应急措施,是在背水坡涌水处抢修围井和月堤,利用它抬高水位,以减少渗水压力。围井和月堤的高度以涌水不带出沙粒为准( 图3-12)。
(一)脱坡、滑坡的分类
圆弧滑动一般是堤坝本身与基础一起滑动,滑动面呈现圆弧形,位置较深,滑动体体积较大,坡脚往往被推出,外移并隆起。
2.脱坡崩塌
(二)脱坡、滑坡的抢护
脱坡或滑坡产生的规模和特征,虽不完全相同,但它的抢护原则和方法都是大同小异的。抢护原则是:减少滑动力、增强阻滑力或上部减载、下部加载。
抢护方法主要有:固脚阻滑、滤水土撑和滤水后戗、滤水还坡等。
当堤坝背水坡有脱坡、滑坡征兆时,即应采取上部削坡减载,下部固脚。方法是: 在坡脚堆筑泥土或沙袋稳住险情,对堤基不好或临近坑塘的地方,应先做填塘固基。如滑坡已形成,抢护时应在滑坡体下部先做固脚,再做滤水后戗(图3-13)。
当堤坝背水坡排水不畅,险情严重时可采用滤水土撑和滤水后戗。方法是:清理好坡面,在滑坡体上顺坡挖沟,深度最好挖 to 滑裂面,沟内按反滤要求,铺设反滤材料,顶面覆盖草袋、席片保护。开沟困难时,也可考虑采用反滤层。当完成反滤沟和反滤层后,滑坡体仍不稳定时,可采用透水性大的砂料分层填筑,夯实成土撑,顶面应高出渗水出逸点,如果堤坝坡面单薄,背水坡陡,险情严重,可将滤水土撑之间的空地修筑成滤水后戗(图3-14)。
当脱坡滑坡后,堤坝断面单薄,渗水严重时,可采用滤水还坡方法抢护,恢复加固堤坝断面。方法是:失将滑坡体顶部陡坎削成缓坡,清除坡面松土杂物,做好导渗层。在坡脚堆放块石或土袋固脚 然后直接回填砂性土,加大或恢复成原来的堤坝断面(图3-15)。
(三)抢护脱坡、滑坡注意事项
脱坡滑坡是发展快、破坏性大的严重险情,应尽早发现抢护。险情危急时,应按照轻重缓急,及时采取措施稳定险情。
脱坡滑坡严重时,坡面土体稀软,下滑力大,切忌大量上人践踏扰动,不得在错动口上大量填砂石或灌浆。
脱坡险情发生时,堤坝表面会出现裂缝,应加强对裂缝的观察分析,监视裂缝的发展。
(一)临水坡崩塌产生的原因
河道主流逼岸,水流直冲堤防,淘刷底部;或者汛期水位急剧下降,堤坝内反向渗水压力加大,都会使堤坝发生临水坡崩塌险情。如遇强风,水面波高浪大,波峰来临时,冲击坡面;波谷来临时,形成负压抽吸坡面,也会造成临水崩塌险情。水库大坝、湖泊堤防和海堤前水面宽阔,水深浪大若受台风袭击,风浪破坏将更为严重。
(二)临水坡崩塌的抢护
选择枝繁叶茂的柳树,将根部系在堤坝顶部的木桩上.在树上技杈上捆上石块,顺坡推入水中。挂柳、挂枕间距和悬挂深度要根据流速及崩塌情况而定。也可将柳树的根部捆上石块或土袋 由下游向上游、由深到浅依次抛护。对含沙量高的河流,效果更为显著。也可用粗梢料扎成梢枕,两端用绳系于堤坝顶的木桩上推入水中,风浪较大时,可将梢枕连接起来,形成梢排防浪(图3-16)。
对于风浪较大的江、河、湖泊及水库,可将竹木条分层叠扎成排,用绳拴在堤坝顶的木桩上,同时排下坠以块石和土袋,以稳定和调整排位。排体与堤坝坡要有一定的距离,以免撞击堤坝。排体较大时,可抛铁锚定位(图3-17)。
3.护脚护基
顺岸坡抛块石,深水中可用抛石船抛投,使抛石随水流下沉于抛护处。对于水深流急的抢护,可采取铅丝笼、竹、柳条笼,装成石笼,或采用土工织物加绳网构成软体排,推入冲刷、崩塌的地方(图3-18)。
4.桩柳固坡
在堤坝坍塌的前沿打桩,将排桩与堤坝顶的牵桩连接起来,排桩后挡上梢把或竹排等,再铺软梢料,梢料后抛土填实形成排体(图3-19)。
5.土工织物防冲
用土工布或蓬布防冲,抢护快、效果好。具体做法是:先将坡面平整和清理,再将土工布或蓬布拼接后铺在坡面上,土工布或蓬布高出洪水位,四周和中间用平头钉钉牢。如果没有平头钉,可在膜布上压盖块石、土袋等(图3-20)。
当无土工布时,可用编织袋、草袋、麻袋装沙土、碎砖石,缝好袋口,袋口向内,在受冲刷的坡面上错缝叠压,一直砌到高出浪高处。如果堤坝临水坡陡,在最下一层土袋前,可打一排木桩,以阻止土袋向外滑动,土袋抗冲能力强,施工简单、迅速,因此广为使用(图3-21)。
7.柳箔防冲
将柳枝、秸料等捆扎成梢把,长度随堤坝坡面长度而定,用铅丝将梢把连接成捆,上端系在堤坝顶上的牵桩上,然后将柳箔推入水中,用块石、土袋将其压在堤坝坡上(图3-22)。
若情况紧急,来不及制作柳箔时也可将梢把料直接铺在坡面上,用横木、块石、土袋压牢。
(三)抢护临水崩塌险情注意事项
当临水堤坝顶部及坡面出现裂缝时,应及时观察,有无发生崩塌险情的可能。
对因淘刷、滑动而发生的崩塌险情,要先稳定坡脚,再酌情捡护。尽可能不在坡面顶部堆放重物或打桩,以免加快崩塌。
当断面崩塌过大,险情危重时,应抢做二道堤防护。
(一)漫溢的原因
(二)漫溢险情抢护
在粘土料充足、风浪较小、无雨情况下,可在临水坡坡肩修筑纯土子埝。纯土子埝施工简单,但必须严格控制施工质量(图3-23)。
2.土袋子埝
为了加快速度,减少土方.可用编织袋、草袋、麻袋装土,修筑子埝。修筑时,袋内装士先在临水坡侧分居叠砌。同时在袋后填土夯实,形成后戗。由于土袋子捻整体性好,抗御水流、风浪冲刷能力强,施工简便,在漫溢抢险中得到了广泛应用(图3-24)。
3.桩悄子埝
在取土困难、梢料较多的地方,可抢修桩捎子埝。即在堤坝顶部打单排桩,桩后逐层叠放梢料,用铅丝绑扎在木桩上,也可用木板或土工布、竹把、席片捆于桩上,然后分层填土夯实,形成土戗。建有防浪墙的堤防和水库土坝遇超标准洪水时,可在防浪墙后填土或砌筑土袋,形成子埝(图3-25)。
(三)抢护漫溢险情注意事项
①修筑子埝前要布置堤线,平整顶面,务必开挖结合槽。
② 无论抢修那一种子埝,不得将子埝修在堤坝背水坡侧。
③ 抢修子埝必须统一指挥,同步施工,由低到高,逐步加强。
④ 修筑子埝必须严格控制工程质量。子埝挡水后,要加强巡查,严加防守。
如果堤坝发生决口,要及时维护好口门,组织人力、物力,做好堵口复堤的工作。
(一)堵口
平堵是由口门底部逐层填高封堵。堵口前先在口门两端直接抛石笼、块石,进行抛护,也可打排桩,桩后挡柴排,排后填土,做成裹头,然后在口门中间打排桩架桥后在桥上或在船上进行平抛物料,沿口门底部逐层填高,直 to 堵口物料高出水面截堵水流。这种方法需要的材料、施工附属设施较多,费用较大。它适用于水头较小、河床易受冲刷的情况(图3-26)。
立堵是从口门两端同时向中间进占。堤坝溃决后,先在决口两端堤坝做成裹头防护,再迅速抛石笼、块石、柳捆和土料向口门中间推进填筑。随着口门逐渐缩窄,上下游水头差增大,流速加大,将此口门称之为“龙口”。龙口必须改用抗冲能力更大的物料和快速的施工设备抢堵,要连续作战,一气呵成(图3-27)。
立堵法施工方便,就地取树,费用较少。传统上经常采用,堵口经验比较丰富。但立堵进占到一定程度时,口门缩窄,流速增大,加剧了对河床的冲刷,因此口门合龙是堵口成败的关键。
3.混合堵
采用立堵法堵口进占到龙口,龙口处水流湍急,继续采用立堵有困难时,可先采用平堵法将龙口底部逐层垫高,使流量流速减少到一定程度后,再用立墙法合拢断流,抛土袋或填筑土戗闭气。平、立堵结合效果好,费用省,为一般堵口工程所采用。
当口门上下游水位差较大时,可在下游适当位置,再填筑一道坝,亦留有口门,使总水位差分为两级,减少原坝上下游水位差,以便于封堵(图3-28)。
沉船堵口在江苏省采用的也较多。抢堵措施:先在决口两侧滩地上用船打桩抛草(土)袋进占,口门缩窄到一定宽度时,下沉一条装满块石或土袋的船只,并在船的迎水面抛投土袋合拢断流;在土(袋)埝迎水面铺放大帆布,并抛土袋压重闭气,然后加固土埝。为确保土埝安全 最后在上游加筑一道草袋土捻在两道土埝之间,用土填实联成整体。
(二)复堤
1.堵口复堤
2.汛后复堤
①针对汛期出险和抢险的实际清况,通过汛后检查、测量,对堤防断面受损的要按原断面或大于原断面进行修复,出险的堤段,要对出险部位进行全部或局部开挖加固处理。
② 复堤前将抢险时堆放在堤上的物料、打入堤身的木桩、填人提坡的临时性反滤材料等务必清除干净,以免造成隐患。
③ 提出复堤计划及质量要求;组织施工队伍,按计划施工;按设计和施工质量要求进行验收。