一种土石坝坝体裂缝的修复方法与流程

本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种土石坝坝体裂缝的修复方法。

背景技术：

土石坝是水利水电工程建设广泛采用的一种坝型，据不完全统计，我国共建成15m以上的大坝18595座，其中土石坝占总数的93％。坝体裂缝是土石坝常见隐患和主要破坏类型之一，在我国大型水库大坝出现的质量问题中，属于土石坝裂缝方面的约占39％。由于坝体裂缝的存在与发展，水库必须处于低水位状态运行，无法充分发挥水库的综合效益，问题严重时还可能造成溃坝等灾难性后果。

处理土石坝坝体裂缝的工程措施一般有开挖回填和灌浆处理。开挖回填会破坏坝体结构，新回填土层和新老土层结合面可能会成为坝体新的薄弱部位。当裂缝较深时，由于开挖回填的工程量大，此方法不再适用。采用灌浆处理裂缝时，浆液要有足够的流动度，以保证进浆效果，且要求浆液凝固后体积收缩小，能与坝体紧密结合，以达到灌浆后的整体性。

目前，多采用松质黏土掺入水泥配置浆液，黏土需经振捣、过筛，滤去粗颗粒，加水搅拌均匀，不仅工序复杂，且由于浆液是悬浊液，易产生离析和沉淀。为增加浆液流动性和减少凝固后体积收缩量，一般采取在浆液中加沙或加水玻璃的措施；但是，加沙后浆液又会产生沉淀现象，其均匀性和稳定性均遭到破坏，而在浆液中加入水玻璃，其表面析水，流动性减少。而且，在注浆过程中要不停的搅拌，且浆液受温度影响较大，一次不能配置太多，当温度过高时，需要及时调整水量，以保证泥浆的流动度。另外，上述灌浆浆液凝结时间长、施工工期较长、效率低，且浆液属于非膨胀性浆材，凝固后由于体积收缩又会产生新的裂缝，修复效果一般。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种工期短且修复效果好的土石坝坝体裂缝的修复方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种土石坝坝体裂缝的修复方法，其特征在于，包括下列步骤：

a、沿着坝体裂缝的走向在坝体裂缝处的坝体内每间隔0.2～2m布置一个缝内注浆孔；

b、在缝内注浆孔中设置注浆管，通过该注浆管向缝内注浆孔内注射高聚物，并使任意相邻的两个缝内注浆孔中注入的高聚物胶结在一起；

c、所有的缝内注浆孔注浆完成后，在坝体裂缝两侧的坝体内分别沿着坝体裂缝的走向每间隔0.2～2m布置一个缝外注浆孔；

d、在缝外注浆孔中设置注浆管，通过该注浆管向缝外注浆孔内注射高聚物，并使缝外注浆孔中注入的高聚物与缝内注浆孔中注入的高聚物胶结在一起形成高聚物注浆复合体，完成对坝体裂缝的修复。

进一步的是：步骤b中，沿着坝体裂缝的走向依次对缝内注浆孔进行高聚物注浆。

进一步的是：步骤b和步骤d中，在注射高聚物的同时，逐渐提升注浆管直至注浆完成。

进一步的是：步骤c中，将缝外注浆孔与缝内注浆孔错位布置。

进一步的是：步骤a中，至少将缝内注浆孔钻至坝体裂缝以下0.5m处。

进一步的是：步骤c中，至少将缝外注浆孔钻至坝体裂缝以下0.5m处。

进一步的是：所述缝外注浆孔与坝体裂缝之间的距离为0.2～1m。

进一步的是：所述注浆管包括呈圆柱形的空心管体和设置在空心管体一端的圆锥形端部，所述空心管体的管壁上设有溢浆孔。

本发明的有益效果是：该修复方法通过高聚物对坝体裂缝进行注浆，利用高聚物浆液发生聚合反应后体积迅速膨胀并扩散的特性，其在膨胀和扩散过程中，不仅能填充满坝体裂缝，而且会进入周围土体的孔隙中，与土体胶结成为一个整体；同时，在坝体裂缝两侧进行高聚物注浆，使坝体裂缝周围一定范围内的土体和高聚物胶结在一起形成高聚物注浆复合体，所形成的高聚物注浆复合体是柔性体，抗拉性能高，适应变形能力强，能够避免因水位变化等原因导致坝体裂缝再次开裂，修复效果较好。由于所采用的高聚物是非水反应注浆材料，因此，该修复方法既能适用于无水条件下的坝体裂缝修复，又能适用于有水条件下的坝体裂缝修复，并具有防渗堵漏的效果；而且，采用高聚物注浆不需要养护，极大的缩短了施工时间，修复快捷。另外，该修复方法还具有工程量小、施工成本低、对坝体扰动小等优点，具有巨大的社会和经济效益。

附图说明

图1是采用本发明方法对某坝顶裂缝进行修复的实施结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图中标记为：坝体100、坝体裂缝101、坝体心墙110、缝内注浆孔201、缝外注浆孔202。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

结合图1和图2所示，一种土石坝坝体裂缝的修复方法，包括下列步骤：

a、沿着坝体裂缝101的走向在坝体裂缝101处的坝体100内每间隔0.2～2m布置一个缝内注浆孔201；通常采用钻具进行布孔，一般所设置的缝内注浆孔201的直径不小于其设置处坝体裂缝101的宽度；

b、在缝内注浆孔201中设置注浆管，通过该注浆管向缝内注浆孔201内注射高聚物，并使任意相邻的两个缝内注浆孔201中注入的高聚物胶结在一起；该步骤中，为使高聚物更顺利的胶结在一起，以提高修复效果，通常沿着坝体裂缝101的走向依次对缝内注浆孔201进行高聚物注浆；

c、所有的缝内注浆孔201注浆完成后，在坝体裂缝101两侧的坝体100内分别沿着坝体裂缝101的走向每间隔0.2～2m布置一个缝外注浆孔202；

d、在缝外注浆孔202中设置注浆管，通过该注浆管向缝外注浆孔202内注射高聚物，并使缝外注浆孔202中注入的高聚物与缝内注浆孔201中注入的高聚物胶结在一起形成高聚物注浆复合体，完成对坝体裂缝101的修复。

上述土石坝坝体裂缝的修复方法，首先通过对坝体裂缝101进行高聚物注浆，利用高聚物浆液发生聚合反应后体积迅速膨胀并扩散的特性，使其在膨胀和扩散过程中，将坝体裂缝101和坝体裂缝101周围土体内的孔隙填满；然后，通过在坝体裂缝101两侧进行高聚物注浆，使坝体裂缝101周围一定范围内的土体和高聚物胶结在一起形成高聚物注浆复合体，完成对坝体裂缝101的修复。该修复方法既能适用于无水条件下的坝体裂缝101修复，又能适用于有水条件下的坝体裂缝101修复，并具有防渗堵漏的效果；而且，无需要养护，极大的缩短了工期；同时，所形成的高聚物注浆复合体是柔性体，抗拉性能高，适应变形能力强，能够避免因水位变化等原因导致坝体裂缝101再次开裂。

上述修复方法中使用的注浆管采用一般的高聚物注浆管即可，优选采用下述结构的注浆管，即注浆管包括呈圆柱形的空心管体和设置在空心管体一端的圆锥形端部，所述空心管体的管壁上设有溢浆孔。

为了提高注浆的均匀性，以达到更好的修复效果，步骤b和步骤d中，在注射高聚物的同时，逐渐提升注浆管直至注浆完成。

为了使同等数量下的缝外注浆孔202达到更好的修复效果，在步骤c中布置缝内注浆孔201时，通常将缝外注浆孔202与缝内注浆孔201错位布置。

在保证缝外注浆孔202中注入的高聚物与缝内注浆孔201中注入的高聚物顺利胶结在一起的同时，为了尽量减小对坝体的扰动，在步骤c中布置缝内注浆孔201时，使所述缝外注浆孔202与坝体裂缝101之间的距离为0.2～1m。

由于坝体裂缝101主要出现在坝体心墙110内，因此，通过该修复方法修复坝体裂缝101的过程中主要对坝体心墙110进行钻孔注浆。对坝体裂缝101的修复不仅仅是通过高聚物将坝体裂缝101填满，还要避免坝体裂缝101继续向下开裂，因此，在布置缝内注浆孔201和缝外注浆孔202时，通常将缝内注浆孔201和缝外注浆孔202钻至坝体裂缝101以下。

优选的，步骤a中，至少将缝内注浆孔201钻至坝体裂缝101以下0.5m处；步骤c中，至少将缝外注浆孔202钻至坝体裂缝101以下0.5m处。

实施例

结合图1和图2所示，某位于深厚覆盖层上的心墙堆石坝，坝高200m，在大坝建成后的运行过程中，坝顶出现多条大致平行于坝轴线的纵向坝体裂缝101和垂直坝轴线的横向坝体裂缝101，成为大坝的安全隐患。

利用本发明方法对上述心墙堆石坝的坝体裂缝101进行修复，步骤如下：

a、沿着坝体裂缝101的走向在坝体裂缝101处的坝体100内每间隔2m布置一个缝内注浆孔201；采用钻具进行布孔，将缝内注浆孔201钻至坝体裂缝101以下0.5m处，所设置的缝内注浆孔201的直径不小于其设置处坝体裂缝101的宽度；

b、在缝内注浆孔201中设置注浆管，通过该注浆管向缝内注浆孔201内注射高聚物，在注射高聚物的同时，逐渐提升注浆管直至该缝内注浆孔201注浆完成；接着，沿着坝体裂缝101的走向对下一个缝内注浆孔201进行高聚物注浆，直至所有的缝内注浆孔201注浆完成，并使任意相邻的两个缝内注浆孔201中注入的高聚物胶结在一起；

c、所有的缝内注浆孔201注浆完成后，在坝体裂缝101两侧的坝体100内分别沿着坝体裂缝101的走向每间隔2m布置一个缝外注浆孔202，且使缝外注浆孔202与坝体裂缝101之间的距离为1m；采用钻具进行布孔，将缝外注浆孔202钻至坝体裂缝101以下0.5m处，所设置的缝外注浆孔202与缝内注浆孔201相互错位；

d、在缝外注浆孔202中设置注浆管，通过该注浆管向缝外注浆孔202内注射高聚物，在注射高聚物的同时，逐渐提升注浆管直至该缝外注浆孔202注浆完成；接着，沿着坝体裂缝101的走向对下一个缝外注浆孔202进行高聚物注浆，直至所有的缝外注浆孔202注浆完成，并使缝外注浆孔202中注入的高聚物与缝内注浆孔201中注入的高聚物胶结在一起形成高聚物注浆复合体，完成对坝体裂缝101的修复。