土坝白蚁漏洞抢护及灌浆止漏

简介： 水库土坝被白蚁掏空坝体是南方一些中小水库经常遇到的问题，采用“复合土工膜”防治办法后，效果不理想，而采用劈裂灌浆的方法进行处理，可有效地堵塞白蚁掏洞造成的漏水通道，解决蓄水难题。关键字：堤坝 白蚁 灌浆止漏 防治

　　土栖白蚁危害、穿坝的现象长期以来困扰着水利工程的安全，威胁着人民生命财产的安全，是防汛抢险的心腹大患。以往采用埋药诱杀、挖巢、“复合土工膜”防治等办法根治白蚁隐患效果都不十分明显。湖北省随州市毛儿冲水库大坝采用劈裂式帷幕灌浆法堵洞、杀死白蚁的实践证明该项技术是一种有效措施，较好地解决了堤坝白蚁治理难题。 　　一、白蚁危害与漏水过程

　　毛儿冲水库位于随州市曾都区东北部岩子河乡，集雨面积８．９５ｋｍ２，总库容１１７．５万ｍ３，大坝为黏土心墙坝坝长１９８ｍ，坝高２２．４０ｍ，坝顶高程１９９．８０ｍ，正常蓄水位１９５．００ｍ。水库建于１９７５年，是一座具有防洪、灌溉兼农村饮水、渔业养殖等综合效益的小型水库。

　　１．白蚁危害及其前期处理

　　１９８９年，白蚁防治技术人员在该库挖土栖白蚁巢７窝。１９９０年夏季普查发现大坝背水坡左侧及坝中部有３处明流渗浸，渗漏流量随着库水位抬高而增大，当时坝体采取了埋药、诱杀等措施。１９９２年在大坝背水坡桩号０＋１０５ｍ、高程１８９．０ｍ处发现蚁洞跌窝深约１ｍ，直径０．７ｍ。鉴于该库渗漏严重，在当年除险加固工程中应用“复合土工膜”防渗试验，将迎水坡基面整平，采取大面积铺膜止漏措施，当时取得了较好的止漏效果。

　　２．水库发生管涌及抢护过程

　　该水库用“复合土工膜”在迎水坡切断了白蚁取水通道，破坏了白蚁活动正常规律。天气越是干旱，白蚁越是顺着塑膜层四处掏洞寻找水源，年久祸成，将塑膜层底部泥土掏空形成空洞。

　　１９９８年３月１０日雨后，该库管理员发现迎水坡桩号０＋０８３ｍ、高程１９３．６０ｍ处塌陷。当时库水位较低，在修复中发现坑内有较多白蚁活动，翻起浮土，用竹棍锥探“复合土工膜”底部，泥土已被白蚁掏空，出现跌窝现象。当时在该处采用农药拌和毒土筑层夯实。

　　同年６月１１日８时当库水位上升至１９４．８０ｍ时，桩号０＋０８３ｍ、高程１９３．６０ｍ处发生浑水管涌。在紧急关头，岩子河乡迅速调集１５０余人投入抢险，通过降低水位，抢筑月堤，控制了险情。但是，管涌洞仍发展到直径１．５０ｍ。

　　３．险情遗留后患

　　一是桩号０＋１０３ｍ、高程１９０．７０ｍ处，迎水坡下陷１２ｍ２、深０．２５ｍ，向下游漏水。二是在桩号０＋１００ｍ、高程１９０．２８ｍ处，发现坝基山体漏孔，顺漏水洞追挖已挖出３个副巢空腔，直径１０～２５ｃｍ，用潜水泵向该洞灌白灰水，２０分钟后发现从坝外５０ｍ自然山坡漏水洞溢出。２５分钟后又有从原管涌洞溢出，上述情况说明，自然山体漏洞与管涌洞属蚁洞串连。三是外坝肩桩号０＋０９４ｍ，高程１９５．５０ｍ，雨后发生坍塌，直径２ｍ，深２．５０ｍ。四是勘探发现桩号０＋０８３ｍ～０＋１１３ｍ、高程１９３．６０ｍ～１８５．００ｍ坝体出现纵向溶洞，长３０ｍ。

　　二、灌浆止漏工程措施

　　针对上述情况，拟对险情处理实行帷幕灌浆。帷幕灌浆是不开挖处理土坝渗浸和内部隐患的一种措施，利用压力浆液，通过管道注入洞孔及缝隙中，浆液在压力作用下析水后密实，以达到恢复坝体整体性和防渗的目的。

　　１．药 物

　　灌浆杀蚁药物选择农用虫百杀，该产品是一种大环内酯抗生素类，性状为淡黄色或棕褐色液体，易溶于水，可配制成任意倍数的均匀乳液。

　　２．工程措施

　　⑴孔位布置

　　坝体采用劈裂灌浆技术，沿坝轴线设两道劈裂灌浆帷幕，孔位呈梅花形错位布置，孔距１．５０ｍ，孔深１３．５０ｍ坝体９ｍ、基础４．５０ｍ，终孔高程１８４．００ｍ。

　　⑵浆液配比

　　选择水泥、黏土混合液，控制帷幕体渗透系数在１０－４～１０－５ｃｍ／ｓ以下。拌液土料选取粉质黏土或粉质壤土，黏粒含量为２０％～４０％，粉粒含量为３０％～７０％，遇水后可迅速崩解分散，吸水膨胀，具有一定的稳定性和黏结力。浆液稠度：土与水泥重量比为３０％～４０％水和干料重量比为１∶１～４∶１之间，浆液比药为１０∶１，拌制好的泥浆其容重为１．４～１．６９ｇ／ｃｍ３。浆液用铁纱网布过滤干净以免渣物进入压浆机内发生故障影响出浆效果。

　　⑶灌浆压力与灌浆稠度的控制

　　灌浆压力与浆液稠度的操作控制是保证工程施工质量的关键环节。采用ＨＢＷ５０／１．５型水泥砂浆泵出浆管直径２０ｍｍ，由灌浆塔经高压输送管注入灌浆点。

　　一是中小型水库大坝碾压不密实，其容重较小，浆液压力不宜过高，正常灌浆压力需均匀，首先不要过猛，应保持在每秒０．２ＭＰａ，随后逐渐加大，最大灌浆压力不宜超过每秒０．５ＭＰａ。

　　二是对桩号０＋０８３坝基孔洞采取自下而上分段灌法先栓塞定喷基础，次灌坝体，先用稀泥浆冲刷孔洞、缝壁后，不加压灌注，然后逐步加大浓度，加压至稠度１∶１全压力灌注为止。

　　三是对桩号０＋０９４透水途径较长的空洞先用４∶１浆液低压灌注，按单位吸浆量４０～６０Ｌ／ｍｉｎ控制操作，根据吃浆进展，逐步变换浆液稠度１∶１全压力灌注为止。

　　四是对桩号０＋０９８透水性强的孔段，吃浆量大，低压浓灌，适时调整浆液稠度。待原管涌洞及山坡漏水洞均有泥浆溢出，河岸溢浆最远点离坝外９０ｍ处采用棉絮填塞冒浆孔或用黏土料回填夯实后，再进行外堵慢灌。浆液由低往高处依次慢灌，使坝体大小缝隙既能灌饱，又不浪费。

　　五是对桩号０＋１０８ｍ串浆洞，即一孔灌浆、异孔冒浆的现象，可将串浆孔堵塞后继续灌浆，若灌浆孔与串浆孔之间劈开裂缝，可夯实裂缝后多次少量重复灌浆。

　　三、效果分析

　　１９９９年７月，他们在灌浆后的漏水洞挖开检验，发现洞内泥浆凝固体饱满固结，而且随洞形走样粗大凝固体与洞壁土层胶凝形成整体，不张开，无空隙，无渗浸。据近几年观察，该水库经受高水位运行检验再未发现渗漏现象，有效地解决了大坝安全问题。

　　根据该库止漏效果分析，该方法具有以下几个优点：

　　①用虫百杀乳剂拌水泥浆液渗透土层，对白蚁杀伤率高，坝体未发现白蚁活动迹象，是灌浆杀蚁的理想药物。

　　②土坝防渗采取帷幕灌浆施工简便、安全可靠，可节约投资，提高防渗性能。

　　③劈裂灌浆技术只要能做到科学地设计和施工，可以解决坝后出现的散浸、渗漏、管洞流土等隐患，满足抗渗稳定的要求。

　　四、灌浆中应注意的事项

　　１．对于开裂现象的处理

　　由于泥浆的压力作用，会使裂缝延伸。如坝面看不见的裂缝，在灌浆过程中往往会出现裂缝，可组织人力沿裂缝做阻浆盖，使泥浆不会冒出来。

　　２．对冒浆的处理

　　①无论在什么部位发现冒浆，都要暂时停止灌浆。

　　②如果在坝顶或坝坡冒浆，用乱棉絮阻塞，出现臃肿状可在冒浆处开挖回填夯实后再灌。

　　③在涵洞内发现冒浆时，如果可以进入，用乱棉絮堵塞再灌。假若不能进入可采取高浓缩浆堵塞，待凝固后再继续灌浆。

　　④如果在深水中出现冒浆，因为不能堵塞，应待已灌泥浆初凝后改灌浓度大的泥浆。

　　３．对坝坡隆起和塌陷的处理

　　①如发现坝坡有隆起现象，很可能是因为灌浆而引起的坝坡滑动，应立即停止灌浆，由有关技术人员研究隆起的原因，在确认坝坡稳定时，才可继续灌浆。

　　②灌浆中发现有塌陷现象时，也应停止灌浆，待查明原因，填土夯实后再进行灌浆。

　　参考文献：

　　１ 王甫钊，敖仕州． 试论堤坝白蚁点巢定位灌浆止漏．中国减灾，１９９９：１７～２９．

　　２ 王胡豫，王甫钊．随州市水库白蚁防治．中国减灾，

长丝土工布的应用领域（1）作挡土墙回填中的加筋，或用于锚固挡土墙的面板。修筑包裹式挡土墙或桥台。（2）加固柔性路面，修补道路上的裂缝，防止路面反射裂缝。（3）增加碎石边坡及加筋土的稳定性，防止水土流失和低温时土体的冻害。（4）路道碴与路基之间的隔离层，或路基与软基之间的隔离层。（5）人工填土、堆石或材料场与地基的隔离层，不同冻土层之间的隔离，反滤和加固作用。（6）储灰坝或尾矿坝的初期上游坝面的滤层，挡土墙回填土中排水系统的滤层。（7）排水暗管周边或碎石排水暗沟周边的滤层。（8）水利工程中水井、减压井或斜压管的滤层。（9）公路、机场、铁路道渣和人工堆石等与地基之间的土工织物的隔离层。（10）土坝内部垂直或水平排水，埋入土体中消散空隙水压力。（11）土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。（12）排除隧洞周边渗水，减轻衬砌所承受的外水压力及各建筑物周围渗水。（13）人工填土地基运动场地基的排水。（14）公路（包括临时道路）铁路、堤岸、土石坝、机场、运动场等工程中用以加强软弱地基。

　　３ 白永年等．中国堤坝防渗加固新技术．北京：中国水利水电出版社，２００１．１１．

　　４ 严国璋，李俊辉．堤坝白蚁及其防治．武汉：湖北科学出版社，２００１．１０．

　　（作者李耀华为湖北省随州市水利局局长，王甫钊为随州市水利工程白蚁防治站工程师）