土坝白蚁漏洞抢护及灌浆止漏

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土坝白蚁漏洞抢护及灌浆止漏

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-01-03 2843


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。

2002:19~20.

  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)


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