土壩白蟻漏洞搶護及灌漿止漏

論文類別:工學論文 > 水利工程論文
論文作者: 李耀華 王甫釗
上傳時間:2006/2/20 14:13:00

摘要:水庫土壩被白蟻掏空坝體是南方一些中小水庫經常遇到的問題,采用“復合土工膜”防治辦法後,效果不理想,而采用劈裂灌漿的方法進行处理,可有效地堵塞白蚁掏洞造成的漏水通道,解決蓄水難題。

關鍵詞:堤坝 白蟻 灌浆止漏 防治

  土棲白蟻危害、穿壩的現象長期以來困擾著水利工程的安全,威脅著人民生命財產的安全,是防汛搶險的心腹大患。以往采用埋藥誘殺、挖巢、“復合土工膜”防治等辦法根治白蟻隱患效果都不十分明顯。湖北省隨州市毛兒沖水庫大壩采用劈裂式帷幕灌漿法堵洞、殺死白蚁的實踐證明該項技術是一種有效措施,較好地解決了堤壩白蟻治理難題。
  一、白蚁危害與漏水過程
  毛兒沖水庫位於隨州市曾都區東北部巖子河鄉,集雨面積8.95km2,总庫容117.5萬m3,大壩為黏土心墻壩壩長198m,壩高22.40m,壩頂高程199.80m,正常蓄水位195.00m。水庫建於1975年,是一座具有防洪、灌溉兼農村饮水、漁業養殖等綜合效益的小型水庫。
  1.白蟻危害及其前期處理
  1989年,白蟻防治技術人員在該庫挖土栖白蟻巢7窩。1990年夏季普查發現大壩背水坡左侧及壩中部有3處明流渗浸,滲漏流量隨著库水位擡高而增大,當時坝體采取了埋藥、誘殺等措施。1992年在大壩背水坡桩號0+105m、高程189.0m處發现蟻洞跌窩深約1m,直徑0.7m。鑒於該庫滲漏嚴重,在當年除險加固工程中应用“復合土工膜”防滲试驗,將迎水坡基面整平,采取大面積鋪膜止漏措施,當時取得了較好的止漏效果。
  2.水庫發生管湧及搶護過程
  該水庫用“復合土工膜”在迎水坡切斷了白蟻取水通道,破壞了白蟻活動正常規律。天氣越是幹旱,白蟻越是順著塑膜层四處掏洞尋找水源,年久祸成,將塑膜層底部泥土掏空形成空洞。
  1998年3月10日雨後,該庫管理員发現迎水坡樁號0+083m、高程193.60m處塌陷。當時庫水位較低,在修復中发現坑內有較多白蟻活動,翻起浮土,用竹棍錐探“復合土工膜”底部,泥土已被白蟻掏空,出現跌窩現象。當時在該处采用農藥拌和毒土築層夯實。
  同年6月11日8时當庫水位上升至194.80m時,桩號0+083m、高程193.60m處發生渾水管湧。在紧急關頭,巖子河鄉迅速调集150余人投入搶險,通过降低水位,搶築月堤,控制了險情。但是,管湧洞仍发展到直徑1.50m。
  3.險情遺留後患
  一是樁號0+103m、高程190.70m處,迎水坡下陷12m2、深0.25m,向下遊漏水。二是在樁號0+100m、高程190.28m處,发現壩基山體漏孔,順漏水洞追挖已挖出3個副巢空腔,直徑10~25cm,用潛水泵向該洞灌白灰水,20分钟後發現從壩外50m自然山坡漏水洞溢出。25分鐘後又有從原管湧洞溢出,上述情況說明,自然山體漏洞與管湧洞屬蟻洞串連。三是外壩肩桩號0+094m,高程195.50m,雨後發生坍塌,直徑2m,深2.50m。四是勘探發現樁號0+083m~0+113m、高程193.60m~185.00m壩體出現縱向溶洞,長30m。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com 二、灌浆止漏工程措施
  針對上述情況,擬對險情處理實行帷幕灌漿。帷幕灌浆是不開挖處理土壩渗浸和內部隱患的一種措施,利用壓力漿液,通過管道註入洞孔及縫隙中,漿液在壓力作用下析水後密實,以達到恢復坝體整體性和防滲的目的。
  1.藥 物
  灌漿殺蟻藥物选擇農用蟲百殺,該產品是一種大環內酯抗生素類,性狀為淡黃色或棕褐色液體,易溶于水,可配制成任意倍數的均勻乳液。
  2.工程措施
  ⑴孔位布置
  壩體采用劈裂灌漿技術,沿壩軸線设兩道劈裂灌漿帷幕,孔位呈梅花形錯位布置,孔距1.50m,孔深13.50m壩體9m、基礎4.50m,終孔高程184.00m。
  ⑵漿液配比
  选擇水泥、黏土混合液,控制帷幕體滲透系數在10-4~10-5cm/s以下。拌液土料選取粉質黏土或粉質壤土,黏粒含量為20%~40%,粉粒含量為30%~70%,遇水後可迅速崩解分散,吸水膨脹,具有一定的穩定性和黏結力。漿液稠度:土與水泥重量比為30%~40%水和幹料重量比為1∶1~4∶1之間,漿液比藥為10∶1,拌制好的泥漿其容重為1.4~1.69g/cm3。漿液用鐵紗網布過濾幹凈以免渣物进入壓漿機內發生故障影響出漿效果。
  ⑶灌浆壓力與灌漿稠度的控制
  灌漿壓力與漿液稠度的操作控制是保證工程施工質量的關鍵環節。采用HBW50/1.5型水泥砂漿泵出漿管直徑20mm,由灌漿塔經高壓輸送管註入灌漿點。
  一是中小型水庫大坝碾壓不密實,其容重较小,漿液壓力不宜過高,正常灌漿壓力需均勻,首先不要過猛,應保持在每秒0.2MPa,隨後逐漸加大,最大灌漿壓力不宜超過每秒0.5MPa。
  二是对樁號0+083壩基孔洞采取自下而上分段灌法先栓塞定噴基礎,次灌壩体,先用稀泥漿沖刷孔洞、縫壁後,不加壓灌註,然后逐步加大濃度,加壓至稠度1∶1全壓力灌註为止。
  三是對樁號0+094透水途徑較長的空洞先用4∶1漿液低壓灌註,按單位吸漿量40~60L/min控制操作,根據吃漿進展,逐步變換漿液稠度1∶1全壓力灌注為止。
  四是對樁號0+098透水性強的孔段,吃漿量大,低壓濃灌,適時調整漿液稠度。待原管湧洞及山坡漏水洞均有泥漿溢出,河岸溢漿最遠點離壩外90m處采用棉絮填塞冒漿孔或用黏土料回填夯實後,再進行外堵慢灌。漿液由低往高處依次慢灌,使壩體大小缝隙既能灌飽,又不浪費。
  五是對樁号0+108m串漿洞,即一孔灌漿、異孔冒漿的現象,可将串漿孔堵塞後繼續灌漿,若灌漿孔與串漿孔之間劈開裂縫,可夯實裂縫後多次少量重復灌漿。
  三、效果分析
  1999年7月,他们在灌漿後的漏水洞挖開檢驗,發現洞內泥漿凝固体飽滿固結,而且隨洞形走樣粗大凝固體與洞壁土層膠凝形成整体,不張開,無空隙,無滲浸。據近幾年觀察,該水庫經受高水位運行检驗再未發現滲漏現象,有效地解決了大壩安全問題。
  根據該庫止漏效果分析,該方法具有以下幾個優點:
  ①用蟲百殺乳劑拌水泥漿液滲透土層,對白蟻殺傷率高,壩體未發現白蟻活動跡象,是灌漿殺蟻的理想藥物。
  ②土壩防滲采取帷幕灌漿施工簡便、安全可靠,可節約投資,提高防滲性能。
  ③劈裂灌浆技術只要能做到科学地設計和施工,可以解決壩后出現的散浸、滲漏、管洞流土等隱患,滿足抗滲穩定的要求。
  四、灌漿中應註意的事項
  1.對於開裂現象的處理
  由于泥漿的壓力作用,會使裂縫延伸。如壩面看不見的裂縫,在灌漿過程中往往會出現裂縫,可组織人力沿裂縫做阻漿盖,使泥漿不會冒出來。
  2.對冒漿的處理
  ①無論在什么部位發現冒漿,都要暫時停止灌浆。
  ②如果在壩頂或壩坡冒漿,用亂棉絮阻塞,出現臃腫狀可在冒漿處開挖回填夯实後再灌。
  ③在涵洞內發現冒漿時,如果可以進入,用乱棉絮堵塞再灌。假若不能進入可采取高濃縮漿堵塞,待凝固后再繼續灌漿。
  ④如果在深水中出現冒漿,因為不能堵塞,應待已灌泥漿初凝後改灌濃度大的泥漿。
  3.對坝坡隆起和塌陷的處理
  ①如發現坝坡有隆起現象,很可能是因為灌漿而引起的壩坡滑動,應立即停止灌漿,由有關技術人員研究隆起的原因,在確認壩坡穩定時,才可繼續灌漿。
  ②灌漿中發现有塌陷現象時,也應停止灌浆,待查明原因,填土夯實後再进行灌漿。

  參考文獻:
  1 王甫釗,敖仕州. 試論堤壩白蟻點巢定位灌浆止漏.中國減災,1999:17~29.
  2 王胡豫,王甫釗.隨州市水庫白蟻防治.中國減災,2002:19~20.
  3 白永年等.中國堤壩防滲加固新技術.北京:中國水利水電出版社,2001.11.
  4 嚴國璋,李俊辉.堤壩白蟻及其防治.武漢:湖北科學出版社,2001.10. 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
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