摘要：白蚁危害是水库大坝的重大安全隐患之一，严重影响到大坝的安全运行及结构的稳定性。本文结合某水库大坝工程实例，对该工程存在的白蚁情况进行了介绍，并结合工程实际情况，采用了对巢灌浆（浅灌密灌）的方法对白蚁进行治理，取得了良好的成效。
关键词：水库大坝；白蚁治理；充填灌浆
0 引言
随着我国社会经济的快速发展，水库工程作为水利工程的重要组成部分，以其蓄水灌溉、供水发电、防洪排涝等重要功能，对保障国民经济的健康发展以及人们的生命财产安全起到了至关重要的作用。但是，在水库大坝运行过程中，大多会有白蚁的存在，对水库大坝的安全运行构成了威胁。因此，如何有效治理水库大坝的白蚁危害，确保水库大坝的安全性能是当前的一个重要课题。
1 大坝工程概况
某中型水库的主要功能为防洪灌溉，其工程等别为三等，该水库控制流域面积22.30km2，坝址以上干流长度7.50km。主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。水库设计洪水标准为50a一遇，校核洪水标准为1000a一遇。水库大坝系均质土坝。坝顶高程为170.80m，坝顶长520m，宽4.50m，上游为干砌块石护坡自上而下坡比1：2、1：2.50，变坡点高程168m；下游为草皮护坡边坡自上而下坡比1：2、1：3.16，坝坡在高程167.20m处设有3.40m宽戗台一道。主河槽段坝体设有棱体排水，棱体排水顶部高程为156.50m，排水体顶宽1.10m，上游边坡1：1.50，下游边坡1：1.50，底部高程154.30m。
2 工程地质
工程区位于垄岗状地貌单元上，地形西高东低，地面高程123.30～145.10m，岗垄两侧的坡度为5～20°，坡度较缓。坝体填筑材料为粉质粘土，褐黄、棕红色，硬-坚硬，以粉粘粒为主，含铁锰质结核及灰白色泥质斑点，切面光滑细腻，裂隙发育，具弱膨胀性，由于膨胀土含有较多的蒙脱石、伊利石强亲水性粘土矿物，具有吸水量大、高塑性、快速崩解性、以及剧烈的膨胀性与收缩性等特征。
3 大坝裂缝及白蚁情况
3.1大坝裂缝及成因分析
3.1.1裂缝基本情况
2014年5月13日，水库管理所发现坝体存在裂缝，开挖后发现坝体存在纵向裂缝2条，横向裂缝3条，裂缝从高程163.80m开始向下延伸，缝长约2m左右，2.70～2.90m深度处裂缝基本消失。缝宽1～3cm，缝间距50～80cm。裂缝无充填，连通性好，裂缝处土体呈硬塑状态，裂缝倾角80～90°，裂面粗糙。5月17日，为了进一步探明大坝裂缝情况，查明大坝产生裂缝原因，在桩号0+280、0+360，高程167.20m处又分别开挖两个探坑。开挖后发现两处坝体均存在纵、横向裂缝多条，裂缝情况同桩号0+246处坝体基本相同。
3.1.2裂缝处坝体物理力学指标
根据坑探取样，土体含水量范围值18.47%～23.40%，干密度范围值1.46～1.58g/cm3，平均值15.04×10-1g/cm3，坝体质量较差，坝体自由膨胀率为53％～59％，平均值55.90％，属弱膨胀土。线缩率：横向4.19%～7.44%，竖向3.90%～6.80%，收缩系数0.27～0.46，平均值0.34。
3.1.3裂缝成因分析
①根据历史资料，上世纪80年代，大坝背水坡主河槽段及台地段两处发生滑坡，主要原因是大坝碾压不实，填筑质量差，滑坡后处理不彻底，坝体填筑质量仍然较差。②2007年，对水库进行了除险加固，在坝轴线部位设置了一排连续的相互搭接水泥土搅拌桩，桩底深入到坝基粉质粘土中，使大坝浸润线高程降低，又加上近期降雨较少，现状大坝浸润线管水位163.14m，坝体土液性指数在-0.09～-0.03之间，土体呈坚硬状态，且属弱膨胀土，在大坝浸润线以上，随着含水量降低，土体收缩，坝体形成了网格状裂缝，由胀缩效应引起的张力应变形成的陡倾角裂隙，裂面粗糙，裂缝深度多在3m范围内。
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3.2大坝白蚁
白蚁对大坝的本质性威胁是它们在大坝内构筑巨大的蚁巢（直径可达1m以上）和数量众多的副巢及四通八达的蚁道。蚁巢一般修筑在坝背水坡距坝面2m以下、常水位浸润线以上。白蚁除在背水坡以植物根茎为食外，还会通过地下蚁道，穿过土坝到迎水坡取食枯枝落叶和浪渣。当汛期水位上升时，水流便有可能进入隐藏在土坝内的蚁道和巢腔内，造成散浸、管涌、沉陷、滑坡等重大险情，严重的直至酿成垮坝的灾难。
2013年4-5月，在水库溢洪道左岸高程170m，桩号0+019、0+046、0+083处先后发现白蚁3窝。2014年3月初，在距大坝下游坡脚165m左右发现白蚁1窝，4月中旬在输水干渠0+330桩号处、5月15日在桩号0+315处大坝背水坡靠近坡脚处又陆续发现白蚁巢穴各1处。
4 充填灌浆设计
4.1灌浆孔布置
在高程167.20m至高程160.46m之间大坝背水坡上，沿平行于坝轴线方向进行对巢灌浆（浅灌密灌），受资金限制，灌浆范围确定为1975年8月发生滑坡段桩号0+235～0+295、0+315～0+385。共设灌浆孔17排，每排间距1.50m。灌浆分两序施工，一序孔间距4m，二序孔间距4m，终孔间距2m。根据裂缝情况及白蚁筑巢特点，灌浆向下深入坝体内2.5～3m。在每排灌浆轴线上布置检查孔，检查孔设于一序孔旁，孔距12m。
4.2灌浆设计压力值确定原则
灌浆设计压力值以不使坝体产生过大的变形。一般灌浆管上端孔口压力应＜50kPa，在保证坝体安全的前提下，通过试验确定。施灌时灌浆压力应逐步由小到大，不得突然增加，灌浆过程中，应维持压力稳定，波动范围不得超过5%。灌浆时应加强观测，对照坝体变形，合理控制灌浆压力。
4.3灌浆施工
施工机械及灌浆材料：灌浆采用粘土浆，土料符合以下要求：选择具有失水性快，体积收缩小的中等粘土料，粘粒含量20%～45%，粉粒含量40%～70%，塑性指数10%～25%，有机质含量＜2%。
灌浆钻孔及分段：工程属浅孔灌浆，通常不用下套管，也可不分段。灌浆孔孔位偏差≤10cm，钻孔偏斜率≤2%。宜采用干法成孔，灌浆孔孔径宜为50～76mm。灌浆开始先用稀浆，经过3-5min后再加大泥浆稠度，浆液的容重应按技术要求控制。灌浆中应对第一序孔轮灌，第一序孔结束后，灌第二序孔，采用少灌多复的方法。每孔灌浆次数应通过试验确定，一般5～10次，且两次灌浆间隔时间≥3d。
灌浆结束：当浆液升至灌浆孔孔口时，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。封孔方法：每孔灌完后，待灌浆孔周围泥浆不再流动时，将孔内浆液取出，扫孔到底，分层填入直径2～3cm的干粘土泥球，每层厚度0.50m，然后捣实。或向孔内灌注容重为16kN/m3的稠浆至密实为止。
特殊情况的处理：灌浆过程中出现冒浆，应立即停止灌浆，查明冒浆原因，采取相应的处理方法。例如：在第六排一序孔5#孔灌浆时，出现冒浆现象，经检查发现此处坝坡有一处小生物洞穴，根据现场实际情况，先在冒浆洞口压砂封堵后，再继续灌浆，并加强观察。灌浆初期出现串浆，如对坝体安全无影响，可堵塞串浆孔，然后继续灌浆。灌浆后期相邻孔串浆，可减少1次灌浆量。
质量检查：分为中间检查和最终检查，中间检查内容包括按设计要求检查布孔，造孔，工艺流程，浆液性能，综合控制情况，各孔终止灌浆达到的标准，灌浆中出现的问题及处理情况；最终检查对资料进行分析，对灌浆孔进行观测，同时灌浆结束1a以后，配合钻孔，探井取样测定。检查标准为注水试验k＜1×10-5cm/s。
5 结语
综上所述，水库大坝白蚁治理是水库工程管理及除险加固工作中的一项重要内容。在水库大坝白蚁治理中，治理人员要结合工程的实际情况以及白蚁的生活习性，采取有效的措施进行治理，确保水库大坝的安全运行。
参考文献
[1]冯岗水库白蚁的防治方法[J].李欣,陈华威,潘丰彦.河南水利与南水北调.2013(10).
[2]白龟山水库白蚁防控措施及成效研究[J].陈建华.河南建材.2017(01).
论文作者:邓海元
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/8
标签：大坝论文; 白蚁论文; 裂缝论文; 水库论文; 高程论文; 粘土论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第23期论文;