白龜山水庫(kù)大壩常見(jiàn)病害及處理措施

張紅旭

（河南省白龜山水庫(kù)管理局）

1 工程概況

白龜山水庫(kù)位于沙潁河上游干流上，距平頂山市中心9.00 km，1958年動(dòng)工興建，1966年竣工驗(yàn)收，“75.8”大水后，于1976年大壩垂直加高1.00 m，1998—2006年進(jìn)行除險(xiǎn)加固。水庫(kù)是以防洪、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉綜合利用的大（2）型水庫(kù)。工程由攔河壩、順河壩、北副壩、泄洪閘、攔洪閘、導(dǎo)滲降壓工程及南、北干渠渠首閘組成。攔、順壩為均質(zhì)土壩，攔河壩長(zhǎng)1545.00 m，壩頂寬7.00 m，壩頂高程110.40 m，最大壩高24.00 m；順河壩長(zhǎng)18 016.50 m，最大壩頂寬6.00 m，壩頂高程110.40 m，最大壩高16.24 m。水庫(kù)控制流域面積2 740.00 km2，防洪標(biāo)準(zhǔn)按100 a一遇洪水設(shè)計(jì)，2000 a一遇洪水校核，最大庫(kù)容9.22億m3，死水位97.50 m，興利水位103.00 m。

2 水庫(kù)大壩發(fā)揮的重要作用

2.1 防洪

白龜山水庫(kù)是一座以防洪為主的水利工程，水庫(kù)的建成，使漯河站安全泄量由2 500 m3/s，提高到3 000 m3/s，漯河以下河道防洪標(biāo)準(zhǔn)從10 a一遇提高到20 a一遇。水庫(kù)建成至今，共調(diào)節(jié)18 場(chǎng)致災(zāi)洪水，平均削減洪峰68.00%，平均調(diào)蓄洪量30.00%，有效地保護(hù)了沙河下游人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，減輕了淮河的防洪壓力，防洪效益顯著。

2.2 供水

白龜山水庫(kù)1971 年開(kāi)始城市生活供水，1977 年開(kāi)始工業(yè)生產(chǎn)供水，年均為平頂山市工業(yè)生活供水1.40億m3，保證了平頂山市居民生活和工業(yè)生產(chǎn)用水，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 灌溉

白龜山灌區(qū)位于水庫(kù)下游沙河兩岸，設(shè)計(jì)灌溉面積3.33萬(wàn)hm2，有效灌溉面積2.22 萬(wàn)hm2，1973 年開(kāi)始農(nóng)業(yè)供水，年均供水量4 400萬(wàn)m3。通過(guò)水庫(kù)引水自流灌溉，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件改變，土地復(fù)種指數(shù)提高40.00%，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

2.4 生態(tài)

白龜山水庫(kù)年均為下游生態(tài)環(huán)境供水5 000 萬(wàn)m3。通過(guò)生態(tài)供水，下游河道水環(huán)境質(zhì)量得到較大改善，補(bǔ)給了沿河兩岸地下水源，優(yōu)化了水生態(tài)和水環(huán)境，帶來(lái)較大生態(tài)效益。

3 大壩常見(jiàn)病害

土壩是由松散的土料經(jīng)碾壓而成的擋水建筑物，在復(fù)雜的自然條件影響下及各種外力作用下，狀態(tài)隨時(shí)都在變化。白龜山水庫(kù)大壩較長(zhǎng)，規(guī)劃設(shè)計(jì)粗放，攔、順壩有8.80 km長(zhǎng)的水中倒土壩，部分壩段干容重偏低。水庫(kù)大壩不僅存在白蟻病害，在運(yùn)行中還常出現(xiàn)裂縫、塌坑、護(hù)坡破壞等病害。

3.1 白蟻

白蟻在大壩上筑巢生長(zhǎng)、繁衍，形成較大的巢腔和四通八達(dá)的蟻路，當(dāng)蟻道穿通大壩的上下游坡，高水位超越蟻路時(shí)，大量水體通過(guò)蟻道進(jìn)入蟻巢，會(huì)使大壩發(fā)生管涌、塌坑、滑坡等險(xiǎn)情。白龜山水庫(kù)大壩白蟻危害是在除險(xiǎn)加固工程開(kāi)始后發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題，目前主要發(fā)現(xiàn)在順河壩下游壩坡和管理區(qū)域，壩坡蟻巢分布密度最大在每百米8～10 個(gè)群體，主巢一般在壩內(nèi)2.00 m，甚至更深，最大蟻巢挖洞高達(dá)1.50 m，直徑0.70 m。2000年在順河壩下游護(hù)坡10+000處發(fā)現(xiàn)面積約40 m3塌坑，在坑內(nèi)發(fā)現(xiàn)白蟻活動(dòng)，可見(jiàn)白蟻對(duì)水庫(kù)大壩壩體安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

3.2 裂縫

裂縫是土壩較為常見(jiàn)的現(xiàn)象，有些表面裂縫對(duì)壩體危害性不大，但其有潛在危險(xiǎn)。橫向裂縫有可能會(huì)造成壩身土體滲透破壞，甚至更嚴(yán)重的后果，而縱向裂縫可能是壩體滑坡的先兆。白龜山水庫(kù)大壩常見(jiàn)的裂縫病害有橫向裂縫、縱向裂縫和龜紋裂縫。裂縫寬度，最窄的不到1 mm，寬的可達(dá)數(shù)10 cm，長(zhǎng)度短的不到1.00 m，長(zhǎng)的可達(dá)數(shù)10 m。近年來(lái)受極端天氣的影響及動(dòng)用死庫(kù)容應(yīng)急供水等多種因素的影響，裂縫病害出現(xiàn)的幾率增大。

3.3 塌坑

塌坑是壩身局部土體下陷而形成的，塌坑不但能破壞大壩斷面的完整性，縮短滲徑，增大滲透破壞力，還可降低壩坡阻滑力引起滑坡，嚴(yán)重的隨著滲水侵入，引起管涌等重大險(xiǎn)情。白龜山水庫(kù)大壩質(zhì)量差，壩體存在漏溝和白蟻危害，當(dāng)這些險(xiǎn)情未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，遇上高水位或雨水淋浸，隨著空洞周邊土體的濕軟，成拱能力降低，而形成塌坑。

3.4 護(hù)坡破壞

護(hù)坡是土壩外部結(jié)構(gòu)的重要組成部分，上游護(hù)坡保護(hù)壩坡及壩體免受風(fēng)浪的沖刷和冰凌的破壞，下游護(hù)坡是防止壩坡雨水沖刷和土料不被風(fēng)吹失，以及減輕動(dòng)物在壩坡挖洞筑巢。白龜山水庫(kù)正常水位水面積67.09 km2，東西最大長(zhǎng)度20.00 km，南北最大寬7.00 km，影響水庫(kù)流域風(fēng)為季風(fēng)，夏季多東南風(fēng)，有時(shí)也有龍卷風(fēng)，冬季多西北風(fēng)和偏北風(fēng)，年平均風(fēng)力2.3級(jí)，月平均風(fēng)力最大3 級(jí)，最小2 級(jí)，最大風(fēng)力可達(dá)9 級(jí)西北風(fēng)，受波浪沖擊，上游護(hù)坡易出現(xiàn)塊石脫落、塌陷等病害，病害區(qū)域主要集中在順河壩上游護(hù)坡104.00 m以下0+000～4+000壩段。

4 處理措施

4.1 白蟻防治措施

4.1.1 人工挖巢

這本書(shū)將一年級(jí)教材分為“識(shí)字寫(xiě)字”“閱讀”“口語(yǔ)交際”“寫(xiě)話(huà)”“快樂(lè)讀書(shū)吧”五部分內(nèi)容，每一部分的論述都聚焦教學(xué)策略的研究和指導(dǎo)。曹老師把她的理性思考上升到理論，把教材的本質(zhì)揭示給每一位讀者。我結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐體悟老師提出的閱讀教學(xué)策略，頗有收獲。

通過(guò)白蟻地表活動(dòng)泥線(xiàn)、泥被，找出蟻道，跟蹤挖出主、副巢，捕獲蟻王蟻后，施藥殺死白蟻余部，回填夯實(shí)恢復(fù)原貌。人工挖巢不僅能徹底消滅蟻群，回填時(shí)還可堵塞蟻巢、蟻道。2000—2019年在白龜山水庫(kù)順河壩壩坡及管理區(qū)域共挖出白蟻1 580對(duì)。

4.1.2 毒餌誘殺

利用白蟻的趨食性和白蟻之間相互吮舔、交哺、撫觸等習(xí)性，在白蟻地表活動(dòng)季節(jié)，把毒餌誘殺條、誘殺包投放在順河壩下游護(hù)坡，白蟻經(jīng)常活動(dòng)的跡象處或蟻道內(nèi)，使白蟻取食后通過(guò)白蟻之間吮舔、喂食等藥物傳遞，把有效的毒劑傳遞給種群內(nèi)其它的個(gè)體，誘其中毒死亡。

4.1.3 設(shè)置毒土網(wǎng)幕

在順河壩下游護(hù)坡浸潤(rùn)線(xiàn)以上的斜面上，從上向下打孔，呈梅花狀，行、列間距1.00 m，邊打孔邊灌注藥水，使藥液滲到土層內(nèi)，灌注泥漿充填、固壩，此法不僅能滅殺大壩內(nèi)部的白蟻群體，還可阻止白蟻飛落到壩面另建新巢。

4.1.4 設(shè)置毒土隔離帶

在順河壩下游護(hù)坡與壩腳連接處設(shè)置毒土隔離帶，打孔深1.00 m，孔距0.50 m，呈梅花型布置，將藥物灌入孔內(nèi)，在壩腳塊石排水帶上方形成毒土隔離帶，防治壩外白蟻上壩筑巢。

4.2 裂縫處理措施

4.2.1 開(kāi)挖回填

開(kāi)挖回填是處理裂縫比較徹底的方法，適用于穩(wěn)定、不太深的表層裂縫及防滲部位的裂縫。開(kāi)挖時(shí)沿裂縫開(kāi)挖，開(kāi)挖長(zhǎng)度超過(guò)裂縫兩端1.00 m，深度超過(guò)裂縫0.30～0.50 m，坑槽底部寬度至少0.50 m，邊坡滿(mǎn)足穩(wěn)定要求，深溝槽挖成階梯形。回填土料選用和大壩土料相同，含水量相近，每層鋪土厚度0.20～0.30 m，由下至上，分層填土夯實(shí)，夯實(shí)度不低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.2 灌漿堵塞

對(duì)于開(kāi)挖回填工程量大，裂縫寬度大，開(kāi)挖危機(jī)壩坡安全，采用灌漿堵塞，不但能充填形狀簡(jiǎn)單的裂縫，而且還能填塞寬度<1 mm及形狀較為復(fù)雜的裂縫。灌漿時(shí)先用稀漿，后加大泥漿稠度，灌至不吃漿時(shí)，終止灌漿。

4.3 塌坑處理措施

4.3.1 翻填夯實(shí)

對(duì)不確定原因的塌坑，要開(kāi)挖翻填。先將坑內(nèi)松土、雜物清除，清除至松軟的邊界層面，根據(jù)土質(zhì)情況留足坡度，再分層回填夯實(shí)。鋪土厚度每層0.20～0.30 m，可采用人工夯實(shí)或機(jī)械夯實(shí)。當(dāng)塌坑在壩頂或上游護(hù)坡，所用土料的透水性能不低于原壩體土料，以利防滲。

4.3.2 填塞封堵

對(duì)水下較深部位的塌坑，用麻袋裝粘土直接在水下填塞，全部填滿(mǎn)后再拋投粘土加以封堵和幫寬，封堵要嚴(yán)密，避免從塌坑處形成滲水通道。

4.4 護(hù)坡破壞處理措施

4.4.1 干砌塊石護(hù)坡

護(hù)坡塊石脫落、隆起時(shí)，拆除松動(dòng)石塊，重新砌筑，砌筑時(shí)自下而上進(jìn)行，使石塊咬扣緊密，砌縫交錯(cuò)壓縫，對(duì)較大的縫，用小片石填塞楔緊，防止松動(dòng)。石料選用厚度>0.30 m，質(zhì)地堅(jiān)硬、無(wú)裂紋、無(wú)風(fēng)化的干凈塊石，嵌砌厚度偏差控制在設(shè)計(jì)厚度值的i 10.00%之間。當(dāng)護(hù)坡塊石塌陷、墊層被沖，先翻出塊石，按設(shè)計(jì)要求修復(fù)土體和墊層，再將塊石砌筑緊密。墊層材料選用具有良好的抗水性、抗凍性、耐風(fēng)性和不易被水溶解的材料，修整時(shí)壩坡面按設(shè)計(jì)坡比整修平順。

4.4.2 草皮護(hù)坡

草皮護(hù)坡出現(xiàn)坑凹、雨淋溝，先挖出坑溝內(nèi)松土，用與壩體相同土料，分層回填夯實(shí)，修復(fù)后鋪設(shè)草皮，草皮鋪設(shè)時(shí)成塊移植，鋪滿(mǎn)修補(bǔ)部位，定期灑水，雜草及時(shí)清除。

5 結(jié)語(yǔ)

土壩的病害是有從小到大、從輕到重、由量變到質(zhì)變的發(fā)展過(guò)程，對(duì)土壩病害有效及時(shí)處理，不僅能減輕大壩的損壞，而且對(duì)保證大壩安全，延長(zhǎng)使用壽命，保持整齊清潔，有著重要的作用。