苗尾水电站白蚁潜在危害分析及防治方案研究

鄢 镜，孙 来，王栋良

（中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州，311122）

苗尾水电站白蚁潜在危害分析及防治方案研究

鄢 镜，孙 来，王栋良

（中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州，311122）

苗尾水电站地处云南省大理州，大坝坝型为砾质土心墙堆石坝，大坝心墙设计需用土料约180万m3。现场调查发现，大坝坝址及各土料场均分布有大量白蚁，如不采取措施对其进行灭杀处理，大坝建造过程中和建成后，它们会通过大坝两端与山体连接处侵入大坝，进而危害大坝安全。苗尾水电站大坝在填筑前、填筑中和填筑后分别采用灭蚁药、诱虫灯等设备对白蚁进行监控和灭杀，为大坝的长久安全运行提供了有力保障。

苗尾水电站；砾质土心墙堆石坝；白蚁；潜在危害；防治

1 工程概况

苗尾水电站位于云南省大理州云龙县苗尾乡境内的澜沧江河段上，是澜沧江上游河段一库七级开发方案中的最下游一级电站，上接大华桥水电站，下临澜沧江中下游河段最上游一级电站——功果桥水电站。

苗尾水电站为一等工程，电站开发任务以发电为主，兼顾灌溉供水，促进地方经济发展与移民脱贫致富。电站正常蓄水位1 408.00 m，相应库容6.60亿m3，电站装机容量1 400 MW（4×350 MW），多年平均发电量65.56亿kW·h，保证出力424.2 MW。电站枢纽建筑物主要由砾质土心墙堆石坝、溢洪道、冲沙兼放空洞、引水系统、发电厂房等组成。

坝址区域属大陆性副热带气候，年平均气温15.9℃，年平均降水量729.5 mm，日照2 114.9 h，属典型的山体立体气候。

大坝心墙设计需用土料约180万m3，主要来自坝址左岸料场、苗尾寨土料和丹梯村土料场。上水井料场涉及居民较多，作为储备料场。

2 白蚁分布情况

现场调查发现，苗尾水电站坝址及各土料场均分布有大量白蚁。经对采集到的白蚁标本进行鉴定，调查区域共有6种白蚁分布。它们分别是黑翅土白蚁、黄翅大白蚁、土垅大白蚁、黄胸散白蚁和杨子江近扭白蚁，另外一种土白蚁有待进一步鉴定。这些白蚁中，对电站大坝能造成严重危害的主要是黑翅土白蚁、黄翅大白蚁、土垅大白蚁和待查定的土白蚁这四种白蚁。

现场调查结果显示，坝址左岸土料场白蚁的分布密度最高，无论是林地内的活立树木基部、枯树桩、伐倒木，还是耕地上的枯玉米杆和牛粪堆，均存在大量白蚁活动迹象和白蚁活体，地表也分布有大量的泥被、泥线。白蚁分布范围广、密度高，在调查到的五种白蚁中，黄翅大白蚁和黑翅土白蚁的分布密度最高，土垅大白蚁也有较高的分布密度。大坝左坝头的白蚁分布密度仅次于坝址左岸土料场，该地也有众多黑翅土白蚁、黄翅大白蚁和土垅大白蚁分布，但黄胸散白蚁和杨子江近扭白蚁的分布较少。苗尾寨土料场和丹梯村土料场的白蚁分布虽不如坝址左岸土料场和左坝址，但料场所在的玉米地及其土坎上有大量的泥被、泥线分布，料场内及其周围的树木基部、伐桩和坟墓旁也发现有许多泥被、泥线。在一些树木基部和伐桩内，可见到大量白蚁在取食和活动。对采集到的白蚁标本进行鉴定后发现，在这两个土料场具有广泛分布的也主要是黑翅土白蚁、黄翅大白蚁和土垅大白蚁。相比而言，大坝右坝头的白蚁分布密度最小，仅在少量的栎树和松树基部及探洞口附近有白蚁活动迹象，从采集到的白蚁来看，主要为黑翅土白蚁和黄翅大白蚁。

3 白蚁对砾质土心墙堆石坝的潜在危害性分析

3.1 大坝结构

砾质土心墙堆石坝坝顶高程1 414.80 m，坝顶长576.68 m，最大坝高131.30 m，坝顶宽12 m，大坝上、下游坝坡均为1∶2.0，下游坝坡“之”字形上坝公路宽10 m。结合工程弃渣，在坝体上、下游各设一弃渣场，上游侧弃渣平台高程为1 355.00 m，下游侧弃渣平台高程为1 323.40 m，同时为提高大坝上游右岸坝前边坡稳定性，设坝前堆渣压坡，压坡平台顶高程为1 409.00 m。

大坝心墙顶高程为1 412.80 m，心墙底高程1 285.00m，心墙最大高度127.80m。心墙顶宽4.0m，上、下游坡比1∶0.25。在心墙砾质土料、反滤Ⅰ、反滤Ⅱ与基岩接触带设置1.5 m厚混凝土垫层，心墙与混凝土垫层接触部位采用接触粘土过渡。

为保证心墙不发生渗透变形，心墙上游设两层反滤层，水平宽度均为3 m，下游设两层反滤层，水平宽度均为4 m，反滤层上、下游坡为1∶0.25。由于近坝区无合适的砂砾石料场，反滤料全部采用丹坞堑石料场片麻岩人工破碎制成的轧制料。反滤料设两档，即反滤Ⅰ和反滤Ⅱ料，靠近心墙侧为反滤Ⅰ层。

为协调心墙料与坝壳料间的应力和变形，在上、下游坝壳料和反滤料间设过渡层。过渡层上、下游边坡为1∶0.3，顶部水平宽度均为6 m。

3.2 大坝所在区域白蚁潜在危害分析

现场调查发现，苗尾水电站大坝所在区域是严重危害大坝安全的土白蚁和大白蚁高发生区。无论是土料场还是坝址左右坝头两侧的山坡，均有大量的白蚁分布。同时在大坝周围山坡上还发现了大量土白蚁和大白蚁分飞繁殖蚁（有翅成虫）。由此可见，当地土白蚁和大白蚁分布历史久远，种群数量繁多，白蚁的危害情况已十分严重。

大坝建造过程中，土白蚁和大白蚁的繁殖蚁无论是随土料带入还是分飞侵入，均较易在大坝上建巢定居。混在土料中或停落在土料中的活的繁殖蚁，由于趋暗本能的驱使，会从表面尚未压实的土料层向下层已压实的土料层转移，并在半个小时至一个小时内，在紧土层下10 cm处挖一小洞栖息。由于钻入紧土层的孔口很小（约2～3 mm），一旦繁殖蚁在紧土层内筑窝成功，即使用碾压机反复碾压，它们也有存活的机会。同时，由于不可能完全清除土料中的树木和植物的微小根系，一旦繁殖蚁存活下来，就会以这些微小根系为食，进而繁殖后代。在大坝低处砾质土心墙内建巢的白蚁，随着大坝蓄水后水位上升，会逐渐将巢迁至常水位以上的地方，在原来的巢穴处留下空腔，给大坝安全带来较大隐患。

同时，生活在大坝周围山坡上的白蚁，如不采取措施对其进行灭杀处理，大坝建造过程中和建成后，它们会通过大坝两端与山体连接处侵入大坝，进而危害大坝安全。

另外，大坝两端及上、下游山坡山高坡陡，白蚁巢群密布，即使在大坝建造前采取有效措施将土料场及坝址两端山坡上一定区域范围内的所有白蚁全部消灭，但随着时间的推移，生活在相邻区域的白蚁通过有翅成虫分飞和工蚁蔓延，会逐渐侵入坝址附近山坡，进而对电站大坝安全造成威胁。因此，苗尾水电站大坝建成后，仍需采取有效措施，预防白蚁对大坝可能造成的危害。

图1 大坝典型剖面图Fig.1 Typical section of the dam

3.3 白蚁对苗尾电站大坝安全的影响

苗尾水电站大坝为砾质土心墙堆石坝，砾质土心墙两侧是反滤层和过渡层，坝体其他部分是很厚的堆石体。

据研究，当砂粒直径≥3 mm时，乳白蚁和散白蚁能自由地在砂粒间的空隙内通行。苗尾电站大坝的反滤层和过渡层由不同粒径大小的片麻岩颗粒组成。从设计方案来看，用于反滤层建造的反滤料I的岩石颗粒，直径小于1.0 mm的占25%～67%，直径小于3.0 mm的占55%～90%；反滤料II的岩石颗粒，直径在1.0～3.0 mm之间的占比≤10%。虽然目前尚未明确多大粒径的砂粒能成功阻止土白蚁和大白蚁工蚁与兵蚁的穿越，但从已有的乳白蚁和散白蚁穿越砂粒屏障的信息来推测，由于构筑反滤层II的岩石颗粒中，直径在1.0～3.0 mm之间的砂粒所占比例最大也仅10%，显然反滤层II不足以阻止白蚁的入侵。构筑反滤层I的岩石颗粒中，直径小于1.0 mm的约占25%～67%，直径大于3.0 mm的占10%～45%，说明反滤层中有部分砂粒能被白蚁搬动，有部分砂粒可能留下可供白蚁通行的空隙。显然，现有设计建造的反滤层I和反滤层II可能不能阻止土白蚁和大白蚁对砾质土心墙的入侵危害。

另外，随着时间的推移，坝体表面结构会发生一些变化。一是浪渣会填塞块石缝隙（水库的水面常漂有大量的浪渣，这些浪渣被风浪推到迎水坡的块石上后，会卡在块石缝隙中，并逐渐将缝隙塞满。浪渣是白蚁非常喜欢的食物，大坝迎水坡块石缝隙中的浪渣对白蚁具有很大的引诱力，会引诱分飞繁殖蚁飞入定居或吸引坝体内的白蚁到迎水坡取食，从而对大坝安全构成威胁）；二是块石中的风化石碎末会将块石间空隙填满；三是有些野生植物的种子会随风飘落到坝体坡面生根发芽和生长。这些因素为白蚁在坝体生存创造了一定的条件，加之每年坝体周围有大量繁殖蚁的分飞入侵和坝头山坡白蚁的蔓延和迁移，最终白蚁会对坝体产生一定危害或影响。

4 大坝白蚁防治方案

4.1 白蚁防治的主要措施

（1）在大坝填筑前白蚁活动较为活跃时期，采取见蚁喷粉和施放毒饵的措施，对大坝两端心墙土料覆盖范围附近的山坡和土料场的白蚁进行全面灭杀处理；同时利用白蚁监测控制装置对土料堆存场进行实时监控，并采用喷粉和施放毒饵的方式对入侵的白蚁及时进行灭杀处理。

（2）在大坝填筑过程中，主要采取如下措施进行防治：

①在大坝两端适当位置设置诱虫灯，以最大限度地消灭飞向大坝的白蚁有翅成虫。

②在大坝心墙填筑时，利用白蚁防治药物对所用土料进行处理，以减少白蚁在大坝内建巢定居的机会。

③采用物理或化学措施，对大坝两端与山体连接处进行处理，以防止白蚁从大坝两端山体侵入坝体内。

④在土坝基与堆石体的结合部铺设经白蚁预防药物处理的土工布以阻止白蚁侵入土心墙。

（3）大坝填筑完成后，主要采取如下措施进行防治：

①对正常蓄水位以上的坝体采用监测控制方法进行预防，以减少白蚁的筑巢定居。

②在离大坝一定距离（100～300 m）的两端山坡上，设置白蚁监测控制装置，长期监测两端山坡上白蚁的活动情况，一旦发现白蚁入侵，即用相应药物进行灭治处理。

③大坝正常蓄水位以上，在大坝迎水面距坝体一定距离处，设置诱虫灯，以诱杀飞向大坝的有翅成虫。

④加强大坝及大坝周围环境管理，及时清除水面及迎水坡浪渣、坝面旧木料和其他纤维类材料，以创造不利于白蚁孳生的环境。

4.2 土料场和坝址白蚁防治

（1）消灭土料场和坝址坝基及周围100 m范围内山坡上土壤中现有的白蚁，以减小白蚁入侵大坝的风险。

（2）土料场和坝址白蚁防治应在土料场开采和坝基开挖前1个月完成。防治实施后，应每隔约2个月对防治效果进行检查，且不少于4次。在防治效果检查过程中，如发现有白蚁存活，应立即用药物进行灭治处理。

（3）综合采用喷粉、投饵和喷药相结合的方法，对现有白蚁进行处理，要求灭杀效果达到95%以上。

（4）在有白蚁活动地方，应进行喷粉处理；在白蚁活动不太明显的地方，可采取施放毒饵方式处理。所用药物和用量应根据苗尾电站白蚁的具体情况有针对性地确定。

（5）土料开采中如发现白蚁巢穴、菌圃，应清除连其周围一定范围内的土料，防止受侵蚀的土料上坝。

4.3 大坝建造过程中的白蚁防治

（1）对土料堆存场地，在堆放土料前，应对场地内的现有白蚁进行灭杀，实施方法参考土料场和坝址白蚁防治。

（2）在土料堆存场地四周，应布设白蚁监测控制装置，实时监测白蚁入侵土料堆存场地情况。监测控制装置每隔10 m布置一套，每两年更换一次装置中的饵木。防治期间，每隔5 d检查白蚁监测控制装置一次，发现白蚁后立即采用喷粉和施放毒饵措施进行灭治处理。

（3）在大坝填筑过程中，为抵御白蚁有翅成虫分飞入侵大坝心墙，在大坝两岸山坡共设置40盏诱虫灯，各盏灯下均设置白蚁监测控制装置3套，以便及时灭杀新入侵白蚁。各盏诱虫灯间距约50 m，防治期间，在每年4月上旬至7月下旬，每月派人检查、维修两次诱虫灯，以保证诱虫灯的正常工作；每年3月上旬至11月下旬期间，每月派人检查白蚁监测控制装置一次，以掌握白蚁入侵监测控制装置情况，一旦发现白蚁，则采取喷粉或施放毒饵措施进行灭杀。

（4）在土料场取土过程中发现残余白蚁，立即采用喷药灭杀，要求灭杀效果达到100%。

（5）安排专门技术人员对上坝土料进行检查，确保上坝的土料中无白蚁携带。

4.4 大坝建成后的白蚁防治

（1）为预防白蚁有翅成虫分飞入侵，大坝建好后，除继续保留在大坝建造过程中设置在两岸山坡上的诱虫灯外，还应在坝内水面增设诱虫灯，以灭杀可能飞向大坝建巢的白蚁有翅成虫。增设的诱虫灯布置在距离大坝50 m远的水面上，每隔50 m布置一盏，共安装10盏。

（2）在大坝正常蓄水位以上的上游坝坡和下游坝坡设置白蚁监测控制装置，以掌握白蚁入侵坝体情况，确保大坝内外坡及坝顶绿地内无白蚁活动。上游坝坡在距离坝顶1 m处布置一排，间距10 m；下游坝坡布置两排，距离坝顶分别为3 m和13 m，各排白蚁监测控制装置之间的间距也为10 m。

（3）在大坝两岸距离大坝50～100 m范围内建立无蚁区隔离带。每年对隔离带采用喷粉法和施放毒饵进行一次白蚁灭治处理，以及时灭杀新出现的白蚁和新建的白蚁巢，防止白蚁向大坝扩散。用药量参考土料场和坝址的白蚁防治。

（4）上述防治措施应在大坝填筑完成后立即实施，且以后每年白蚁防治检查、处理的次数不得少于4次。

5 结语

砾质土心墙堆石坝白蚁防治主要包括预防和灭治两个方面：预防是阻止白蚁侵入大坝建巢，保障大坝的长久运行安全；灭治是消灭土料场土壤中和坝址周围山坡上已有的白蚁，减少白蚁入侵大坝的风险。苗尾水电站大坝在填筑前进行土料场和坝址区的白蚁消灭工作，填筑过程中心墙土料采用白蚁防治药物进行处理，填筑完成后坝上设置白蚁监控设备、诱虫灯等装置，确保了大坝的长久安全运行。

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Study on termite damage and its prevention measures for Miaowei hydropower station

by YAN Jing,SUN Lai and WANG Dong-liang
PowerChina Huadong Engineering Corporation

Miaowei hydropower station is located in Dali,Yunnan Province.The project features a gravel soil core rock-fill dam and is designed to be built with 1.8 million cubic meter of earth-fill material. However,the site investigation discovered the presence of large amount of termite colonization.The investigation also showed that this infestation is distributed evenly across the planned material field.Without counter measures,it is foreseeable that the infestation would spread further into the dam body during its construction as well as after its completion.Further,it would potentially cause great damage to the dam and project.It is proposed that counter measures such as chemical pesticide,trap lamp should be carried out before the commencement of earth filling,during its construction,and after the completion, to ensure the future safety and soundness of the dam and the project.

Miaowei hydropower station;gravel soil core rock-fill dam;termite;potential damage;prevention

book=28,ebook=34

TV697.2

B

1671-1092（2016）06-0028-05

2016-09-19

鄢 镜（1982-），男，福建福州人，工程师，研究方向为水工结构工程。

作者邮箱：yan_j2@ecidi.com