钱塘江秦山炮台头――兰田庙鬯塘段海塘(桩号为111+590-115+500),地处浙江省海盐县境内,是于2001年在原明清老海塘基础上加宽、加高建设而成的“三面光”标准海塘,即海塘的塘顶、迎水坡与背水坡表面均由混凝土层或条石层覆盖,整段海塘塘面没有植被分布。2003年6月,在该段海塘的部分塘面上发现了大量的白蚁有翅成虫翅膀,为确保海塘安全,浙江省白蚁防治所受浙江省钱塘江管理局的委托,及时进行了海塘蚁情的确定、药物灌浆、白蚁检查灭杀等白蚁综合治理措施。
1 材料与方法
1.1海塘蚁情的确定
在白蚁活动盛期,对整段海塘进行人工实地勘测[2],检查记录海塘表层及背水坡塘脚的白蚁活动情况,同时采集白蚁标本进行种类的鉴定。
1.2药物灌浆
根据“三面光”标准海塘结构的特殊性,采取白蚁防治药物灌浆处理进行海塘白蚁的杀灭,通过药物灌浆处理,一方面可封堵、充填海塘内的蚁巢、蚁路及其它洞穴,提高海塘的抗渗透能力和稳定性;另一方面,杀灭海塘内原有的白蚁,并可在海塘内形成有效的药土屏障,防止白蚁贯穿塘身,确保海塘安全。
1.2.1布点及表层钻孔
根据海塘建设的资料,选择原老海塘中间位置上方布二排孔,呈交叉布置,孔间距断面方向为2m,沿轴线方向为2m;采用W1.8/5空压机、回转式钻机、Φ50mm合金钻头进行表层钻孔,深度要求见土为止。
1.2.2造孔
在表层钻孔的基础上,采用专用造孔设备进行干法造孔,孔深为5.5-6.0m(含表层钻孔部分),孔径5cm-6cm;造孔应保持铅直,偏斜不得大于孔深的2%。
1.2.3制浆
选择符合要求的土料,通过过滤筛清除大颗粒和杂物,采用专用机械制浆;浆液容重控制在1.27-1.47t/m3之间;灌浆前加入适量白蚁防治药剂与泥浆充分搅拌均匀后过35孔/cm2的过滤筛。
1.2.4灌浆
采用先稀后浓的原则,灌浆开始先采用容重为1.27-1.30 t/m3左右的含药泥浆,经3-5min后采用容重为1.47 t/m3左右的泥浆;灌浆时应保持孔口密封,确保孔内压力,注浆管上端孔口压力控制在50KPa左右;当孔口压力达到要求并持续稳定3min后即终止第一次灌浆;随后每隔30min一次,复灌三次;最后一次灌浆每分钟注浆量≤0.003m3时,即可终止灌浆;在灌浆过程中,应时刻注意漏浆、孔与孔贯通及塘身裂缝等变化情况。
1.2.5漏浆、串浆的处理
如在灌浆过程中灌浆孔以外的地方出现冒浆现象,则应选用高容重的含药泥浆进行多次灌浆,待填满冒浆口后再进行灌浆处理。如发现相邻孔串浆现象,在确认对塘身安全无影响的前提下,灌浆孔和串浆孔可同时灌浆;如不宜同时灌浆,可用物件堵住串浆孔后继续灌浆。在以上方法不适宜时,可采用换位造孔的方法进行灌浆处理。
1.2.6封孔
待灌浆孔内泥浆凝固后,采用C25细骨料混凝土封孔。封孔前应先清孔,深度为60cm,其中下部30cm用瓜子片混合料等垫实,上部30cm用C25细骨料砼捣实封孔。同时,封孔材料应经专业检测机构进行C25配比试验和28d抗压强度试验合格后方可使用。
1.3治理效果的检测
1.3.1灌浆充填程度的检测
为检测灌浆对海塘的充填效果,在灌浆结束后,选择二排灌浆孔中间的位置,进行灌浆检测,采用同1.2的方法进行同物质、同条件的检测孔灌浆,检测孔的数量控制在总灌浆孔的5%。
1.3.2灌浆渗透范围的检测
为检测药物灌浆的渗透范围,选择部分塘段进行开挖验证,观察开挖面泥浆的充填效果,同时在离灌浆孔水平距离0.5m、1.0m、1.2m的位置采集海塘土样,取土范围为1cm(水平方向),采用生物测定的方法进行定量测试其对白蚁的驱避效果[4],以检测药物灌浆的有效渗透范围。
1.3.3白蚁灭治效果的检测
在完成药物灌浆后的一年内,选择进行药物灌浆处理前已发现白蚁活动迹象或吃浆量较多的塘段作为重点塘段,采用引诱法进行白蚁的检查[1]。
1.4供试材料
1.4.1制浆土料
选用符合塑性指数10-25%、粘粒含量20-45%、粉粒含量40-70%、砂粒含量<10%、有机质含量<2%、可溶盐含量<8%等条件的黄泥。
1.4.2白蚁防治药剂
药物灌浆用的药剂选用以氰戊菊酯为主要成分,对白蚁具有很强的触杀作用和驱避作用,在土壤中滞留期较长的20%天鹰杀白蚁乳油[5、6]。
在采用引诱法检查白蚁时,如发现白蚁活体则直接喷施由浙江省白蚁防治所自行配制的粉剂,该药剂对白蚁具有缓慢的胃毒作用,并有较好的传递效果(待发表)。
1.4.3供试白蚁
黑翅土白蚁Odontotermes formosanus采自室外,在室内饲养3个月。
2 结果与分析
2.1海塘蚁情
2003年6月,经对该段海塘表面及背水坡塘脚的蚁情调研结果表明,共发现3处分飞孔及25处泥线泥被等白蚁活动点,其中3处分飞孔均分布在海塘迎水坡条石间或背水坡内,25处白蚁活动点则发现于海塘背水坡塘脚杂草丛中。经对所采集白蚁个体的工、兵蚁及有翅成虫的鉴定和白蚁活动迹象的分析,均属黑翅土白蚁,根据海塘蚁情分级标准,可确定该段海塘属蚁害严重塘段[1]。
从浙江省白蚁区系分布分析,该段海塘地处浙北温带白蚁区[7],散白蚁Reticulitermes spp.、黑翅土白蚁、台湾乳白蚁Coptotermes formosanus和黄翅大白蚁 Macrotermes barneyi等是该区的广布种,但在本次蚁情调查时只发现黑翅土白蚁,笔者分析认为,可能散白蚁、台湾乳白蚁、黄翅大白蚁的巢位较浅,在海塘的建设过程中,连同原老海塘表层植被与土壤一起被清除,“三面光”海塘又不适宜这几类白蚁新群体的生存,因此,未能发现这几类白蚁。由于该段海塘原属明清时代建筑的老海塘,经过长时间的发展,黑翅土白蚁巢位入土较深,海塘的改造不能完全清除原有的黑翅土白蚁巢群。由此,也可以说明,在将来的海塘改建前,应及时进行白蚁的治理。
2.2药物灌浆结果
经2003年9-11月的药物灌浆,在该段海塘内共造孔3815只,完成灌浆21580.89m,灌入含药泥浆4768m3,折合干土重量为2445T。另外,发现漏浆现象的灌浆孔不足总数的0.6%;但孔与孔之间的贯通,即串孔现象较多,说明,所灌入的泥浆基本上充填在该海塘内,而该段海塘内包括蚁巢、蚁路及其它洞穴等的空隙较多,而且部分塘段的蚁巢系统发达。
2.3治理效果的检测结果
2.3.1灌浆充填程度的检测结果
为检测本次灌浆对海塘的充填程度,按总灌浆孔5%的比例随机在二排灌浆孔之间进行191只检测孔的灌浆检测,结果见表1。
表1. 灌浆充填程度的对比
Table 1 Constrast the stuffing level of termiticide grouting
类型 总孔数(只) 每孔注浆量范围(m3) 每孔平均注浆量(m3)
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灌浆孔 3815 0.3151-4.530 1.250
检测孔 191 0.015-0.030 0.019
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表1结果表明,不同灌浆孔之间注浆量差异很大,最大的达4.53 m3,最小的只有0.315 m3,这符合黑翅土白蚁的筑巢的特征,即黑翅土白蚁巢腔系统发达的塘段空隙较多,而黑翅土白蚁巢腔分布密度较少的塘段空隙较少。从检测孔每孔注灌浆量的变化范围看,从0.015 m3 至0.030m3 变化不明显,而且检测孔平均每孔注浆量和灌浆孔平均每孔注浆量差异很大,说明,通过本次的灌浆,在有效的渗透范围内已基本充填了原有海塘内的空隙。
2.3.2灌浆渗透范围的检测结果
在完成灌浆处理后,为检测本次药物灌浆的有效渗透范围,我们结合该段海塘其他附属设施工程建设过程,对桩号为113+230-113+250间二处桩基挖掘剖面(即在海塘内进行开挖后形成的截面)进行了检查,虽然因条件限制,一处开挖深度(离塘顶)为4.22 m,一处为2.0m,但每一剖面均有四通八达的大小蚁道或巢腔,并已灌满含药泥浆,并发现其中有一只已灌满含药泥浆的主巢腔腔径达1m左右,该巢腔底部已达4.20m深度(离塘顶);另外,离灌浆孔水平距离>1m的大小仅为2mm-3mm的蚁道也均已灌满泥浆,这从直观上可以看出,本次灌浆的水平有效渗透范围大于1m。为检测药剂的有效渗透范围,我们采集了离灌浆孔水平距为49.5-50.5cm、99.5-100.5cm、119.5-120.5cm的土样,进行驱避效果的生物测定,另取未经处理的相同性质土样作对照,结果见表2。
表2结果表明,离灌浆孔水平距离50cm、100cm、120 cm 处的土壤对黑翅土白蚁有较好的驱避作用,说明,通过药物灌浆,其药物的有效渗透范围与泥浆的渗透范围基本相同,可达1m以上。
从以上两个方面的结果说明,通过本次药物灌浆,单孔的有效渗透范围可达1m以上,通过二排孔的灌浆,基本上可在海塘内形成4m宽度的连续的药土屏障。
表2. 对黑翅土白蚁的驱避效果
Table 2 Dispelling effect to Odontotermes formosanus
土样(cm)
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白蚁穿透距离(cm)
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白蚁平均死亡率(%)
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重复1 重复2 重复3
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49.5-50.5 0 0 0 8.98
99.5-100.5 0 0.3 0.1 13.65
119.5-120.5 0.2 0 0.4 11.73
对照组 5 5 5 0
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2.3.3白蚁灭治效果的检测结果
为检测药物灌浆对海塘内原有巢群的灭治效果,我们在2004年白蚁活动盛期(尤其是白蚁分飞季节)检查海塘的蚁情,结果表明,虽然周边环境有黑翅土白蚁的分飞现象,但未在海塘内发现白蚁分飞现象。
为全面了解海塘蚁情,我们于2004年6月选择重点塘段采用引诱法进行检查观察,共在海塘背水坡塘脚设置引诱坑171只,每月观察白蚁的取食情况,发现白蚁及时进行粉剂药杀,结果见表3。
表3. 白蚁对引诱物的取食情况
Table 3 The result of termite eating off the baits
检查时间 白蚁取食数量(只) 白蚁取食率(%)
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7月 3 1.75
8月 3 1.75
9月 0 0
10月 0 0
11月 0 0
合计 6 3.50
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表3结果表明,在设置引诱坑一个月后即有3个引诱坑出现了白蚁活动迹象;在二个月后,又有3个引诱坑发现白蚁取食现象,而且发生白蚁取食的塘段均不是2003年发现白蚁分飞的塘段,这在一定程度上可以说明,通过本次的药物灌浆处理,不仅可充填海塘内的空隙,同时可基本杀灭海塘内的白蚁。但是应该指出,仅仅通过药物灌浆处理不一定完全能够杀灭海塘内的巢群,要达到理想的灭杀效果,应在药物灌浆基础上,需要进行一定时期的白蚁检查与杀灭。这与宋晓钢等(2004)的研究报道相符[3]。笔者推测这可能与药物灌浆的渗透范围不能完全覆盖全部海塘有关,因为该段海塘塘顶面最大达30余m,最小的也达10m以上,而且塘基宽度更大,目前的有效渗透范围在水平方向则只有4m。
3结论与问题
从本次的白蚁综合治理检测结果看,在50KPa的压力条件下,药物灌浆有效的渗透范围可达1m以上(水平方向),通过二排孔的药物灌浆处理,可在有效的渗透范围内充填海塘内原有的蚁巢、蚁路或其它洞穴,也可有效杀灭海塘内的巢群,同时可在海塘内形成宽度在4m以上的连续的药土屏障,防止巢群贯穿海塘,达到一定的预防白蚁效果。为确保较好的白蚁灭治效果,应在完成药物灌浆后的一定时期内,进行白蚁的检查与灭治。
从对该段海塘个别塘段的开挖检测结果表明,在离塘顶4.2m处存在黑翅土白蚁主巢腔,说明钱塘江海塘白蚁巢腔深度至少在4.2m以上,根据国家水利部(88)水管字第1号《土坝坝体灌浆技术规范》中的有关规定,充填式灌浆处理造孔深度应超过隐患1-2m,结合钱塘江海塘实际,笔者认为钱塘江海塘药物灌浆造孔深度宜在5.5m左右。
对海塘药物灌浆的充填程度的检测,完全可以通过同物质、同条件的检测孔检测来完成。但鉴于海塘,尤其是“三面光”标准海塘的特殊性,很难以开挖的方式进行有效渗透范围的检测,笔者建议,能否在完成药物灌浆后,通过在海塘内定点、定时造孔采集土样,再进行生物测定,检测药物灌浆的有效渗透范围,这不仅有利于保持海塘的完整性,又便于实际操作,当然其可操作性和合理性有待进一步探讨。