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引江济江工程渠道膨胀土分类及工程处理
作者:董忠萍,黄定强,刘家明,邹勇     来源:     类别:     日期: 2012-05-17 09:36:20     浏览次数:2646

[摘要] 膨胀土问题是引江济汉工程的关键技术问题之一。在大量的试验分析、研究的基础上,经对比分析,确定适合本工程区特点的分类指标及分类方法。为适应膨胀土分布不均一的特性,采取“样本1/3”法则对单层土体的膨胀性进行判别及“厚度1/3”法则对渠道膨胀土进行界定。并根据膨胀土的宏观地质特征,进行野外快速判别,以指导工程施工。在此基础上,针对不同膨胀等级的渠段进行可靠、经济合理的工程处理。
        关键词:膨胀土分类,垂直分带性,工程处理,局部换填处理


        The Classification of Expansion Soil on the Canel Slop and Engineering Treatment in the Yangtze River-Hanjiang River Water Transfer Project
        Dong Zhongping, Huang Dingqiang, Liu Jiaming,Zhou Yong
(Hubei Planning & Investigation & Design Institute of Water Conservancy and Hydropower,Wuhan,430064)
 

Abstract: Expansion Soil is one of the key technological problems in the Yangtze River-Hanjiang River Water Transfer Project. Based on a lot of investigation,test and research ,the paper, through comparative analysis, found the classification parameter and ways which are suitable for the engineering areas. In order to fit the characteristics of uneven distributed expansion soil, the paper judges the expansion features of single-layer soil according to the rule of one third sample and defines the expansion soil on the cannel slop according to the rule of one third thickness. Then, the paper, considering the macro geological features of expansion soil, fond the way of fast judgment in the field to guide construction of the project.Based on it,provide reliable and economical engineering treatment for cannels with different expanding levels.
        Key Words: Classification of Expansion Soil; Vertical stratification features; Engineering Treatment; Partial Replacement Treatment
 

1   引言
        引江济汉工程渠线中段属长江、汉江的二级阶地,堆积物为Q3老粘土,为膨胀土分布区。膨胀土问题是引江济汉工程的关键技术问题之一,正确地认识与评价工程区膨胀土的工程特性、制定切合实际的膨胀土的分类方法,从而指导工程施工,并根据不同膨胀潜势膨胀土在渠道的分布特征,确定相应的工程处理措施[1]。
        随着施工开挖的进行,在地质素描的基础上,结合大量的试验资料及前期勘察阶段关于膨胀土的分类标准,进一步修正、完善膨胀土的分类方法。同时根据膨胀土的表观特征,制定一套野外快速判别方法,以适应现场施工的需要。
        2   渠道膨胀土分类
        2.1 膨胀土分类原则
        膨胀土分类包括依据试验指标对单个膨胀土样本进行膨胀潜势等级分类和依据多个膨胀土样本的膨胀性等级对土体进行膨胀潜势分类。
        对单个膨胀土样本进行膨胀潜势等级分类,首先选取分类指标。根据引江济汉工程大量的膨胀土试验指标及统计成果,在对各项指标进行综合分析后,选取自由膨胀率、塑性指数作为膨胀潜势判别的指标,其中自由膨胀率为主判指标,塑性指数为参考指标。如表1。


 

膨胀土的膨胀性在空间上分布具有不均一性,同一地段,同一层土体中由于土层结构、粘土矿物的含量、包含物的差异及裂隙发育不均等因素,土体的膨胀潜势等级都可能不一样。鉴于此,从工程安全角度出发,结合南水北调中线河南段的试验成果,对膨胀土体膨胀潜势分类按照样本数的1/3来划分,亦即某一渠段中某一膨胀潜势等级的土的样本数超过该渠段中的总样本数的33%,即将该渠段膨胀土的膨胀潜势等级定为该等级,同时在判定时按膨胀土等级由强至弱优先定级。
        2.2 膨胀土等级野外快速判别
        2.2.1 表观特征
        引江济汉工程膨胀土成因类型为河流相冲积、冲洪积堆积,岩性主要为灰白色、灰绿色、灰黄色、黄褐色、棕黄色粘性土,呈硬塑-坚硬状态,裂隙较发育,裂面上充填灰白、灰绿色粘土。土体中含铁锰质结核、团块及斑点,结核大小一般为0.1-0.5cm,呈豆状,不同地段,铁锰质结核含量差别较大,多为5%-15%,局部富集。钙质结核少见,主要分布于中强膨胀土层中。
        2.2.2 地下水特征
        地下水类型主要为上层滞水,分布于土体裂隙中,无统一水位,其动态变化受大气降水控制,随季节变化明显,水量贫乏。
        2.2.3 膨胀土的宏观地质特征与膨胀潜势的对应关系
根据渠道施工开挖的断面及地质素描和编录资料,膨胀土具有明显的垂直分带性,每层土的膨胀性也各不相同。各土层的主要特征如下:
        1、灰黑色、灰褐色,黄褐色、棕褐色粘土、粉质粘土,孔隙发育,含铁锰质结核,局部结核聚集成层,裂隙不发育或发育一般,地表浅部主要以灰黑色、灰褐色为主,下部主要以黄褐色、棕褐色为主,根据“样本1/3法则”判定为弱膨胀性土。
        2、黄色、棕色及杂色粘土、粉质粘土,裂隙发育,裂隙面平直、延伸较长,裂隙面充填灰白色、灰绿色粘土,含铁锰质结核,局部含钙质结核,在垂直剖面上分布一层或数层,根据“样本1/3法则”判定为中等膨胀性土。
   



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