董忠萍引江济汉工程渠道膨胀土分类及工程处理课件

1、湖北省水利水电规划勘测设计院湖北省水利水电规划勘测设计院 20122012年年3 3月月 河北邯郸河北邯郸 汇汇 报报 目目 录录 1 引引 言言 2渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 3渠坡膨胀土垂直分带性渠坡膨胀土垂直分带性 4膨胀土渠坡的工程处理措施膨胀土渠坡的工程处理措施 5结结 语语 工程地理位置示意图工程地理位置示意图 1 1 引引 言言 引江济汉工程渠线中段属长江、汉江的二级阶引江济汉工程渠线中段属长江、汉江的二级阶 地，堆积物为地，堆积物为Q3Q3老粘土，为膨胀土分布区。膨胀土老粘土，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，正确地问题是引江济汉工程的关键技术问题

2、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。应的工程处理措施。 随着施工开挖的进行，在地质素描的基础上，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。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

3、表观特征，制定一套野外快速判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。别方法，以适应现场施工的需要。 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 膨胀土分类包括依据试验指标对单个膨胀土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。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，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

4、果，在对各项指标进行综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，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。如表塑性指数为参考指标。如表1 1。 2.1 2.1 膨胀土的分类原则膨胀土的分类原则 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 膨胀土的膨胀性在空间上分布具有不均一性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，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矿物的含量

5、、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，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段的试验成果，对膨胀土体膨胀潜势分类按照样 本数的本数的1/31/3来划分，亦即某一渠段中某一膨胀潜势来划分，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等级的土的样本数超过该渠段中的总样本数的33%33% ，即将该渠段膨胀土的膨胀潜势等级定为该等级，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

6、优先定级，同时在判定时按膨胀土等级由强至弱优先定级 。 2.1 2.1 膨胀土的分类原则膨胀土的分类原则 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 表表1 1 膨胀土的膨胀等级分类标准膨胀土的膨胀等级分类标准 Chart.1 Classification Standards of Expending Potential Trends of Expansion Soil 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 2.22.2膨胀土等级野外快速判别膨胀土等级野外快速判别 2.2.2 2.2.2 地下水特征地下水特征 地下水类型主要为地下水类型主要为 上层滞水，分布于土体上层滞水，分布于土体 裂隙中，无统一

7、水位，裂隙中，无统一水位， 其动态变化受大气降水其动态变化受大气降水 控制，随季节变化明显控制，随季节变化明显 ，水量贫乏。，水量贫乏。 2.2.1 2.2.1 表观特征表观特征 引江济汉工程膨胀土成因类型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、主要为灰白色、灰绿色、灰黄色、 黄褐色、棕黄色粘性土，呈硬塑黄褐色、棕黄色粘性土，呈硬塑- -坚坚 硬状态，裂隙较发育，裂面上充填硬状态，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，结核大小一质结核、团块及斑点，

8、结核大小一 般为般为0.1-0.5cm0.1-0.5cm，呈豆状，不同地段，呈豆状，不同地段 ，铁锰质结核含量差别较大，多为，铁锰质结核含量差别较大，多为 5%-15%5%-15%，局部富集。钙质结核少见，局部富集。钙质结核少见 ，主要分布于中强膨胀土层中。，主要分布于中强膨胀土层中。 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 2.22.2膨胀土等级野外快速判别膨胀土等级野外快速判别 2.2.3 2.2.3 膨胀土的宏观地质特征与膨胀潜势的对应关系膨胀土的宏观地质特征与膨胀潜势的对应关系 根据前期勘察阶段大量的试验成果，结合渠道施工开挖的断面及地质素描根据前期勘察阶段大量的试验成果，结合渠道施工开

9、挖的断面及地质素描 和编录资料，在技施阶段对不同表观地质特征的膨胀土取样进行膨胀性复核和编录资料，在技施阶段对不同表观地质特征的膨胀土取样进行膨胀性复核 ，从而探寻膨胀土的宏观地质特征与膨胀潜势的普遍对应关系。，从而探寻膨胀土的宏观地质特征与膨胀潜势的普遍对应关系。根据渠道施根据渠道施 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：土的膨胀性也各不相同。各土层的主要特征如下： 1 1、灰黑色、灰褐色，黄褐色、棕褐色粘土、粉质粘土，孔隙发育，含、灰黑色、灰褐色，黄褐

10、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“样本样本1/31/3法法 则则”判定为弱膨胀性土。判定为弱膨胀性土。 2 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、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，较长，裂隙面充填灰白色、灰绿色粘土，含铁锰质结核，局

11、部含钙质结核， 在垂直剖面上分布一层或数层，根据在垂直剖面上分布一层或数层，根据“样本样本1/31/3法则法则”判定为中等膨胀性土判定为中等膨胀性土 。 3 3、棕黄色、红色、灰白色、灰绿色粘土、粉质粘土，长大裂隙发育，裂、棕黄色、红色、灰白色、灰绿色粘土、粉质粘土，长大裂隙发育，裂 隙中充填较多灰白色、灰绿色粘土，此层总体分布呈透镜状或团块状，但分隙中充填较多灰白色、灰绿色粘土，此层总体分布呈透镜状或团块状，但分 布长度和厚度均很小，根据布长度和厚度均很小，根据“样本样本1/31/3法则法则”判定为强膨胀性土。判定为强膨胀性土。 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 2.2.4 2.2.4

12、膨胀土等级快速判别膨胀土等级快速判别 表表2 2 膨胀土野外快速判别标准膨胀土野外快速判别标准 Chart.2 Fast Judging Standards of Expansion Soil in the Field 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 2.3 2.3 渠段膨胀土等级的确定渠段膨胀土等级的确定 根据渠道开挖揭露的实际情况，在地质素根据渠道开挖揭露的实际情况，在地质素 描和编录的基础上（素描时对各层土的膨胀性描和编录的基础上（素描时对各层土的膨胀性 潜势判断结合表观特征和室内试验成果，按照潜势判断结合表观特征和室内试验成果，按照 “样本样本1/31/3”法则进行判断），提出如下的膨胀法则进行判断），提出如下的膨胀 土等级确定原则：土等级确定原则： 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类 2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类