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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2012201220122012年年年年3 3 3 3月月月月 河北邯郸河北邯郸河北邯郸河北邯郸 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。
2、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
3、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
4、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、粘土矿物同一地段，同一层土体中由于土层结构、粘土矿物的
5、含量、包含物的差异及裂隙发育不均等因素，土的含量、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果，对膨胀土体膨胀潜势分类按照样本数的1/31/3来来划分，亦即某一渠段中某一膨胀潜势等级的土的样划分，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本数超过该渠段中的总样本数的33%33%，即将该渠段，即将该渠段膨胀土的膨胀潜势等级定为该等级，同时在判定时膨胀土的膨胀潜势等级定
6、为该等级，同时在判定时按膨胀土等级由强至弱优先定级。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指标名标指标名标指标名标指标名标膨胀性等级膨胀性等级膨胀性等级膨胀性等级弱弱弱弱中中中中强强强强塑性指数塑性指数塑性指数塑性指数IpIpIpIp15 15 15 15 ， 23232323） 23 23 23 23
7、 ，30303030）30303030自由膨胀率自由膨胀率自由膨胀率自由膨胀率efefefef（% % % %）40 40 40 40 ， 65656565） 65 65 65 65 ，90909090）909090902 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
8、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，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%-5%-15%15%，
9、局部富集。钙质结核少见，主，局部富集。钙质结核少见，主要分布于中强膨胀土层中。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
10、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。根据渠道施工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：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，含铁、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
11、要以黄褐色、棕褐色为主，根据黑色、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法则法则”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、延伸较、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
12、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 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 Fiel
13、d地层时代地层时代地层时代地层时代及岩性及岩性及岩性及岩性工程区膨胀土均为第四系上更新统（工程区膨胀土均为第四系上更新统（工程区膨胀土均为第四系上更新统（工程区膨胀土均为第四系上更新统（Q Q Q Q3 3 3 3）粘土、粉质粘土）粘土、粉质粘土）粘土、粉质粘土）粘土、粉质粘土地形地貌特征、地形地貌特征、地形地貌特征、地形地貌特征、成因类型成因类型成因类型成因类型地形较平坦，与现地形较平坦，与现地形较平坦，与现地形较平坦，与现代河湖相联，受人代河湖相联，受人代河湖相联，受人代河湖相联，受人类活动、地表水等类活动、地表水等类活动、地表水等类活动、地表水等后期改造明显。分后期改造明显。分后期改造明
14、显。分后期改造明显。分布于长江、汉江的布于长江、汉江的布于长江、汉江的布于长江、汉江的二级阶地二级阶地二级阶地二级阶地岗波状平原，地势略有起岗波状平原，地势略有起岗波状平原，地势略有起岗波状平原，地势略有起伏；冲积成因，分布于长伏；冲积成因，分布于长伏；冲积成因，分布于长伏；冲积成因，分布于长江、汉江的二级阶地江、汉江的二级阶地江、汉江的二级阶地江、汉江的二级阶地岗波状平原、垅岗状平原，冲岗波状平原、垅岗状平原，冲岗波状平原、垅岗状平原，冲岗波状平原、垅岗状平原，冲积、冲洪积成因，分布于长江、积、冲洪积成因，分布于长江、积、冲洪积成因，分布于长江、积、冲洪积成因，分布于长江、汉江的二级阶地汉江
15、的二级阶地汉江的二级阶地汉江的二级阶地岗波状平原、垅岗状岗波状平原、垅岗状岗波状平原、垅岗状岗波状平原、垅岗状平原，冲积、冲洪积平原，冲积、冲洪积平原，冲积、冲洪积平原，冲积、冲洪积成因，分布于长江、成因，分布于长江、成因，分布于长江、成因，分布于长江、汉江的二级阶地汉江的二级阶地汉江的二级阶地汉江的二级阶地土体颜色，结土体颜色，结土体颜色，结土体颜色，结构特征构特征构特征构特征灰褐色、灰黑色、灰褐色、灰黑色、灰褐色、灰黑色、灰褐色、灰黑色、红褐色粘土、粉质红褐色粘土、粉质红褐色粘土、粉质红褐色粘土、粉质粘土，含铁锰质结粘土，含铁锰质结粘土，含铁锰质结粘土，含铁锰质结核，无钙质结核。核，无钙质
16、结核。核，无钙质结核。核，无钙质结核。灰黑色、灰褐色，黄褐色、灰黑色、灰褐色，黄褐色、灰黑色、灰褐色，黄褐色、灰黑色、灰褐色，黄褐色、棕褐色粘土、粉质粘土，棕褐色粘土、粉质粘土，棕褐色粘土、粉质粘土，棕褐色粘土、粉质粘土，孔隙较发育，含铁锰质结孔隙较发育，含铁锰质结孔隙较发育，含铁锰质结孔隙较发育，含铁锰质结核，局部结核聚集成层，核，局部结核聚集成层，核，局部结核聚集成层，核，局部结核聚集成层，地表浅部主要以灰黑色、地表浅部主要以灰黑色、地表浅部主要以灰黑色、地表浅部主要以灰黑色、灰褐色为主，下部主要以灰褐色为主，下部主要以灰褐色为主，下部主要以灰褐色为主，下部主要以黄褐色、棕褐色为主，钙黄褐
17、色、棕褐色为主，钙黄褐色、棕褐色为主，钙黄褐色、棕褐色为主，钙质结核少见。质结核少见。质结核少见。质结核少见。灰黄色、棕黄色夹灰白色、灰灰黄色、棕黄色夹灰白色、灰灰黄色、棕黄色夹灰白色、灰灰黄色、棕黄色夹灰白色、灰绿色粘土、粉质粘土，裂隙发绿色粘土、粉质粘土，裂隙发绿色粘土、粉质粘土，裂隙发绿色粘土、粉质粘土，裂隙发育，裂隙面平直、延伸较长，育，裂隙面平直、延伸较长，育，裂隙面平直、延伸较长，育，裂隙面平直、延伸较长，隙面上充填灰白色、灰绿色粘隙面上充填灰白色、灰绿色粘隙面上充填灰白色、灰绿色粘隙面上充填灰白色、灰绿色粘土，铁锰质结核含量较少，含土，铁锰质结核含量较少，含土，铁锰质结核含量较少
18、，含土，铁锰质结核含量较少，含钙质结核，钙质结核，钙质结核，钙质结核，棕黄色、红褐色、灰棕黄色、红褐色、灰棕黄色、红褐色、灰棕黄色、红褐色、灰白色、灰绿色粘土、白色、灰绿色粘土、白色、灰绿色粘土、白色、灰绿色粘土、粉质粘土，此层总体粉质粘土，此层总体粉质粘土，此层总体粉质粘土，此层总体分布呈透镜状或团块分布呈透镜状或团块分布呈透镜状或团块分布呈透镜状或团块状，钙质结核含量较状，钙质结核含量较状，钙质结核含量较状，钙质结核含量较多。多。多。多。裂隙发育特征裂隙发育特征裂隙发育特征裂隙发育特征裂隙不发育裂隙不发育裂隙不发育裂隙不发育裂隙发育轻微或一般。隙裂隙发育轻微或一般。隙裂隙发育轻微或一般。隙
19、裂隙发育轻微或一般。隙面上充填灰绿色、灰白色面上充填灰绿色、灰白色面上充填灰绿色、灰白色面上充填灰绿色、灰白色粘土。裂隙发育较短小，粘土。裂隙发育较短小，粘土。裂隙发育较短小，粘土。裂隙发育较短小，长度一般小于。长度一般小于。长度一般小于。长度一般小于。裂隙发育，隙面上充填灰白色、裂隙发育，隙面上充填灰白色、裂隙发育，隙面上充填灰白色、裂隙发育，隙面上充填灰白色、灰绿色粘土，延伸长度多为灰绿色粘土，延伸长度多为灰绿色粘土，延伸长度多为灰绿色粘土，延伸长度多为1 1 1 1，少数为少数为少数为少数为5 5 5 5。裂隙强烈发育，隙面裂隙强烈发育，隙面裂隙强烈发育，隙面裂隙强烈发育，隙面上充填灰白
20、色粘土，上充填灰白色粘土，上充填灰白色粘土，上充填灰白色粘土，裂隙密集，延伸一般裂隙密集，延伸一般裂隙密集，延伸一般裂隙密集，延伸一般较长，呈网状发育。较长，呈网状发育。较长，呈网状发育。较长，呈网状发育。膨胀潜势判别膨胀潜势判别膨胀潜势判别膨胀潜势判别无膨胀无膨胀无膨胀无膨胀弱膨胀弱膨胀弱膨胀弱膨胀中等膨胀中等膨胀中等膨胀中等膨胀强膨胀强膨胀强膨胀强膨胀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
21、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1 1 1 1、首先根据渠道开挖边坡上各类膨胀土的出露情况，、首先根据渠道开挖边坡上各类膨胀土的出露情况，、首先根据渠道开挖边坡上各类膨胀土的出露情况，、首先根据渠道开挖边坡上各类膨胀土的出露情况，根据根据根据根据“ “厚度厚度厚度厚度1/31/31/31/3法则法则法则法则” ”， 按照由强到弱的优先顺序依按照由强到弱的优先顺序依按照由强到弱的优先顺序依按照由
22、强到弱的优先顺序依次来确定渠段的膨胀土等级。即渠道边坡上强膨胀土次来确定渠段的膨胀土等级。即渠道边坡上强膨胀土次来确定渠段的膨胀土等级。即渠道边坡上强膨胀土次来确定渠段的膨胀土等级。即渠道边坡上强膨胀土的厚度超过坡高的的厚度超过坡高的的厚度超过坡高的的厚度超过坡高的1/31/31/31/3时，该渠段定为强膨胀土渠段时，该渠段定为强膨胀土渠段时，该渠段定为强膨胀土渠段时，该渠段定为强膨胀土渠段（根据前期勘察成果和施工开挖的情况来看，工程区（根据前期勘察成果和施工开挖的情况来看，工程区（根据前期勘察成果和施工开挖的情况来看，工程区（根据前期勘察成果和施工开挖的情况来看，工程区渠道边坡上未发现超过渠
23、道边坡上未发现超过渠道边坡上未发现超过渠道边坡上未发现超过2m2m2m2m的成层强膨胀土分布，因此，的成层强膨胀土分布，因此，的成层强膨胀土分布，因此，的成层强膨胀土分布，因此，本工程无强膨胀土渠段分布）；渠道边坡上中等膨胀本工程无强膨胀土渠段分布）；渠道边坡上中等膨胀本工程无强膨胀土渠段分布）；渠道边坡上中等膨胀本工程无强膨胀土渠段分布）；渠道边坡上中等膨胀土和强膨胀土的厚度超过坡高的土和强膨胀土的厚度超过坡高的土和强膨胀土的厚度超过坡高的土和强膨胀土的厚度超过坡高的1/31/31/31/3时，该渠段定为中时，该渠段定为中时，该渠段定为中时，该渠段定为中等膨胀土渠段；渠道边坡上强、中、弱膨胀
24、土的总厚等膨胀土渠段；渠道边坡上强、中、弱膨胀土的总厚等膨胀土渠段；渠道边坡上强、中、弱膨胀土的总厚等膨胀土渠段；渠道边坡上强、中、弱膨胀土的总厚度超过坡高的度超过坡高的度超过坡高的度超过坡高的1/31/31/31/3时，该渠段定为弱膨胀土渠段。时，该渠段定为弱膨胀土渠段。时，该渠段定为弱膨胀土渠段。时，该渠段定为弱膨胀土渠段。2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类2 2 2 2、同时，在上述原则的基础上，确定膨胀土等级、同时，在上述原则的基础上，确定膨胀土等级、同时，在上述原则的基础上，确定膨胀土等级、同时，在上述原则的基础上，确定膨胀土等级时，充分考虑坡高、地下水特征、中强膨胀土在渠时，充分
25、考虑坡高、地下水特征、中强膨胀土在渠时，充分考虑坡高、地下水特征、中强膨胀土在渠时，充分考虑坡高、地下水特征、中强膨胀土在渠坡的分布部位、裂隙的分布特征和产状、运行水位坡的分布部位、裂隙的分布特征和产状、运行水位坡的分布部位、裂隙的分布特征和产状、运行水位坡的分布部位、裂隙的分布特征和产状、运行水位高程等因素，从确保边坡稳定的安全角度出发，对高程等因素，从确保边坡稳定的安全角度出发，对高程等因素，从确保边坡稳定的安全角度出发，对高程等因素，从确保边坡稳定的安全角度出发，对渠道膨胀土等级进行调整。渠道膨胀土等级进行调整。渠道膨胀土等级进行调整。渠道膨胀土等级进行调整。3 3 3 3、对于开挖坡高
26、小于等于、对于开挖坡高小于等于、对于开挖坡高小于等于、对于开挖坡高小于等于8m8m8m8m的渠道（渠道设计最小的渠道（渠道设计最小的渠道（渠道设计最小的渠道（渠道设计最小边坡高度为边坡高度为边坡高度为边坡高度为8m8m8m8m，若开挖边坡高度小于，若开挖边坡高度小于，若开挖边坡高度小于，若开挖边坡高度小于8m8m8m8m，属半挖半，属半挖半，属半挖半，属半挖半填渠段），若渠坡上没有强膨胀土分布，中等膨胀填渠段），若渠坡上没有强膨胀土分布，中等膨胀填渠段），若渠坡上没有强膨胀土分布，中等膨胀填渠段），若渠坡上没有强膨胀土分布，中等膨胀土厚度小于土厚度小于土厚度小于土厚度小于2.5m2.5m2.5
27、m2.5m，则可以将渠道划分为弱膨胀土渠，则可以将渠道划分为弱膨胀土渠，则可以将渠道划分为弱膨胀土渠，则可以将渠道划分为弱膨胀土渠段；若渠坡上有强膨胀土分布时，其厚度大于段；若渠坡上有强膨胀土分布时，其厚度大于段；若渠坡上有强膨胀土分布时，其厚度大于段；若渠坡上有强膨胀土分布时，其厚度大于1m1m1m1m，且分布于过水断面以下，则将渠道划分为且分布于过水断面以下，则将渠道划分为且分布于过水断面以下，则将渠道划分为且分布于过水断面以下，则将渠道划分为中等中等中等中等膨胀膨胀膨胀膨胀土渠段（此种情况在工程区少见或没有）。土渠段（此种情况在工程区少见或没有）。土渠段（此种情况在工程区少见或没有）。土
28、渠段（此种情况在工程区少见或没有）。2 2 渠道膨胀土分类渠道膨胀土分类4 4 4 4、对于开挖坡高大于、对于开挖坡高大于、对于开挖坡高大于、对于开挖坡高大于8m8m8m8m的渠道（全挖方渠段）的渠道（全挖方渠段）的渠道（全挖方渠段）的渠道（全挖方渠段）若渠坡上有厚度大于若渠坡上有厚度大于若渠坡上有厚度大于若渠坡上有厚度大于1m1m1m1m的成层强膨胀土分布，则的成层强膨胀土分布，则的成层强膨胀土分布，则的成层强膨胀土分布，则将渠道划为将渠道划为将渠道划为将渠道划为中等中等中等中等膨胀土渠段（此种情况在工程区膨胀土渠段（此种情况在工程区膨胀土渠段（此种情况在工程区膨胀土渠段（此种情况在工程区少
29、见或没有）；其他情况按表少见或没有）；其他情况按表少见或没有）；其他情况按表少见或没有）；其他情况按表3 3 3 3进行判别。进行判别。进行判别。进行判别。表表表表表表3 3 3 3 3 3 渠道膨胀土等级划分表（开挖坡高大于渠道膨胀土等级划分表（开挖坡高大于渠道膨胀土等级划分表（开挖坡高大于渠道膨胀土等级划分表（开挖坡高大于渠道膨胀土等级划分表（开挖坡高大于渠道膨胀土等级划分表（开挖坡高大于8m8m8m8m8m8m）Chart.3 Division of the Level of Expansion Soil on the Cannel (The Altitude of Digging Sl
30、op is More Than 8mChart.3 Division of the Level of Expansion Soil on the Cannel (The Altitude of Digging Slop is More Than 8mChart.3 Division of the Level of Expansion Soil on the Cannel (The Altitude of Digging Slop is More Than 8m) )表层弱膨胀土厚度表层弱膨胀土厚度表层弱膨胀土厚度表层弱膨胀土厚度渠坡中等膨渠坡中等膨渠坡中等膨渠坡中等膨胀土厚度胀土厚度胀土厚度胀
31、土厚度中等膨胀土的分布位置中等膨胀土的分布位置中等膨胀土的分布位置中等膨胀土的分布位置裂隙发育特征裂隙发育特征裂隙发育特征裂隙发育特征地下水情况地下水情况地下水情况地下水情况渠段膨胀土划渠段膨胀土划渠段膨胀土划渠段膨胀土划分等级分等级分等级分等级2 2 2 2m m m m2m2m2m2m弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土2-3m2-3m2-3m2-3m非过水断面非过水断面非过水断面非过水断面有水渗出有水渗出有水渗出有水渗出弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土无水渗出无水渗出无水渗出无水渗出弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土过水断面过水断面过水断面过水断面裂隙发育产状对边裂隙发育产状对边裂隙发育产状对
32、边裂隙发育产状对边坡稳定不利坡稳定不利坡稳定不利坡稳定不利有水渗出有水渗出有水渗出有水渗出中等膨胀土或中等膨胀土或中等膨胀土或中等膨胀土或弱偏中弱偏中弱偏中弱偏中无水渗出无水渗出无水渗出无水渗出弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土3 3 3 3m m m m非过水断面非过水断面非过水断面非过水断面有水渗出有水渗出有水渗出有水渗出中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土裂隙发育对边坡稳裂隙发育对边坡稳裂隙发育对边坡稳裂隙发育对边坡稳定无不利影响定无不利影响定无不利影响定无不利影响无水渗出无水渗出无水渗出无水渗出弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土过水断面过水断面过水断面过水断面有水渗出有水渗出有水渗出有
33、水渗出中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土无水渗出无水渗出无水渗出无水渗出中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土2m2m2m2m2m2m2m2m弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土2-32-32-32-3非过水断面非过水断面非过水断面非过水断面有水渗出有水渗出有水渗出有水渗出中等膨胀土或中等膨胀土或中等膨胀土或中等膨胀土或弱偏中弱偏中弱偏中弱偏中裂隙发育对边坡稳裂隙发育对边坡稳裂隙发育对边坡稳裂隙发育对边坡稳定无不利影响定无不利影响定无不利影响定无不利影响无水渗出无水渗出无水渗出无水渗出弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土弱膨胀土过水断面过水断面过水断面过水断面有水渗出有水渗出有水渗出有水渗出中等膨胀土
34、中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土无水渗出无水渗出无水渗出无水渗出弱膨胀土或弱弱膨胀土或弱弱膨胀土或弱弱膨胀土或弱偏中偏中偏中偏中3 3 3 3m m m m非过水断面非过水断面非过水断面非过水断面有水渗出有水渗出有水渗出有水渗出中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土无水渗出无水渗出无水渗出无水渗出中等膨胀土或中等膨胀土或中等膨胀土或中等膨胀土或弱偏中弱偏中弱偏中弱偏中过水断面过水断面过水断面过水断面有水渗出有水渗出有水渗出有水渗出中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土无水渗出无水渗出无水渗出无水渗出中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土中等膨胀土3 3 渠坡膨胀土垂直分带性渠坡膨胀土垂直分带性 根据
35、渠道施工开挖的情况来看，膨胀土具有明显的垂根据渠道施工开挖的情况来看，膨胀土具有明显的垂根据渠道施工开挖的情况来看，膨胀土具有明显的垂根据渠道施工开挖的情况来看，膨胀土具有明显的垂直分带性，每层土的膨胀性也不尽相同。在多数渠段，渠直分带性，每层土的膨胀性也不尽相同。在多数渠段，渠直分带性，每层土的膨胀性也不尽相同。在多数渠段，渠直分带性，每层土的膨胀性也不尽相同。在多数渠段，渠坡上弱、中膨胀土相间成层分布。总的看来，边坡土层结坡上弱、中膨胀土相间成层分布。总的看来，边坡土层结坡上弱、中膨胀土相间成层分布。总的看来，边坡土层结坡上弱、中膨胀土相间成层分布。总的看来，边坡土层结构主要分为三种（如图
36、构主要分为三种（如图构主要分为三种（如图构主要分为三种（如图1 1 1 1）：）：）：）： 第一种：边坡土层从上至下分为第一种：边坡土层从上至下分为第一种：边坡土层从上至下分为第一种：边坡土层从上至下分为4 4 4 4层，呈弱层，呈弱层，呈弱层，呈弱- - - -中中中中- - - -弱弱弱弱- - - -中成层分布，渠底为中等膨胀土。此种结构多中成层分布，渠底为中等膨胀土。此种结构多中成层分布，渠底为中等膨胀土。此种结构多中成层分布，渠底为中等膨胀土。此种结构多分布在挖方渠段。分布在挖方渠段。分布在挖方渠段。分布在挖方渠段。 第二种：边坡土层从上至下分为第二种：边坡土层从上至下分为第二种：边
37、坡土层从上至下分为第二种：边坡土层从上至下分为2 2 2 2层，呈弱层，呈弱层，呈弱层，呈弱- - - -中成中成中成中成层分布，渠底为中等膨胀土。此种结构在半挖半填层分布，渠底为中等膨胀土。此种结构在半挖半填层分布，渠底为中等膨胀土。此种结构在半挖半填层分布，渠底为中等膨胀土。此种结构在半挖半填渠段较为典型。渠段较为典型。渠段较为典型。渠段较为典型。 第三种：边坡土层总体较均质，成层性不明显，第三种：边坡土层总体较均质，成层性不明显，第三种：边坡土层总体较均质，成层性不明显，第三种：边坡土层总体较均质，成层性不明显，中等膨胀土呈团块状在边坡无规则分布。此种结构中等膨胀土呈团块状在边坡无规则分
38、布。此种结构中等膨胀土呈团块状在边坡无规则分布。此种结构中等膨胀土呈团块状在边坡无规则分布。此种结构土层在工程区分布范围较小。土层在工程区分布范围较小。土层在工程区分布范围较小。土层在工程区分布范围较小。3 3 渠坡膨胀土垂直分带性渠坡膨胀土垂直分带性 膨胀土的垂直分带性膨胀土的垂直分带性膨胀土的垂直分带性膨胀土的垂直分带性3 3 渠坡膨胀土垂直分带性渠坡膨胀土垂直分带性 图图图图1 1 1 1 渠坡土层典型结构示意图渠坡土层典型结构示意图渠坡土层典型结构示意图渠坡土层典型结构示意图Fig.1 Schematic Diagram of Typical Structure of Soil Lay
39、er on the Cannel SlopFig.1 Schematic Diagram of Typical Structure of Soil Layer on the Cannel Slop4 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 鉴于膨胀土在渠道边坡分布特点（弱、中膨胀土相鉴于膨胀土在渠道边坡分布特点（弱、中膨胀土相鉴于膨胀土在渠道边坡分布特点（弱、中膨胀土相鉴于膨胀土在渠道边坡分布特点（弱、中膨胀土相间分布），弱膨胀土中裂隙发育较弱或一般，且发育规间分布），弱膨胀土中裂隙发育较弱或一般，且发育规间分布），弱膨胀土中裂隙发育较弱或一般，且发育规间分布），弱膨胀土中裂隙发
40、育较弱或一般，且发育规模均较小，延伸长度一般小于模均较小，延伸长度一般小于模均较小，延伸长度一般小于模均较小，延伸长度一般小于3m3m3m3m；发育在中等膨胀土中；发育在中等膨胀土中；发育在中等膨胀土中；发育在中等膨胀土中规模较大的裂隙受弱膨胀土层的阻隔，在边坡上不具备规模较大的裂隙受弱膨胀土层的阻隔，在边坡上不具备规模较大的裂隙受弱膨胀土层的阻隔，在边坡上不具备规模较大的裂隙受弱膨胀土层的阻隔，在边坡上不具备贯通性，渠坡土层不存在沿裂隙面产生深层滑移的客观贯通性，渠坡土层不存在沿裂隙面产生深层滑移的客观贯通性，渠坡土层不存在沿裂隙面产生深层滑移的客观贯通性，渠坡土层不存在沿裂隙面产生深层滑移
41、的客观条件。因此，在工程处理中暂未考虑抗滑桩方案。条件。因此，在工程处理中暂未考虑抗滑桩方案。条件。因此，在工程处理中暂未考虑抗滑桩方案。条件。因此，在工程处理中暂未考虑抗滑桩方案。 经过对多种处理方案的论证，参照南水北调中线河经过对多种处理方案的论证，参照南水北调中线河经过对多种处理方案的论证，参照南水北调中线河经过对多种处理方案的论证，参照南水北调中线河南段的试验研究成果，本工程对判定为中等及弱偏中膨南段的试验研究成果，本工程对判定为中等及弱偏中膨南段的试验研究成果，本工程对判定为中等及弱偏中膨南段的试验研究成果，本工程对判定为中等及弱偏中膨胀土的渠段进行工程处理，处理方式为换土回填；弱膨
42、胀土的渠段进行工程处理，处理方式为换土回填；弱膨胀土的渠段进行工程处理，处理方式为换土回填；弱膨胀土的渠段进行工程处理，处理方式为换土回填；弱膨胀土渠段不进行工程处理。考虑工程区无非膨胀土料源，胀土渠段不进行工程处理。考虑工程区无非膨胀土料源，胀土渠段不进行工程处理。考虑工程区无非膨胀土料源，胀土渠段不进行工程处理。考虑工程区无非膨胀土料源，采用就地开挖的弱（中）膨胀土掺水泥改性后进行置换采用就地开挖的弱（中）膨胀土掺水泥改性后进行置换采用就地开挖的弱（中）膨胀土掺水泥改性后进行置换采用就地开挖的弱（中）膨胀土掺水泥改性后进行置换处理。弱膨胀土料源掺水泥处理。弱膨胀土料源掺水泥处理。弱膨胀土料
43、源掺水泥处理。弱膨胀土料源掺水泥3%-5%,3%-5%,3%-5%,3%-5%,中等膨胀土料源掺水中等膨胀土料源掺水中等膨胀土料源掺水中等膨胀土料源掺水泥泥泥泥6%-8%6%-8%6%-8%6%-8%。4 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（1 1 1 1）对全挖方渠道：最高水位以下渠坡用水泥改性土换土）对全挖方渠道：最高水位以下渠坡用水泥改性土换土）对全挖方渠道：最高水位以下渠坡用水泥改性土换土）对全挖方渠道：最高水位以下渠坡用水泥改性土换土2m2m2m2m；最高；最高；最高；最高水位以上草皮护坡的部位为防止雨水等造成膨胀土经常性脱坡，用水水位以上草皮护坡的部位为防止雨水等
44、造成膨胀土经常性脱坡，用水水位以上草皮护坡的部位为防止雨水等造成膨胀土经常性脱坡，用水水位以上草皮护坡的部位为防止雨水等造成膨胀土经常性脱坡，用水泥改性土换土泥改性土换土泥改性土换土泥改性土换土1.0m1.0m1.0m1.0m；为防止渠顶雨水渗入，排水沟以内渠顶以下换土；为防止渠顶雨水渗入，排水沟以内渠顶以下换土；为防止渠顶雨水渗入，排水沟以内渠顶以下换土；为防止渠顶雨水渗入，排水沟以内渠顶以下换土1m1m1m1m。典型处理断面见图。典型处理断面见图。典型处理断面见图。典型处理断面见图2 2 2 2。 图图图图2 2 2 2 中等膨胀土全挖方段换填处理典型断面图中等膨胀土全挖方段换填处理典型断
45、面图中等膨胀土全挖方段换填处理典型断面图中等膨胀土全挖方段换填处理典型断面图Fig.2 Typical Sectional Drawing of Replacement Treatment of Medium Expansion Soil in fully digging cannelFig.2 Typical Sectional Drawing of Replacement Treatment of Medium Expansion Soil in fully digging cannel4.1 4.1 4.1 4.1 中等膨胀土渠段工程处理措施中等膨胀土渠段工程处理措施中等膨胀土渠段工程处
46、理措施中等膨胀土渠段工程处理措施4 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（2 2 2 2）半挖半填渠道：对原地面以下渠坡全部置换，用）半挖半填渠道：对原地面以下渠坡全部置换，用）半挖半填渠道：对原地面以下渠坡全部置换，用）半挖半填渠道：对原地面以下渠坡全部置换，用水泥改性土换土水泥改性土换土水泥改性土换土水泥改性土换土2m2m2m2m。典型处理断面见图。典型处理断面见图。典型处理断面见图。典型处理断面见图3 3 3 3。 图图图图3 3 3 3 中等膨胀土半挖半填段换填处理典型断面图中等膨胀土半挖半填段换填处理典型断面图中等膨胀土半挖半填段换填处理典型断面图中等膨胀土半挖半填段
47、换填处理典型断面图Fig.3 Typical Sectional Drawing of Replacement Treatment of Medium Expansion Soil in Half Digging and half Replacement cannelFig.3 Typical Sectional Drawing of Replacement Treatment of Medium Expansion Soil in Half Digging and half Replacement cannel4 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 渠坡用水泥改性土换土厚渠
48、坡用水泥改性土换土厚渠坡用水泥改性土换土厚渠坡用水泥改性土换土厚1m1m1m1m，为防止渠顶雨水渗入，为防止渠顶雨水渗入，为防止渠顶雨水渗入，为防止渠顶雨水渗入，排水沟以内渠顶以下换土排水沟以内渠顶以下换土排水沟以内渠顶以下换土排水沟以内渠顶以下换土1m1m1m1m。典型处理断面见图。典型处理断面见图。典型处理断面见图。典型处理断面见图4 4 4 4。 图图图图4 4 4 4 弱偏中膨胀土换填处理典型断面图弱偏中膨胀土换填处理典型断面图弱偏中膨胀土换填处理典型断面图弱偏中膨胀土换填处理典型断面图Fig.4 Typical Sectional Drawing of Replacement Tre
49、atment of Weak leaning Medium Expansion SoilFig.4 Typical Sectional Drawing of Replacement Treatment of Weak leaning Medium Expansion Soil4.2 4.2 4.2 4.2 弱偏中膨胀土渠段工程处理措施弱偏中膨胀土渠段工程处理措施弱偏中膨胀土渠段工程处理措施弱偏中膨胀土渠段工程处理措施4 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 在绝大多数渠段，渠坡膨胀土在垂向上分带明显，坡脚及渠道底部均分在绝大多数渠段，渠坡膨胀土在垂向上分带明显，坡脚及渠道底部均
50、分在绝大多数渠段，渠坡膨胀土在垂向上分带明显，坡脚及渠道底部均分在绝大多数渠段，渠坡膨胀土在垂向上分带明显，坡脚及渠道底部均分布中等膨胀土。据布中等膨胀土。据布中等膨胀土。据布中等膨胀土。据“ “厚度厚度厚度厚度1/31/31/31/3法则法则法则法则” ”判定为弱膨胀土的渠段，是不进行工程处判定为弱膨胀土的渠段，是不进行工程处判定为弱膨胀土的渠段，是不进行工程处判定为弱膨胀土的渠段，是不进行工程处理的。坡脚及近坡脚渠底，为应力集中区，在施工期受大气影响强烈，特别理的。坡脚及近坡脚渠底，为应力集中区，在施工期受大气影响强烈，特别理的。坡脚及近坡脚渠底，为应力集中区，在施工期受大气影响强烈，特别
51、理的。坡脚及近坡脚渠底，为应力集中区，在施工期受大气影响强烈，特别是在目前的施工过程中，受施工方法、天气的影响，不能完全贯彻是在目前的施工过程中，受施工方法、天气的影响，不能完全贯彻是在目前的施工过程中，受施工方法、天气的影响，不能完全贯彻是在目前的施工过程中，受施工方法、天气的影响，不能完全贯彻“ “快速施快速施快速施快速施工、及早封闭、注重防水工、及早封闭、注重防水工、及早封闭、注重防水工、及早封闭、注重防水” ”的原则，部分基坑存在泡水现象，坡脚膨胀土有的原则，部分基坑存在泡水现象，坡脚膨胀土有的原则，部分基坑存在泡水现象，坡脚膨胀土有的原则，部分基坑存在泡水现象，坡脚膨胀土有可能产生变
52、形破坏，从而最终形成可能产生变形破坏，从而最终形成可能产生变形破坏，从而最终形成可能产生变形破坏，从而最终形成“ “浅层性、逐级牵引式浅层性、逐级牵引式浅层性、逐级牵引式浅层性、逐级牵引式” ”滑坡。滑坡。滑坡。滑坡。 图图图图5 5 5 5 局部换填处理示意图局部换填处理示意图局部换填处理示意图局部换填处理示意图Fig.5 Schematic Diagram of Partial Replacement TreatmentFig.5 Schematic Diagram of Partial Replacement Treatment4.3 4.3 4.3 4.3 弱膨胀土渠段局部处理方案探讨
53、弱膨胀土渠段局部处理方案探讨弱膨胀土渠段局部处理方案探讨弱膨胀土渠段局部处理方案探讨5 5 结结 语语1 1 1 1、膨胀土是一种膨胀土是一种膨胀土是一种膨胀土是一种“ “灾害土灾害土灾害土灾害土” ”，对渠系等水工建筑物的，对渠系等水工建筑物的，对渠系等水工建筑物的，对渠系等水工建筑物的危害较大。在不同的地区，膨胀土的工程特性也不相危害较大。在不同的地区，膨胀土的工程特性也不相危害较大。在不同的地区，膨胀土的工程特性也不相危害较大。在不同的地区，膨胀土的工程特性也不相同，建立一套适合本地区特点的膨胀土分类方法尤为同，建立一套适合本地区特点的膨胀土分类方法尤为同，建立一套适合本地区特点的膨胀土
54、分类方法尤为同，建立一套适合本地区特点的膨胀土分类方法尤为重要。重要。重要。重要。2 2 2 2、通过大量的试验研究，结合工程开挖揭露的实际通过大量的试验研究，结合工程开挖揭露的实际通过大量的试验研究，结合工程开挖揭露的实际通过大量的试验研究，结合工程开挖揭露的实际情况，选取自由膨胀率、塑性指数两个指标对膨胀土情况，选取自由膨胀率、塑性指数两个指标对膨胀土情况，选取自由膨胀率、塑性指数两个指标对膨胀土情况，选取自由膨胀率、塑性指数两个指标对膨胀土的膨胀潜势进行判别，比较符合江汉平原二级阶地冲的膨胀潜势进行判别，比较符合江汉平原二级阶地冲的膨胀潜势进行判别，比较符合江汉平原二级阶地冲的膨胀潜势进
55、行判别，比较符合江汉平原二级阶地冲积、冲洪积成因的膨胀土的特点。且这两个指标试验积、冲洪积成因的膨胀土的特点。且这两个指标试验积、冲洪积成因的膨胀土的特点。且这两个指标试验积、冲洪积成因的膨胀土的特点。且这两个指标试验方便、快捷，有利于野外快速判别，指导现场施工的方便、快捷，有利于野外快速判别，指导现场施工的方便、快捷，有利于野外快速判别，指导现场施工的方便、快捷，有利于野外快速判别，指导现场施工的可操作性较强。采取可操作性较强。采取可操作性较强。采取可操作性较强。采取“ “样本样本样本样本1/31/31/31/3” ”法则对单层土体的法则对单层土体的法则对单层土体的法则对单层土体的膨胀性进行
56、判别及膨胀性进行判别及膨胀性进行判别及膨胀性进行判别及“ “厚度厚度厚度厚度1/31/31/31/3” ”法则对渠道膨胀土进法则对渠道膨胀土进法则对渠道膨胀土进法则对渠道膨胀土进行界定，可适应膨胀土分布不均一的特性。行界定，可适应膨胀土分布不均一的特性。行界定，可适应膨胀土分布不均一的特性。行界定，可适应膨胀土分布不均一的特性。5 5 结结 语语3 3 3 3、在对渠道膨胀土判定的基础上，采取可靠、经济、在对渠道膨胀土判定的基础上，采取可靠、经济、在对渠道膨胀土判定的基础上，采取可靠、经济、在对渠道膨胀土判定的基础上，采取可靠、经济、适合本地区膨胀土特点的工程处理方式是解决问题适合本地区膨胀土
57、特点的工程处理方式是解决问题适合本地区膨胀土特点的工程处理方式是解决问题适合本地区膨胀土特点的工程处理方式是解决问题的核心。由于工程区非膨胀土料源缺乏，采用水泥的核心。由于工程区非膨胀土料源缺乏，采用水泥的核心。由于工程区非膨胀土料源缺乏，采用水泥的核心。由于工程区非膨胀土料源缺乏，采用水泥改性土是不得已而为之的一种办法。水泥改性土换改性土是不得已而为之的一种办法。水泥改性土换改性土是不得已而为之的一种办法。水泥改性土换改性土是不得已而为之的一种办法。水泥改性土换填处理方法是南水北调中线河南段试验研究的成果，填处理方法是南水北调中线河南段试验研究的成果，填处理方法是南水北调中线河南段试验研究的
58、成果，填处理方法是南水北调中线河南段试验研究的成果，应该说是可靠的，也是相对经济的，但还需要工程应该说是可靠的，也是相对经济的，但还需要工程应该说是可靠的，也是相对经济的，但还需要工程应该说是可靠的，也是相对经济的，但还需要工程的实践检验。对弱膨胀土渠段的局部处理方案是一的实践检验。对弱膨胀土渠段的局部处理方案是一的实践检验。对弱膨胀土渠段的局部处理方案是一的实践检验。对弱膨胀土渠段的局部处理方案是一种探索，尚需要进一步研究，旨在探寻一种安全可种探索，尚需要进一步研究，旨在探寻一种安全可种探索，尚需要进一步研究，旨在探寻一种安全可种探索，尚需要进一步研究，旨在探寻一种安全可靠、经济合理的工程处理方案。靠、经济合理的工程处理方案。靠、经济合理的工程处理方案。靠、经济合理的工程处理方案。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本文观看结束！本文观看结束！谢 谢欣 赏！
