董忠萍引江濟(jì)漢工程渠道膨脹土分類及工程處理課件

1、湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院 20122012年年3 3月月 河北邯鄲河北邯鄲 匯匯 報(bào)報(bào) 目目 錄錄 1 引引 言言 2渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 3渠坡膨脹土垂直分帶性渠坡膨脹土垂直分帶性 4膨脹土渠坡的工程處理措施膨脹土渠坡的工程處理措施 5結(jié)結(jié) 語(yǔ)語(yǔ) 工程地理位置示意圖工程地理位置示意圖 1 1 引引 言言 引江濟(jì)漢工程渠線中段屬長(zhǎng)江、漢江的二級(jí)階引江濟(jì)漢工程渠線中段屬長(zhǎng)江、漢江的二級(jí)階 地，堆積物為地，堆積物為Q3Q3老粘土，為膨脹土分布區(qū)。膨脹土老粘土，為膨脹土分布區(qū)。膨脹土 問題是引江濟(jì)漢工程的關(guān)鍵技術(shù)問題之一，正確地問題是引江濟(jì)漢工程的關(guān)鍵技術(shù)問題

2、之一，正確地 認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)工程區(qū)膨脹土的工程特性、制定切合實(shí)認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)工程區(qū)膨脹土的工程特性、制定切合實(shí) 際的膨脹土的分類方法，從而指導(dǎo)工程施工，并根際的膨脹土的分類方法，從而指導(dǎo)工程施工，并根 據(jù)不同膨脹潛勢(shì)膨脹土在渠道的分布特征，確定相據(jù)不同膨脹潛勢(shì)膨脹土在渠道的分布特征，確定相 應(yīng)的工程處理措施。應(yīng)的工程處理措施。 隨著施工開挖的進(jìn)行，在地質(zhì)素描的基礎(chǔ)上，隨著施工開挖的進(jìn)行，在地質(zhì)素描的基礎(chǔ)上， 結(jié)合大量的試驗(yàn)資料及前期勘察階段關(guān)于膨脹土的結(jié)合大量的試驗(yàn)資料及前期勘察階段關(guān)于膨脹土的 分類標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步修正、完善膨脹土的分類方法。分類標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步修正、完善膨脹土的分類方法。 同時(shí)根據(jù)膨脹土的

3、表觀特征，制定一套野外快速判同時(shí)根據(jù)膨脹土的表觀特征，制定一套野外快速判 別方法，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)施工的需要。別方法，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)施工的需要。 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 膨脹土分類包括依據(jù)試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)單個(gè)膨脹土膨脹土分類包括依據(jù)試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)單個(gè)膨脹土 樣本進(jìn)行膨脹潛勢(shì)等級(jí)分類和依據(jù)多個(gè)膨脹土樣樣本進(jìn)行膨脹潛勢(shì)等級(jí)分類和依據(jù)多個(gè)膨脹土樣 本的膨脹性等級(jí)對(duì)土體進(jìn)行膨脹潛勢(shì)分類。本的膨脹性等級(jí)對(duì)土體進(jìn)行膨脹潛勢(shì)分類。 對(duì)單個(gè)膨脹土樣本進(jìn)行膨脹潛勢(shì)等級(jí)分類，對(duì)單個(gè)膨脹土樣本進(jìn)行膨脹潛勢(shì)等級(jí)分類， 首先選取分類指標(biāo)。根據(jù)引江濟(jì)漢工程大量的膨首先選取分類指標(biāo)。根據(jù)引江濟(jì)漢工程大量的膨 脹土試驗(yàn)指標(biāo)及統(tǒng)計(jì)成

4、果，在對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜脹土試驗(yàn)指標(biāo)及統(tǒng)計(jì)成果，在對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜 合分析后，選取自由膨脹率、塑性指數(shù)作為膨脹合分析后，選取自由膨脹率、塑性指數(shù)作為膨脹 潛勢(shì)判別的指標(biāo)，其中自由膨脹率為主判指標(biāo)，潛勢(shì)判別的指標(biāo)，其中自由膨脹率為主判指標(biāo)， 塑性指數(shù)為參考指標(biāo)。如表塑性指數(shù)為參考指標(biāo)。如表1 1。 2.1 2.1 膨脹土的分類原則膨脹土的分類原則 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 膨脹土的膨脹性在空間上分布具有不均一性膨脹土的膨脹性在空間上分布具有不均一性 ，同一地段，同一層土體中由于土層結(jié)構(gòu)、粘土，同一地段，同一層土體中由于土層結(jié)構(gòu)、粘土 礦物的含量、包含物的差異及裂隙發(fā)育不均等因礦物的含量

5、、包含物的差異及裂隙發(fā)育不均等因 素，土體的膨脹潛勢(shì)等級(jí)都可能不一樣。鑒于此素，土體的膨脹潛勢(shì)等級(jí)都可能不一樣。鑒于此 ，從工程安全角度出發(fā)，結(jié)合南水北調(diào)中線河南，從工程安全角度出發(fā)，結(jié)合南水北調(diào)中線河南 段的試驗(yàn)成果，對(duì)膨脹土體膨脹潛勢(shì)分類按照樣段的試驗(yàn)成果，對(duì)膨脹土體膨脹潛勢(shì)分類按照樣 本數(shù)的本數(shù)的1/31/3來劃分，亦即某一渠段中某一膨脹潛勢(shì)來劃分，亦即某一渠段中某一膨脹潛勢(shì) 等級(jí)的土的樣本數(shù)超過該渠段中的總樣本數(shù)的等級(jí)的土的樣本數(shù)超過該渠段中的總樣本數(shù)的33%33% ，即將該渠段膨脹土的膨脹潛勢(shì)等級(jí)定為該等級(jí)，即將該渠段膨脹土的膨脹潛勢(shì)等級(jí)定為該等級(jí) ，同時(shí)在判定時(shí)按膨脹土等級(jí)由強(qiáng)至弱

6、優(yōu)先定級(jí)，同時(shí)在判定時(shí)按膨脹土等級(jí)由強(qiáng)至弱優(yōu)先定級(jí) 。 2.1 2.1 膨脹土的分類原則膨脹土的分類原則 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 表表1 1 膨脹土的膨脹等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)膨脹土的膨脹等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn) Chart.1 Classification Standards of Expending Potential Trends of Expansion Soil 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 2.22.2膨脹土等級(jí)野外快速判別膨脹土等級(jí)野外快速判別 2.2.2 2.2.2 地下水特征地下水特征 地下水類型主要為地下水類型主要為 上層滯水，分布于土體上層滯水，分布于土體 裂隙中，無統(tǒng)一

7、水位，裂隙中，無統(tǒng)一水位， 其動(dòng)態(tài)變化受大氣降水其動(dòng)態(tài)變化受大氣降水 控制，隨季節(jié)變化明顯控制，隨季節(jié)變化明顯 ，水量貧乏。，水量貧乏。 2.2.1 2.2.1 表觀特征表觀特征 引江濟(jì)漢工程膨脹土成因類型引江濟(jì)漢工程膨脹土成因類型 為河流相沖積、沖洪積堆積，巖性為河流相沖積、沖洪積堆積，巖性 主要為灰白色、灰綠色、灰黃色、主要為灰白色、灰綠色、灰黃色、 黃褐色、棕黃色粘性土，呈硬塑黃褐色、棕黃色粘性土，呈硬塑- -堅(jiān)堅(jiān) 硬狀態(tài)，裂隙較發(fā)育，裂面上充填硬狀態(tài)，裂隙較發(fā)育，裂面上充填 灰白、灰綠色粘土。土體中含鐵錳灰白、灰綠色粘土。土體中含鐵錳 質(zhì)結(jié)核、團(tuán)塊及斑點(diǎn)，結(jié)核大小一質(zhì)結(jié)核、團(tuán)塊及斑點(diǎn)，

8、結(jié)核大小一 般為般為0.1-0.5cm0.1-0.5cm，呈豆?fàn)?，不同地段，呈豆?fàn)睿煌囟?，鐵錳質(zhì)結(jié)核含量差別較大，多為，鐵錳質(zhì)結(jié)核含量差別較大，多為 5%-15%5%-15%，局部富集。鈣質(zhì)結(jié)核少見，局部富集。鈣質(zhì)結(jié)核少見 ，主要分布于中強(qiáng)膨脹土層中。，主要分布于中強(qiáng)膨脹土層中。 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 2.22.2膨脹土等級(jí)野外快速判別膨脹土等級(jí)野外快速判別 2.2.3 2.2.3 膨脹土的宏觀地質(zhì)特征與膨脹潛勢(shì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系膨脹土的宏觀地質(zhì)特征與膨脹潛勢(shì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 根據(jù)前期勘察階段大量的試驗(yàn)成果，結(jié)合渠道施工開挖的斷面及地質(zhì)素描根據(jù)前期勘察階段大量的試驗(yàn)成果，結(jié)合渠道施工開

9、挖的斷面及地質(zhì)素描 和編錄資料，在技施階段對(duì)不同表觀地質(zhì)特征的膨脹土取樣進(jìn)行膨脹性復(fù)核和編錄資料，在技施階段對(duì)不同表觀地質(zhì)特征的膨脹土取樣進(jìn)行膨脹性復(fù)核 ，從而探尋膨脹土的宏觀地質(zhì)特征與膨脹潛勢(shì)的普遍對(duì)應(yīng)關(guān)系。，從而探尋膨脹土的宏觀地質(zhì)特征與膨脹潛勢(shì)的普遍對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)渠道施根據(jù)渠道施 工開挖的斷面及地質(zhì)素描和編錄資料，膨脹土具有明顯的垂直分帶性，每層工開挖的斷面及地質(zhì)素描和編錄資料，膨脹土具有明顯的垂直分帶性，每層 土的膨脹性也各不相同。各土層的主要特征如下：土的膨脹性也各不相同。各土層的主要特征如下： 1 1、灰黑色、灰褐色，黃褐色、棕褐色粘土、粉質(zhì)粘土，孔隙發(fā)育，含、灰黑色、灰褐色，黃褐

10、色、棕褐色粘土、粉質(zhì)粘土，孔隙發(fā)育，含 鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部結(jié)核聚集成層，裂隙不發(fā)育或發(fā)育一般，地表淺部主要以鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部結(jié)核聚集成層，裂隙不發(fā)育或發(fā)育一般，地表淺部主要以 灰黑色、灰褐色為主，下部主要以黃褐色、棕褐色為主，根據(jù)灰黑色、灰褐色為主，下部主要以黃褐色、棕褐色為主，根據(jù)“樣本樣本1/31/3法法 則則”判定為弱膨脹性土。判定為弱膨脹性土。 2 2、黃色、棕色及雜色粘土、粉質(zhì)粘土，裂隙發(fā)育，裂隙面平直、延伸、黃色、棕色及雜色粘土、粉質(zhì)粘土，裂隙發(fā)育，裂隙面平直、延伸 較長(zhǎng)，裂隙面充填灰白色、灰綠色粘土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部含鈣質(zhì)結(jié)核，較長(zhǎng)，裂隙面充填灰白色、灰綠色粘土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，局

11、部含鈣質(zhì)結(jié)核， 在垂直剖面上分布一層或數(shù)層，根據(jù)在垂直剖面上分布一層或數(shù)層，根據(jù)“樣本樣本1/31/3法則法則”判定為中等膨脹性土判定為中等膨脹性土 。 3 3、棕黃色、紅色、灰白色、灰綠色粘土、粉質(zhì)粘土，長(zhǎng)大裂隙發(fā)育，裂、棕黃色、紅色、灰白色、灰綠色粘土、粉質(zhì)粘土，長(zhǎng)大裂隙發(fā)育，裂 隙中充填較多灰白色、灰綠色粘土，此層總體分布呈透鏡狀或團(tuán)塊狀，但分隙中充填較多灰白色、灰綠色粘土，此層總體分布呈透鏡狀或團(tuán)塊狀，但分 布長(zhǎng)度和厚度均很小，根據(jù)布長(zhǎng)度和厚度均很小，根據(jù)“樣本樣本1/31/3法則法則”判定為強(qiáng)膨脹性土。判定為強(qiáng)膨脹性土。 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 2.2.4 2.2.4

12、膨脹土等級(jí)快速判別膨脹土等級(jí)快速判別 表表2 2 膨脹土野外快速判別標(biāo)準(zhǔn)膨脹土野外快速判別標(biāo)準(zhǔn) Chart.2 Fast Judging Standards of Expansion Soil in the Field 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 2.3 2.3 渠段膨脹土等級(jí)的確定渠段膨脹土等級(jí)的確定 根據(jù)渠道開挖揭露的實(shí)際情況，在地質(zhì)素根據(jù)渠道開挖揭露的實(shí)際情況，在地質(zhì)素 描和編錄的基礎(chǔ)上（素描時(shí)對(duì)各層土的膨脹性描和編錄的基礎(chǔ)上（素描時(shí)對(duì)各層土的膨脹性 潛勢(shì)判斷結(jié)合表觀特征和室內(nèi)試驗(yàn)成果，按照潛勢(shì)判斷結(jié)合表觀特征和室內(nèi)試驗(yàn)成果，按照 “樣本樣本1/31/3”法則進(jìn)行判斷），提出如下的膨脹法則進(jìn)行判斷），提出如下的膨脹 土等級(jí)確定原則：土等級(jí)確定原則： 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類 2 2 渠道膨脹土分類渠道膨脹土分類