南水北调中线工程膨胀土渠坡稳定问题及对策

重点分析了非饱和膨胀土边坡失稳的原因,在降雨入渗的条件下,膨胀土常发生浅层滑动,这种滑动与通常饱和土的边坡失稳的原因是不同的.为了弄清膨胀土边坡滑动(主要是浅层滑动)的机理,在南水北调中线工程渠道附近进行了大型人工降雨试验,得到了有意义的结论.由此认为,采用通常饱和土边坡稳定分析方法来校核非饱和膨胀土边坡的稳定,对于深部过于保守,而对浅部则不够安全,因此是不合适的.根据非饱和膨胀土边坡失稳的机理提出了防止边坡浅层滑动的对策措施.     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡处理措施

根据南水北调中线工程南阳段膨胀土的工程地质特性,对膨胀土渠坡的运行环境、处理措施、处理厚度及应注意的问题进行了现场试验研究。研究成果表明:采用换填非膨胀土或水泥改性土是处理膨胀土边坡行之有效的方法;弱膨胀土渠坡的换填厚度0.6~1.0 m、中膨胀土换填厚度1.0~1.5 m、强膨胀土换填厚度1.5~2.0 m。研究成果可用于南水北调中线工程膨胀土渠段的设计与施工。经处理的膨胀土边坡可以较大程度减轻其工程危害。     

南水北调中线工程总干渠膨胀土边坡稳定问题

本文分析了膨胀土的超固结,裂隙及膨胀特性。论述了膨胀土地区滑坡发生的机理。提出几种边坡分析方法,边坡防护和滑坡处理的措施。     

南水北调中线工程膨胀土渠坡柔性衬砌技术探讨

膨胀土是一个世界范围内的问题，其危害性大，工程建设中应采取有效的工程措施对其进行处理。结合南水北调中线工程输水干渠膨胀土的工程特性深入论证了进行渠坡柔性衬砌的必要性，并提出了系统的设计思路。重点论证膨润土防水毯作为防渗垫层的技术可行性和优越性。对于衬砌面层，重点探讨了混凝土模袋，特别是新型带种植孔混凝土模袋的技术可行性以及使用方法。     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡渗流系统分类及其控制措施

由于膨胀土对于水的敏感性,膨胀土渠坡及其衬砌结构的稳定性是南水北调中线一期工程建设和运行遇到的重要挑战之一。在地层结构分类基础上,开展了膨胀土地区的渗透结构分类、渗流系统分类以及膨胀土渠坡渗流系统分类研究。针对各类膨胀土渠坡渗流系统,分析了渠道工程对渗流场的改造作用,归纳了各自的渗流控制任务,提出了渗流控制措施的应用原则:非饱和带设置排水垫层以利于含水率的长效控制,合理设计马道以减轻对渗流控制的负效应,合理运用排水孔和减压井控制地下水流场及水压力,地下水动态变化与渠道水位变化范围交叉渠段应合理设置逆止阀并保障其灵敏性和可靠性,工程长期运行过程中跟踪研究渗流控制效果和适时有效调控渗流场。     

南水北调中线工程渠坡膨胀土含水率监测及分析

为了分析渠坡膨胀土含水率变化对渠坡稳定性的影响,对现场自动采集的含水率、吸力、降雨量、土温和气温等数据进行初步分析和灰关联分析。初步认为强膨胀土含水率变化的主要影响因素依次为温度、降雨量、蒸发量和吸力等。现场监测结果和灰关联分析得到:受降雨入渗过程滞后影响,大气降雨3 d后,才能渗入到1.6 m深的强膨胀土中,影响深度＜6.1 m;渗入到1.4 m深的强膨胀岩中需要4～7 d时间,影响深度＜5.1 m。对渠坡膨胀土含水率变化的长期监测及其数据分析,为南水北调工程渠坡膨胀土胀缩变形的分析及渠道安全运行提供了依据。     

膨胀土渠坡处理效果的离心模型试验研究

 南水北调中线工程是解决华北水资源危机的一项重大基础设施,全长 1 400 余 km ,穿越膨胀土 ( 岩 ) 渠段长约 340 km 。为研究南水北调中线工程膨胀土渠坡处理方案的处理效果,在总结已有研究成果的基础上,采用离心模型试验方法,开展了衬砌、换填黏性土＋衬砌、土工格栅回填弱膨胀岩＋衬砌 3 种处理方案的离心模型试验,并比较了换填黏性土方案中不同厚度的影响。试验研究中,模拟了衬砌失效的漏水工况、渠道长年输水工况及快速疏干的检修工况。观测了垂向变形、孔隙水压力和土压力变化,并采用图像处理技术,分析了试验过程中渠坡的变形,比较了各处理方案的处理效果。     

南水北调中线工程膨胀土渠段边坡变形研究

南水北调中线工程干渠渠坡或渠底涉及膨胀土(岩)的渠段约占明渠段的1/3,工程地质条件复杂。膨胀土渠道工程最重要的是边坡稳定问题,如果发生边坡滑塌影响到南水北调中线工程正常通水运行,则社会影响巨大,因此需要开展膨胀土边坡变形控制研究。通过对一般边坡变形控制要求的分析,结合南水北调中线膨胀岩土渠道的特点提出南水北调中线工程膨胀土边坡变形控制要求以及监测数据异常风险研判标准。分析表明:提出的南水北调中线膨胀土边坡变形控制要求及风险预警标准基本合理,可对边坡的变形过程进行合理把控;累计位移速度法能全面反映边坡变形的整个过程,可判断边坡所处的变形阶段,在膨胀土边坡预警中有很强的实用性。对监测资料进行分析可以推断出边坡的变形趋势和变形规律,据之对边坡的变形进行预报,为南水北调中线渠道正常通水运行提供保障。     

南水北调中线一期工程跨渠桥梁设计特点

丁洼东南跨渠桥是南水北调中线工程总干渠南阳膨胀土试验段上的一座大桥,该桥的设计施工对于其他跨渠桥梁的设计施工具有典型意义。通过对该桥桩基础的理论计算和试验结果的对比分析,得出了膨胀土地区大气影响带范围内桩基础负摩阻力应考虑土层深度;通过桥墩止水方案的研究比选,选定了合理的止水方案;最后,提出了解决桥头跳车问题和桥面排水、防护问题的具体方案。其试验结果为今后膨胀土地区的桥梁建设,特别对于其他待建的南水北调中线工程跨渠桥梁的设计和施工积累了宝贵的经验。     

南水北调中线一期工程陶岔渠首枢纽设计研究

陶岔渠首枢纽工程是南水北调中线输水总干渠的引水渠首,也是丹江口水库的副坝,主要承担挡水、南水北调中线工程引水、利用引水流量和闸上下游水位落差发电的任务。综合分析工程任务、建闸条件、老闸利用、工程运用模式等各方面因素,经技术经济比较选择了在初期工程下游70 m处重建方案,左岸主流道布置贯流式机组水电站、右侧布置引水闸,根据基岩的完整性和透水性在坝基和两岸山体采取了系统渗控措施。     

南水北调中线一期工程输水调度方案研究

为了给南水北调中线一期工程的长距离明渠输水工程提供高效的输水调度方案,使之成为中线工程安全运行的基础,也是及时、准确完成供水任务的保障,研究提出了调度过程中充水、正常运行、应急调度和退水4个阶段的调度目标、约束条件、调度方案,并在2010年南水北调中线京石段临时通水中进行了运用,取得很好的效果。     

南水北调中线一期工程建设征地与征迁安置研究

根据南水北调中线工程建设征地拆迁安置规划设计有关规定,结合工作实际,探讨了弃土弃渣场临时用地在建设征地移民工作中的特点。弃土弃渣场的布置不仅要考虑到工程建设需要,而且也应与建设征地拆迁安置工作相结合。对弃土弃渣场临时用地中难以复垦的土地,提高其补偿标准能更加科学合理地减小建设征地对当地政府、群众带来的损失,有利于工程的顺利实施。     

南水北调中线一期工程农村生产安置方案分析

根据南水北调中线总干渠工程建设征地的特性,以黄河北至羑河北段工程建设征地为例,分析了征地前后各村种植业的损失,针对出村调整土地进行生产安置和本村开发生产安置方案作了具体分析论证,得出了两种方案都能达到生产安置的目标值。但采用本村开发生产安置方案可节省投资、便于实施、避免被征地群众远迁他乡。从有利于移民稳定发展,以及总干渠工程建设的顺利推进,推荐以本村开发生产安置方案作为南水北调中线工程生产安置的最佳方案。     

南水北调中线一期工程穿黄隧洞纵向变形研究

南水北调工程穿黄隧洞纵向变形主要受施工扰动、下卧土层沉降变化以及河床冲淤等因素的影响。为此,通过河工模型试验,揭示了冲淤荷载的变化情况,分析了其在地震荷载作用下的分布及影响,着重对在内水压载和冲淤作用下的不同工况进行了计算分析。提出了针对上述3种荷载组合情况下的隧洞管段的布置方案,论证了该方案可适应纵向变形,且具有一定的安全裕度。     

南水北调中线膨胀土渠道施工应注意的环节

膨胀土具有裂缝发育、遇水膨胀、失水收缩的特性,反复胀缩会破坏土体结构,其力学强度也随之降低。以南水北调中线一期工程陶岔至沙河南段总干渠工程施工为例,从膨胀土渠道开挖、施工期排水、水泥改性土生产与填筑、施工期滑坡处理、施工期安全监测等方面,分析了膨胀土地区渠道工程施工过程中应注意的环节,并结合总干渠现场施工情况,有针对性地提出了一些工程建议及处理措施,可供膨胀土地区类似工程参考。     

南水北调中线总干渠渠道土石方调配平衡研究

南水北调中线总干渠渠道工程的土石方开挖、填筑工程量很大,土石方调配平衡问题处理得合理与否,对整个工程的占地、投资等方面有较大影响。为减少工程投资和施工占地,根据总干渠渠道工程的长跨度特点,提出相应的土石方调配平衡规划的设计原则,利用线性规划技术研究了总干渠土石方调配平衡问题,通过建立数学模型并求解,得到合理、优化的土石方调配平衡结果,为南水北调中线总干渠渠道施工组织设计提供了可靠依据。