垂直防渗墙工法_norestriction

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1、3.1垂直防渗墙工法相关理论分析研究洞庭湖区是一个不断下沉的大型盆地,除湖盆东、西、南外围地区出露有较为古老的地层外,湖区广布第四系地层,成因类型以湖相、河湖相为主,河相次之,总体上呈二元地层结构,表层为弱透水的粘性土覆盖层,其下为颗粒渐大的强透水层夹粘性土透镜体。在粘性土覆盖层较薄、江河水位较高的情况下,湖堤背水坡坡脚附近容易发生渗透变形。本节主要研究在防渗帷幕对湖堤背水地带的影响及防渗帷幕底部在相对不透水层中深度的影响。3.1.1洞庭湖的地质特性洞庭湖区地层结构和地质特性简易分区如下:Ⅰ、丘陵、残丘基岩及松散岩类区:主要

2、分布在临湘、岳阳、汨罗、湘阴以东,望城、益阳、德山以南,桃源、常德、澧县以西地区及湖盆中的残山孤丘,其第四系堆积物一般为硬塑~坚硬状态,中压缩性,地基强度较高,一般远离防洪工程或深埋于堤基之下,与防洪工程关系不大。Ⅱ、河相冲积平原松散岩类区:主要分布在四水尾闾及一级支流出口,地貌上为河流冲积堆积之Ⅰ级阶地,地层结构较为复杂,分为两个亚区,即:粘性土及粉土亚区(Ⅱ1):上部为粘土、粉质粘土、粉土、局部地段为泥质土,厚度3~9m,呈可塑~软塑状态,承载力较低;下部为粉砂、细砂和砂卵石,厚1~5m。含水丰富,地下水位埋深较浅。该区

3、主要工程地质问题是当表层土破坏后,外河水位上升时,下部粉砂、细砂和砂卵石易产生流土和管涌,在地基为淤泥质土类的堤段,存在沉陷变形和基坑边坡稳定的问题。砂卵石、粉砂、细砂或上部有薄层土亚区(Ⅱ2):地基土为5~9m厚的粉砂、细砂和砂卵石,结构松散、透水性强。该区主要工程地质问题是地基流土、管涌破坏,以及饱和砂土的振动液化问题。Ⅲ、河湖相冲积平原松散岩类区:主要分布于湖盆中央,地貌上河湖相冲淤平原为主,根据区内岩性分为两个亚区:粉砂、细砂亚区(Ⅲ1):地基土为3~5m厚的粉砂、细砂,结构松散,承载力不高,透水性较强,地下水位埋深

4、较浅。该区主要工程地质问题是地基渗漏、流土、管涌,以及饱和砂土的振动液化问题粉土、粉质粘土、粉细砂及淤泥质土亚区(Ⅲ2):本区岩性复杂,厚度3~10m,粉土、粘性土与砂土或互层或某种土类呈透镜状分布,其砂土松散,粘性土呈软塑~可塑状态,淤泥类土含水量高,承载力低。该区主要工程地质问题是沉陷变形、渗流破坏。Ⅳ、湖积平原淤泥质土类区:分布于浅水湖盆或沼泽地带。岩性为灰黑色、淡褐色淤泥或淤泥质土,厚度3~11m,成软~流塑状态,含水量高,孔隙比大,承载力极低,易产生流动、挤出等工程地质问题。因此,洞庭湖区防洪工程主要地质问题表现在

5、两个方面:一是软土地基的变形破坏问题,二是砂及砂卵石基础的渗流破坏问题。根据洞庭湖二期治理可行性研究地质勘探统计,长江南岸、四水尾闾及三口水系两岸有820Km防洪大堤建筑在粉砂、细砂、砂卵石层上或表层为薄层粘性土,易产生渗漏、流土、管涌、堤身塌陷等工程地质问题;东、西、南洞庭湖周边540Km湖堤建筑在淤泥质软土上,存在堤基不均匀沉陷变形问题。3.1.2计算分析模型的概化本项研究小河口的地质特征作为研究背景。洞庭湖小河口的地层主α1α1α1要为第四第全新统(Q),上更新统(Q)及中更新统(Q),具体情132况分述如下:第一层为

6、人工填土,灰黑色,含有机物质,植物松软,厚约为0.8−5米,渗透系数K=2.4×10cm/s;第二层为粉质粘土,黄褐色,含锰质及−5细沙,可塑,厚度约为2.0米,渗透系数K=3.0×10cm/s;第三层为粉细沙,浅黄色,松散,饱和,混少量粘土,厚度约为3.0米,渗透系数−5K=3.0×10cm/s;第四层为卵石,分选性好,中密,一般粒径2-3cm,−2厚度在20米左右,渗透系数K=2.8×10cm/s。洞庭湖还有一些地区的堤防基础在卵石层以下还存在着一层相对−5不透水层,层厚一般为5米,其渗透系数约为K=3×10cm/s。作

7、为理论研究主要为揭示问题的一般规律,为此提出如下理论分析−5概化模型:堤坝为人工填土,其渗透系数为K=1.7×10cm/s;坝基础最−5上层为6米厚的弱透水覆盖层,其渗透系数为K=3.0×10cm/s,堤内地表存在着一定的沟漕或其它建筑物开挖基础造成的沟漕等缺陷,缺陷深度为1.5米,宽度为4.0米,在概化模型中假定有两个沟漕;第二层为−2强透水层,其厚度为20米,渗透系数为K=2.8×10cm/s;第三层5米厚的相对不透水层,渗透系数为−5K=3.0×10cm/s;第四层为强透水层,−2渗透系数为K=2.8×10cm/s。对

8、于这种地质特征,一般采用垂直防渗墙来解决渗漏、流土、管涌、堤身塌陷等工程地质问题。按工程处理情况,防治墙的厚度为0.1米,防渗墙的深度在研究中为一变化值。具体情况如图3-1所示。38.138.7.51:2:21.5层I:51层II层III层IV单位:m图3-1概化模型图3.1.3垂直防渗墙

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