难关之四:治理膨胀土变形滑坡
防渗施压,控制含水量和膨胀率
“膨胀土是一种特殊性质的土,遇水膨胀,就成了‘橡皮泥’;失水收缩,干缩龟裂,是工程的又一个难题。”汪易森说,南水北调中线输水总干渠经过的南阳、沙河及邯郸等地均分布有膨胀土,累计长度达300多公里,约占总干渠全长的27%。
上世纪60年代末期至70年代初期,在南水北调中线陶岔渠首工程地质勘察、设计和施工中,长江委院勘测部门就认识到这种裂缝粘土难治,在1970年陶岔渠首施工过程中,开挖出的膨胀土渠坡上陆续发生了14处滑坡。
汪易森说,如果不针对膨胀土的特殊性质“对症下药”,其结果可能既耗费了大量财力和物力,又达不到治理目标。对膨胀土边坡的处理思路,主要从稳定膨胀土含水量和限制膨胀率两方面考虑,前者是采用工程措施防止渠道渗水、地下水、大气雨水等入渗膨胀土,使膨胀土保持稳定的含水量,不产生膨胀变形;后者主要是用压重方式施加预压力,限制膨胀土变形在抗剪强度允许消减范围内,不使膨胀土变形影响边坡稳定。这两种思路是南水北调中线干线膨胀土渠段表层滑坡处理的主要出发点。
为此,将通过不同处理方案的实验室试验、辅助实验和现场试验,寻找安全可靠、经济实用的新方案,替代大规模取土方案,指导设计和施工,力争较好地解决占压耕地良田问题。
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南水北调一期工程分东线一期和中线一期两条调水线路。
东线工程从长江下游扬州附近抽引长江水,利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送,在山东境内出东平湖后分两路输水:一路向北,经隧洞穿过黄河,自流到天津,输水主干线全长1156公里;另一路向东,通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海,全长701公里。
中线工程常被形容为“一库清水通过一条长渠,连接湖北和京津”。“一库清水”指的是长江支流汉江上的丹江口水库,调水的终点是北京团城湖、天津。中线工程主要采用渠道输水方式,输水总干渠长1427公里。为提高供水保证率,防止总干渠水质污染,中线输水干渠与交叉河流全部立交,渠河分流,互不干扰。
图为南水北调工程东、中线示意图