浅议南水北调中线工程渠道膨胀土处理与研究

□赵 峰（南水北调中线工程建管局河南直管局）

1.工程简介

2012年是南水北调中线干线工程进入三年攻坚战的第二年，是工程建设最为关键的一年，也是最具有挑战性的一年，而河南省是渠道最长、征迁任务最大、技术最复杂、任务最繁重的省份。由于南水北调工程线路长，地质结构复杂，存在不少重大技术难题，其中不乏像膨胀土这样的世界性技术难题。南水北调中线工程有膨胀土（岩）渠段357km，其中强膨胀土段60km；中线总干渠要穿越数百公里膨胀土地段，必须了解和解决其遇水膨胀、失水收缩之特性。

2.膨胀土特性及危害

膨胀土是一种吸水膨胀软化、失水收缩开裂的特殊粘性土，其矿物及化学成分和微观结构是膨胀土胀缩特性的内在因素。膨胀土的粘土矿物主要为蒙脱石、伊利石和高岭石等，胀缩特性主要由亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石决定，它具有较大的比表面及阳离子交换量，在与水相互作用过程中，能吸收水分引起粒间膨胀及矿物晶体膨胀。膨胀土的这一特性常造成低层建筑物变形开裂，造成开挖边坡发生滑动破坏；其反复胀缩变形及引起的强度衰减对工程的长期安全运行构成严重隐患，任何局部的边坡失稳或衬砌结构的破坏都将可能导致南水北调工程无法正常输水。

膨胀土具有比一般粘性土更大的密度和强度，加上土体的吸水膨胀作用，因而天然情况下土体内储藏了一定的应变能，一旦渠道开挖改变其约束条件，能量释放及卸荷作用就会立即显现出来。……