委内瑞拉瓜里科灌区渠道修复工程膨胀土处理方案研究摘要：膨胀土在委内瑞拉瓜里科灌区分布广泛，对渠道造成了较大危害。本文对该灌区渠道修复中膨胀土的处理方法进行了研究，结果表明解决膨胀土的问题，应着重从影响其物理、力学性质变化的因素入手，改变土的力学性质以达到处理目的，实践证明换填和改性等方法综合使用能有效减轻膨胀土的危害。关键词：委内瑞拉瓜里科灌区；渠道修复；膨胀土；换填；改性1概述膨胀土是一种主要由强亲水性矿物组成的高塑性粘土。其干燥状态下多呈坚硬或硬塑状态，强度一般较高，湿润状态下多呈软粘状态，强度一般较低。膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩、反复胀缩变形，漫水强度衰减，干缩裂隙发育的特性。膨胀土在委内瑞拉瓜里科灌区分布广泛，对渠道造成了较大危害，本文将对瓜里科灌区渠道修复中膨胀土的处理方法进行浅探。委内瑞拉玻利瓦尔共和国（简称委内瑞拉），位于南美洲大陆北部，国土面积为91.67万平方公里。瓜里科州位于委内瑞拉中部，地处平原，海拔约73～105m。气候温暖，为热带草原气候，每年5月至10月为雨季，11月至翌年4月为旱季（即灌溉季节）。多年平均降雨1326mm，蒸发2755mm，年平均气温27.6℃。年最大降水量为1979年的1732.6毫米，年最小降雨量为1972年的779.9毫米。主要降雨月份通常是八月，其平均降雨量为257.6毫米。降雨最少的月份是一月，其平均降水量为2.5毫米。从五月到十月的雨季中的降水量占全年降水总量的88%，降雨多为短时性暴雨，基本没有飓风、冰雹、地震等自然灾害。瓜里科灌区位于瓜里科州西部，建于1956年，属水库引水自流灌溉灌区。设计灌溉总面积90万亩，现有控制面积为67.5万亩，实际灌溉面积为46.5万亩，灌区主要种植作物为水稻。灌区内输、配水渠道分3级，干渠、分干渠、支渠。干渠长度为46.03km，分干渠总长80.84km，支渠总长74.27km。支渠以上均已用10cm厚C20混凝土衬砌板衬砌保护。渠系建筑物历经50年的运行，损坏严重。其中总干渠损坏率7.4%，分干渠损坏率13.2%、支渠损坏率21.3%。灌区内膨胀土侵害明显，B4D支渠、B3D2支渠、B4分干渠、B3E、B6支渠等都有膨胀土分布。渠道衬砌混凝土块开裂变形，渗漏严重。伸缩缝内的沥青填料老化，失去止水作用，滋生杂草和其他生物，严重影响渠道的过流能力，渗漏严重，灌区水利用系数仅为0.322。2膨胀土的物理性质及力学性质分析膨胀土按其粘粒的矿物成分分成两大类，一类是以蒙脱石含量为主的膨胀土，另一类是以伊利石为主的膨胀土。委内瑞拉瓜里科灌区中，两种类型的膨胀土均有出现。引起膨胀土发生变化的因素主要为含水量，蒙脱石黏土在含水量增加时出现膨胀，而伊利土和高岭土则发生有限的膨胀。2.1含水量膨胀土具有很高的膨胀潜势，这与它含水量的大小及变化有关。如果其含水量保持不变，则不会有体积变化。但在委内瑞拉瓜里科灌区，雨季降雨频繁，导致渠道边膨胀土含水量不断变化，粘土随之产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。含水量的轻微增加，仅1%～2%的增量，就足以引起有害的膨胀。2.2干容重黏土的干容重与其天然含水量是息息相关的，干容重是膨胀土的另一重要指标。γ=18.0kN/m3的黏土，通常显示很高的膨胀潜势。2.3膨胀土分类标准关于膨胀土的判别，国内外尚不统一。根据多年来工程实践的经验总结和工程地质特征，自由膨胀率Fs≥40%和液限WL≥40%的粘土质，可判断为膨胀土。但这并不是唯一的，最终决定因素是胀缩总率及膨胀的循环变形特征，以及与其他指标相结合的综合判别方法。我国《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）推荐参考采用膨胀土评指标为：自由膨胀率Fs≥40%，标准吸湿含水率Wf>2.5%，塑性指数Ip>15，当符合其中两项指标时，即应判定为膨胀土。其对膨胀土分级见表1。3渠道沿线膨胀土的分布情况及危害性3.1渠道沿线膨胀土分布以B3D2支渠为例，现状8.031km的渠线上膨胀土分布较广，膨胀土侵害明显。在距离渠顶约1.0-1.2m的渠边路上出现了明显的贯通缝，缝宽1-15mm。靠近渠道侧土壤明显湿润，缝另一边干燥，渠道两边同时出现。通过现场踏勘，裂缝明显的中高膨胀土渠段共6段，总长2x4.995=9.990km。3.2渠段膨胀土的危害性从瓜里科灌区的情况来...