南水北调中线安阳段第三纪岩土施工工程分级

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1、南水北调中线安阳段第三纪岩土施工工程分级南水北调中线安阳段第三纪岩土施工工程分级　摘要：南水北调中线安阳段主要为地面渠道工程，需开挖大量的岩土体。施工过程中揭露出了大量的泥灰岩、砾岩、砂岩等第三系软岩硬土，同前期工作认识出入较大，施工中对岩土界线认识存在一定分歧。通过进一步现场地质调查、点荷载、现场钻进速率测试试验和室内力学、岩石化学、声波试验等，认识了安阳渠段的岩土工程特性。在对比分析已有岩石质量分级和软岩硬土分界的基础上，提出了适用于安阳段岩土体的可挖性工程分级。该分级以岩石单轴抗压强度、纵波波速、净钻进速率、天然容重等为主要指标，

2、将岩土体可挖性施工工程级别划分为9级16个亚级。结果表明，该分级较好地结合了软岩硬土的开挖特性，与对应等级岩土方量计算相结合，较合理地解决了工程造价问题。该分级体系可望为其他第三系岩土地面工程施工分级提供参考。　　关键词：南水北调；中线工程；软岩硬土；施工工程分级　　中图分类号：TV68；P642.1.L.编辑。2.1黏土岩　　渠段南部主要为绿色裂纹化黏土岩，天然容重均值约[JP4]165g/cm3，饱和单轴抗压强度0.03～0.15MPa，平均0.11MPa。　　渠段南、中部发育紫红色、杂色黏土岩，分布于砾岩和砂岩之间，天然

3、容重1.65～1.77g/cm3，饱和单轴抗压强度002～5.02MPa；化学分析结果SiO2含量较高为40.46%～58.47%，Al2O3含量11.66%～16.44%，烧失量13.24%～21.49%；X-射线衍射分析结果石英含量25.8%～41.2%，黏土矿物总量43.3%～58.7%，I/S（伊利石/蒙脱石混层）为75%～88%，混层比为60%。　　北部黏土岩主要为紫色和绿色为主的杂色，天然容重均值约1.67g/cm3，天然抗压强度0.01～1.48MPa，平均0.27MPa；绿色黏土岩化学分析结果SiO2含量达55.4

4、5%～5722%，Al2O3含量11.66%～16.44%，烧失量13.24%～21.49%；X-射线衍射分析结果石英含量28.5%～377%，黏土矿物总量56.1%～71.5%，I/S为84%～94%，混层比为55%～75%，绿色黏土岩膨胀性较强，膨胀力可达165MPa。　　2.2泥灰岩　　主要分布于渠段南部，为整体状，厚度较大，基本不显示层理，颜色灰白、亮灰色。岩石中多碳酸盐碎屑和鲕粒，化学分析结果SiO2含量8.98%～21.07%，CaO含量36.15%～45.89%，CO2含量28.20%～36.26%，烧失量32.

5、69%～4024%；X-射线衍射分析结果石英含量1.5%～8.4%，方解石含量达74.7%～92.5%，黏土矿物总量5.8%～16.7%，I/S为65%～90%混层比为40%～70%。　　天然容重约为2.28～2.45g/cm3，天然单轴抗压强度31.0～37.0MPa，饱和抗压强度21.0～31.0MPa，软化系数0.66以上，纵波波速Vp约为3361～4011m/s，弹性模量775～13.04GPa，泊松比0.26～0.30，抗剪强度内聚力c=6.378MPa，内摩擦角φ=34.6o。　　2.3砾岩

6、　　分布较广，南部砾石中微晶泥晶灰岩占80%～95%，钙质胶结，砾石分选差，大小不等，为复成分砾岩；中部砾石多为微晶泥晶灰岩和细砂岩，钙质泥质胶结；北部砾石以长石砂岩和微晶灰岩为主，砾石块度较大，球度好、磨圆好、分选好。根据钻进速率、点荷载测试，参考国内实验结果手册［3］，该区砾岩抗压强度约为20.0～70.0MPa，局部深灰色硅质胶结较明显的砾岩强度很高。　　2.4生物碎屑灰岩　　主要为整体状灰色含中粒砂亮晶碎屑鲕粒灰岩，鲕粒含量55.0%～75.0%，化学分析结果SiO2含量3.16%～320%，CaO含量51.68%～51

7、.90%，CO2含量39.48%～4069%，烧失量较大为43.01%～43.21%。天然容重2.44g/cm3，纵波速度Vp约为4659～4852m/s，天然单轴抗压强度37.0～54.0MPa，软化系数0.87，抗剪强度内聚力c=15051MPa，内摩擦角φ=44.12o。　　2.5砂岩　　分布较广，渠段南部砂岩呈透镜体或薄层状夹于含巨厚层泥质灰岩中，颜色为暗灰、灰色，岩石中含细砾，岩屑成分多为泥晶灰岩，其次为石英和长石，化学分析结果SiO2含量10.63%～61.03%，CaO含量2.94%～47.9

8、7%，CO2含量181%～35.45%，烧失量9.10%～38.68%。天然容重约25g/cm3，单轴抗压强度48.0～74.0MPa，软化系数为0.88～0.91。纵波波速Vp约为4900m/s