南水北調(diào)中線大沙河暗渠地質(zhì)評(píng)價(jià)

□宋獻(xiàn)萍（輝縣市水利局）

一、概況

南水北調(diào)中線工程大沙河暗渠位于河南省博愛(ài)縣陽(yáng)廟鎮(zhèn)鹿村南約300m處，博愛(ài)～武陟公路在場(chǎng)區(qū)南部約1.5km處經(jīng)過(guò)，交通便利。

大沙河暗渠由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口閘、暗渠洞身段、出口閘、出口漸變段5部分組成。其中進(jìn)、出口漸變段及進(jìn)、出口閘段設(shè)計(jì)基底應(yīng)力160kPa；暗渠洞身段設(shè)計(jì)基底高程約98m,設(shè)計(jì)最大基底應(yīng)力353kPa。

二、地形地貌

大沙河暗渠位于太行山山前洪積扇前緣，地形開(kāi)闊平坦，西北部地勢(shì)略高，向南東傾斜。

工程場(chǎng)區(qū)為河谷地貌形態(tài)，河道坡降約5‰，河谷呈寬淺形，河床寬約60m，緊靠右岸河床地面高程108～109m，兩岸地面高程均為110m左右。

三、工程水文地質(zhì)條件

（一）地層巖性

工程區(qū)鉆孔揭露范圍內(nèi)為第四系上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)洪積地層，分為6個(gè)土體單元，各土體單元力學(xué)性指標(biāo)建議值見(jiàn)下表。

各土體單元力學(xué)性指標(biāo)建議值表

（二）地質(zhì)構(gòu)造與地震

工程區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)華北斷坳的西南部，區(qū)域構(gòu)造線的方向主要為近EW向和NE向，焦作～新鄉(xiāng)～商丘斷裂在工程區(qū)南約6km處通過(guò)，焦作斷裂在工程區(qū)北約1km處通過(guò)，區(qū)域穩(wěn)定性較差。

工程區(qū)位于華北地震構(gòu)造區(qū)與豫皖地震構(gòu)造區(qū)交接部位，附近地震活動(dòng)頻度較高，強(qiáng)度較大。據(jù)記載，在場(chǎng)區(qū)100km范圍內(nèi)有記錄以來(lái)，歷史上發(fā)生過(guò)3次大于4.75級(jí)的地震。場(chǎng)區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。

（三）水文地質(zhì)條件

工程區(qū)地下水類型主要為承壓水，賦存于第④和第⑥層卵石層中，卵石層滲透系數(shù)K=1.4×10-2～2.4×10-1cm/s，屬?gòu)?qiáng)透水性巖層，頂板高程99～105m，承壓水頭高程106m左右。

地下水為淡～微咸水，水化學(xué)類型為SO4-HCO3-Ca-Mg型，對(duì)普通水泥具硫酸鹽型弱～中等腐蝕。

四、工程地質(zhì)問(wèn)題及評(píng)價(jià)

（一）工程地質(zhì)問(wèn)題

工程區(qū)存在的工程地質(zhì)問(wèn)題主要有邊坡穩(wěn)定問(wèn)題、基坑涌水問(wèn)題和不均勻沉降問(wèn)題等。

1.邊坡穩(wěn)定問(wèn)題

大沙河暗渠設(shè)計(jì)建基面高程98m左右，地面高程108～110m，施工開(kāi)挖深度10～12m，形成上部粘性土，下部卵石的邊坡。為求得邊坡穩(wěn)定時(shí)的高寬比，利用洛巴索夫圖解法c/rh=f(β、φ)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析。

建議施工時(shí)分級(jí)開(kāi)挖，中間設(shè)置馬道，上部土層邊坡結(jié)合經(jīng)驗(yàn)分析可采用 1：0.75～1：1.0；下部卵石層邊坡采用 1：1.5～1：2.0。

2.基坑涌水問(wèn)題

工程區(qū)地下水類型為承壓水，水位高程106m左右，賦存于第④層和第⑥層卵石中，含水層頂板高程99～105m，承壓水頭一般高出頂板1～6m。大沙河暗渠設(shè)計(jì)建基面高程98m左右，位于承壓含水層第④層中，該層滲透系數(shù)K=1.4×10-2～2.4×10-1cm/s，屬?gòu)?qiáng)透水性巖層，因此在基坑開(kāi)挖過(guò)程中將產(chǎn)生嚴(yán)重的涌水問(wèn)題，需采取相應(yīng)的截滲、排水措施。

3.不均勻沉陷問(wèn)題

暗渠各段建基面主要位于第④層卵石中，該層承載力標(biāo)準(zhǔn)值300kPa，能夠滿足基底應(yīng)力要求，但建基面以下厚度不均勻，局部為細(xì)砂，且第⑤層重粉質(zhì)壤土承載力標(biāo)準(zhǔn)值僅125kPa，強(qiáng)度較低，需考慮不均勻沉降的影響。

（二）工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

1.工程區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型屬粘、礫多層結(jié)構(gòu)，由卵石，重粉質(zhì)壤土和中粉質(zhì)壤土組成。暗渠共由5部分組成，各部分建基面主要位于第④層卵石層的中下部，局部接近第⑤層重粉質(zhì)壤土；第④層承載力標(biāo)準(zhǔn)值300kPa，第⑤層承載力標(biāo)準(zhǔn)值125kPa，能滿足暗渠建基面基底應(yīng)力要求，但建基面下卵石厚度不均勻，強(qiáng)度存有差異，設(shè)計(jì)時(shí)須考慮不均勻沉降問(wèn)題。

2.對(duì)于該工程存在的開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，建議施工分兩級(jí)開(kāi)挖，上部土層采用1：0.75～1:11邊坡，下部卵石采用1：1.5～1:2.0邊坡；而對(duì)基坑涌水問(wèn)題，則應(yīng)采取截滲、排水等措施。

3.工程區(qū)地下水對(duì)普通水泥具硫酸鹽型弱～中等腐蝕性，建議施工時(shí)采用抗硫酸鹽水泥。