南水北調(diào)中線京石應(yīng)急段渠道主要施工地質(zhì)問題及處理措施

楊鳳桂

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，中國 天津300250）

0 概述

南水北調(diào)總干渠京石應(yīng)急段，土體結(jié)構(gòu)分為黃土狀砂壤土、黃土狀壤土、砂性土、卵石、巖石等，渠道施工形式主要為挖方渠段、填方段、半挖半填段。

1 施工地質(zhì)問題、處理措施

①黃土狀土濕陷性：部分渠段的上更新統(tǒng)黃土狀壤土局部具輕微濕陷性，施工中對黃土狀壤土為主地基段的填方渠段，采取夯實或碾壓措施，減少濕陷性的影響。 在挖方段和半挖半填段多采用清除表土，然后強(qiáng)夯，至渠底以上5m，采用條幅形基礎(chǔ)強(qiáng)夯的方形布置，間距選用10m；也可以通過做好渠道防滲、合理設(shè)置左堤截滲溝，預(yù)防、消除或減弱地基土的濕陷性對渠道的影響。

②渠道邊坡穩(wěn)定：渠道邊坡穩(wěn)定性是影響渠道成渠條件的重要因素。

部分渠段渠坡巖體傾向與坡向相近、 巖體風(fēng)化程度較高、部分渠段存在高邊坡、巖體風(fēng)化強(qiáng)烈、局部存在滑坡的可能，采取固坡措施。 在施工期間由于雨季，多處巖層形成小型滑坡。 施工時對全、強(qiáng)風(fēng)化巖采取掛網(wǎng)錨桿噴混凝土，對弱風(fēng)化破碎帶采取噴砼，局部加錨桿支護(hù)。 基巖渠坡弱風(fēng)化、新鮮巖石段，先噴混凝土粗略找平，水泥砂漿抹面。

渠坡巖性以卵石或砂土為主，或粘砂、粘礫雙層結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)，特別是存在地下水的影響的渠段，多分布于石家莊市及大型河流河漫灘的渠段。 河渠交叉建筑物基坑的臨時邊坡由砂土、礫卵石組成，一般受地下水的影響，邊坡穩(wěn)定性差。 在施工中主要采用渠坡鋪設(shè)礫石料、降水井、排水管網(wǎng)等輸排措施。

③渠道滲漏與地下水的問題：地下水對渠道的影響主要表現(xiàn)在施工排水和對邊坡穩(wěn)定的影響；較高的地下水位對渠道的運(yùn)行和使用會產(chǎn)生不利的影響；較高的地下水位會產(chǎn)生地下水對渠道的回滲和靜水壓力對邊坡、渠道襯砌的頂托破壞，另外地下水的浸泡對渠道的穩(wěn)定也會有一定影響。 施工中主要采用設(shè)計永久性泵站，通過排水系統(tǒng)將地下水匯入集水井，水泵自動抽水強(qiáng)排，渠底置換50cm 厚砂礫料為保溫板防凍脹，增設(shè)逆止閥消減揚(yáng)壓力的工程措施。 高地下水對渠道影響較大，由于土層及砂層透鏡體的滲水量較大，對混凝板產(chǎn)生浮托力，水泵的自動抽排系統(tǒng)尚未安裝運(yùn)用，滲水來不及輸排，表現(xiàn)為渠道混凝土板裂縫、錯臺、隆起、止水縫開裂、坡外滲水及渠底涌水，混凝土板破裂。

④河灘地成渠：較大河流，河灘多分布砂性土，當(dāng)汛期洪水位抬高及高地下水位情況下， 對渠坡易造成滲透破壞，應(yīng)加強(qiáng)對河灘地渠道防滲及排水措施。

建筑前先挖除渠底以上的粉砂，置換為粘土，邊回填遍碾壓，兩側(cè)寬根據(jù)失穩(wěn)時弧滑動面位置確定，底部水平鋪設(shè)反慮土工織物，上壓礫石保護(hù)層，注意筑堤土的質(zhì)量，工地施工中控制壓實度0.98，且鋪層以30cm 左右為宜。

⑤飽和砂土地震液化：對于飽和砂土液化問題，由于在勘察及施工過程中未見地下水，地下水埋深較大，中砂層厚度較深，其下部存在較強(qiáng)透水性的礫砂及卵石層，當(dāng)遇見較強(qiáng)地震時， 渠底的中砂層的孔隙水與其下的強(qiáng)透水性的礫砂、卵石層連在一起，很難形成封閉的孔隙水壓力，造成中砂層地基失效。 砂土的液化除與本身的粘粒含量、標(biāo)貫擊數(shù)、地震基本烈度有關(guān)，地下水水位埋深也至關(guān)重要，工程運(yùn)行期間，渠道即便滲漏，對大區(qū)域地下水的抬升也不會造成太大的影響，經(jīng)勘察試驗表明本渠段地表薄層中砂不具地震液化的可能。 施工中多采用將中砂層挖除，換填壤土的處理措施。

⑥渠道半挖半填及填方段清基問題：

工地施工中控制壓實度0.98，且鋪層以30cm 左右為宜，對于較窄的溝渠，多采用1:3～1:6 緩坡順總干渠軸向碾壓。 這一問題暴露較為嚴(yán)重，由于場地較窄，施工難度較大，加上工期較緊，處理的坡比較大，及碾壓土層較厚，導(dǎo)致渠道水外滲，最終渠水外流。 原狀土和回填土的結(jié)合部位明顯處理不到位，土壓實度明顯不夠。 因此在施工過程中應(yīng)特別注意老沖溝的回填和處理。

⑦斜坡地段側(cè)向沖刷對渠道的影響問題：

渠道左側(cè)或右側(cè)地形處于斜坡地帶，應(yīng)注意雨季降水形成的面流對渠道的側(cè)向沖刷問題。 施工時由于雨季渠道邊坡削坡面較大，雨水較大破壞預(yù)留層，導(dǎo)致渠道表面形成雨水沖溝，大部都是以人工找平、蛙夯處理為主。 建議施工時采取挖排水溝、預(yù)留保護(hù)層、削坡與襯砌盡量保持同步進(jìn)行等施工措施。

⑧凍土對渠道的影響問題：

渠道線路較長，從南到北凍土厚度不一，凍土厚度0.54～0.88m， 在渠道設(shè)計中應(yīng)注意不同凍土深度對渠底及渠道邊坡的影響，對于渠道沿線多采用聚苯乙烯保溫板，對于高地下水區(qū)往往采用截流溝引開地表水、并且采用渠底置換50cm厚砂礫料為保溫板防凍脹等措施。

⑨建基面的不均勻沉降問題：由于建筑物處于不同的工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致地基產(chǎn)生不均勻沉降，特別是建基面存在軟弱下臥層的情況。 在設(shè)計時采用設(shè)置沉降縫、圈梁、合理布置縱橫墻等措施。 施工中淺層多采用換填法、對建筑物建基面多采用復(fù)合樁基形式進(jìn)行地基處理。

2 結(jié)語

南水北調(diào)總干渠京石應(yīng)急段渠道注要存在黃土狀土濕陷性、渠道邊坡穩(wěn)定、渠道滲漏與高地下水位、河灘地成渠、飽和砂土地震液化、清基問題、斜坡側(cè)向沖刷、凍土對渠道影響、不均勻沉降等施工地質(zhì)問題，本文對施工中遇到的工程地質(zhì)問題根據(jù)不同地質(zhì)、 地形地貌的情況結(jié)合施工處理措施，進(jìn)行了分析和總結(jié)以便在其它工程中應(yīng)予重視。

［1］GB50487-2008 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程[S].

［2］SL251-2000 水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程[S].

［3］SL274-2001 碾壓土石壩設(shè)計規(guī)范[S].

［4］SL55-2005 中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程[S].