觀音閣水庫輸水管線工程地質(zhì)條件探析

(遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000)

1 概述

觀音閣水庫位于遼寧省東部本溪市境內(nèi),其輸水管線的分布位置主要分為細(xì)河輸水管線、本鋼輸水管線及新區(qū)輸水管線4大部分。本階段設(shè)計(jì)要求對(duì)小湯河輸水管線、細(xì)河輸水管線及本鋼輸水管線進(jìn)行初設(shè)階段工程地質(zhì)勘察，新區(qū)管線本階段暫不做外業(yè)勘察。

按設(shè)計(jì)的輸水管線方案，本階段沿管線均布置鉆孔，孔間距約400～600 m。但由于細(xì)河輸水管線在勘察后期修改了局部設(shè)計(jì)方案，為此進(jìn)行了補(bǔ)充勘察，勘察過程中參考已完成的鉆孔成果，加大了補(bǔ)充勘察鉆孔的間距，各別段巖性及物理性質(zhì)參考已完成鉆孔資料，并結(jié)合前期勘察成果對(duì)管線工程地質(zhì)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 細(xì)河輸水管線工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

細(xì)河輸水管線進(jìn)口連接北臺(tái)分洞出口，沿細(xì)河防洪堤和兩側(cè)階地布設(shè)，至北臺(tái)配水站，并向下游延伸至高家堡子，設(shè)計(jì)樁號(hào)41+308.88～52+720，總長(zhǎng)約11.4 km。

管道進(jìn)水端位于橋頭鎮(zhèn)東細(xì)河右岸山腳下，與隧洞出口銜接處場(chǎng)地開闊平坦。管線沿線共穿越兩次細(xì)河、兩次細(xì)河左岸堤防公路、三座鐵路橋和一座高速公路橋。

2.2 地層巖性

根據(jù)本次勘察鉆孔揭露，沿線地基土巖性主要有雜填土、卵石、頁巖、粉砂巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r等。

(1)雜填土：主要由回填卵礫石、漂石及粘性土組成，屬于采砂坑回填物，層厚1～8 m。

(2)卵石：雜色，濕～飽和，稍密～中密狀態(tài)，分選差，主要成份為灰白色硅質(zhì)石英砂巖、白云質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r為主，層厚大于6 m。

(3)二疊系：灰色砂巖與雜色頁巖、粉砂巖互層。

(4)寒武系：灰?guī)r，泥灰?guī)r。

2.3 水文地質(zhì)條件

本段管線基本布置于細(xì)河防洪堤與一級(jí)階地上，距河道位置較近，含水層滲透系數(shù)大。地下水位埋藏較淺，一般深1.5～3.0 m，勘察期間地下水位高程191～201 m。

根據(jù)管線地基土的顆分試驗(yàn)成果，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所得的細(xì)河段地基土滲透系數(shù)建議值見表1。

所采用得經(jīng)驗(yàn)公式為：

式中：k為滲透系數(shù)(m/d)；d10為顆粒的有效粒徑(mm)；t為滲透水得溫度(°C)；C為常數(shù)，粘土質(zhì)砂為：500～700，純砂為：700～1 000。

表1 細(xì)河輸水管線地基土滲透系數(shù)計(jì)算表

2.4 原位測(cè)試成果

沿線地層巖性為第四系沖洪積物，為了分析沿線地基土的密實(shí)性，確定地基承載力，勘察過程中每個(gè)鉆孔不同深度均進(jìn)行了重型動(dòng)力觸探測(cè)試，根據(jù)重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)確定管道地基土的密實(shí)性及承載力特征值，見表2。

表2 地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

3 本鋼輸水管線工程地質(zhì)條件

3.1 地形地貌

本鋼輸水管線起始于大峪配水站，沿太子河左岸公路斜坡布置，基本平行于濱河南路，延伸至本鋼集團(tuán)有限公司，接本鋼三水源管線，樁號(hào)BGA0+000～BGA7+162.25，全長(zhǎng)7.16 km。沿線地形起伏不大，交通便利。管線多次穿越公路橋、鐵路橋、涵洞及煤氣管線，對(duì)施工有一定影響。

3.2 地層巖性

根據(jù)本次勘察鉆孔揭露，沿線地基土巖性主要有素填土、卵石及基巖(頁巖、砂巖、礫巖)等。

(1)素填土：主要為填卵礫石、漂石、及粘性土，局部有少量建筑垃圾，整體濕～飽和，稍密～中密狀態(tài)，沿線均有分布，其中樁號(hào)6+743～7+383段素填土主要為黑色生活垃圾及建筑垃圾，含卵礫石，濕～飽和，稍密狀態(tài)，其中卵礫石主要成份為灰白色硅質(zhì)石英砂巖，質(zhì)地堅(jiān)硬，多呈亞圓狀，局部為次棱角狀，粘粒含量較低。層厚2～12 m不等，濱河路基本為回填形成。

(2)卵礫石：雜色，濕～飽和，稍密～中密狀態(tài)，分選差，主要成份為灰白色硅質(zhì)石英砂巖、砂巖為主，質(zhì)地堅(jiān)硬，多呈亞圓狀。

(3)白堊系大峪組(K2d)：紫紅色砂巖、礫巖、砂質(zhì)頁巖互層。

3.3 水文地質(zhì)條件

本段管線位于濱河路河堤及河床上，距河道很近，地層巖性以卵石為主，磨圓較好，粒徑較大，含水層滲透系數(shù)大，地表河流與地下水聯(lián)系密切。地下水位埋藏較淺，勘察期間地下水位高程為95～110 m。

3.4 原位測(cè)試成果

沿線地層巖性為第四系沖洪積物，為了分析沿線地基土的密實(shí)性，確定地基承載力，勘察過程中每個(gè)鉆孔不同深度均進(jìn)行了重型動(dòng)力觸探測(cè)試，根據(jù)重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)確定管道地基土的密實(shí)性及承載力特征值，見表3。

表3 地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

4 新區(qū)輸水管線工程地質(zhì)條件

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本階段不再進(jìn)行新區(qū)輸水管線的勘察，勘察成果采用可研階段資料，因此，本節(jié)內(nèi)容沿用可研報(bào)告成果。

4.1 基本地質(zhì)條件

新區(qū)輸水管線屬于大峪分洞線的后續(xù)工程，進(jìn)口接大峪配水站，出口位于本溪新區(qū)石橋子鎮(zhèn)北店子村附近，全長(zhǎng)約14 km。沿溝谷現(xiàn)分布有多個(gè)村落，村落間多為耕地，兩側(cè)山體為丘陵地貌。管線沿線所穿越的地層巖性按不同巖性具體可分為三部分：

1)第四系沖洪積卵石層

樁號(hào)XCA39+845.94～ XCA42+380.43，段長(zhǎng)2 534.49 m，卵礫石粒徑較大，為太子河河谷沖積地層，最大漂石粒徑可達(dá)60～80 cm，以中密為主，局部可達(dá)密實(shí)，厚度6～7 m。

2)第四系沖洪積礫砂及圓礫層

分布樁號(hào)XCA42+380.43～XCA47+818.74、樁號(hào)XCA48+959.26～XCA49+856.94、樁號(hào)XCA50+528.02～XCA51+919.4、樁號(hào)XCA53+900.06～XCA56+225.49等段，分選性差，礫石成份主要為石英與長(zhǎng)石，磨圓一般，次棱角狀，多呈稍密狀，局部中密，厚度6～10 m。

3)全風(fēng)化太古代混合巖

沿線有部分段出露太古代混合巖，分布樁號(hào)XCA47+818.74～XCA48+959.26，段長(zhǎng)1140.52 m，樁號(hào)XCA49+856.94～XCA50+528.02，段長(zhǎng)671.08 m，風(fēng)化巖呈砂狀，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造全部破壞，呈全風(fēng)化狀，部分為強(qiáng)風(fēng)化狀。

4.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)管線地基土的顆分試驗(yàn)成果，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所得的細(xì)河段地基土滲透系數(shù)建議值見表4。

表4 細(xì)河輸水管線地基土滲透系數(shù)計(jì)算表

4.3 原位測(cè)試統(tǒng)計(jì)

沿線地層巖性為第四系沖洪積物，為了分析沿線地基土的密實(shí)性，確定地基承載力，勘察過程中每個(gè)鉆孔不同深度均進(jìn)行了重型動(dòng)力觸探測(cè)試，根據(jù)重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)確定管道地基土的密實(shí)性及承載力特征值，見表5。

表5 地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

5 結(jié)語

(1)細(xì)河輸水管線沿線地基以第四系卵礫石層為主，其中上游與隧洞連接段分布粉質(zhì)粘土。巖土層承載力較高，滿足設(shè)計(jì)要求，適合埋設(shè)輸水管道。

(2)本鋼輸水管線沿太子河河床左岸公路邊布置，地基土以回填礫石及卵石為主，局部段密實(shí)度偏低，建議開挖后根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行處理。大部分段地基土滿足設(shè)計(jì)要求，適合埋設(shè)輸水管道。部分管線布置于河道內(nèi)，河水對(duì)施工有很大影響。

(3)新區(qū)輸水管線沿線地基土有第四系卵石、礫砂、圓礫及全風(fēng)化混合巖，地基承載力較高，滿足設(shè)計(jì)要求，適合埋設(shè)輸水管道。

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