穿北易水河倒虹吸主要地質(zhì)問題分析與評(píng)價(jià)

陳相彪

（1.保定市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河北 保定 071051；2.保定市江河水利咨詢監(jiān)理有限公司，河北 保定 071051）

穿北易水河倒虹吸主要地質(zhì)問題分析與評(píng)價(jià)

陳相彪1，2

（1.保定市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河北 保定 071051；2.保定市江河水利咨詢監(jiān)理有限公司，河北 保定 071051）

從地質(zhì)條件、巖性分布特征、地下水賦存條件等方面，對(duì)穿北易水河倒虹吸工程存在的主要地質(zhì)問題進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，以便更好地指導(dǎo)施工，同時(shí)也為類似工程提供了有益參考。

倒虹吸；基坑排水；邊坡穩(wěn)定；不均勻沉降

1 場(chǎng)地地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

工程區(qū)地處太行山東麓山前丘陵區(qū)，屬河流堆積侵蝕地貌類型，總體地勢(shì)西高東低。工程穿越處主河道大致呈NW～SE走向，河道縱坡約1.9‰，測(cè)區(qū)河段寬200m左右，河床偏左側(cè)發(fā)育，河底高程48.7～49.3m，兩側(cè)分布順河向一級(jí)階地，階地高出河床1.5～2.2m，左岸階地較平坦。近年來由于大量采砂，地勢(shì)起伏不平，右岸階地逐漸向外擴(kuò)展。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造與地震

本區(qū)地處太行山隆起與冀中斷陷的過渡帶，第三紀(jì)時(shí)期以整體抬升為主，區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)受紫荊關(guān)靈山斷裂和太行山山前斷裂控制，形成一系列北東向斷層、褶皺構(gòu)造格局。第四紀(jì)時(shí)期，上述斷裂活動(dòng)逐漸趨向微弱，近場(chǎng)區(qū)斷裂構(gòu)造均為非活動(dòng)隱伏深斷裂，對(duì)場(chǎng)區(qū)的穩(wěn)定性影響不大。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g，相應(yīng)地震基本烈度為7度。

1.3 水文地質(zhì)條件

北易水河屬季節(jié)性行洪河道，本河段平水年一般長(zhǎng)年流水，汛期行洪量較大。主河床現(xiàn)狀有地表水，水面高程50.20m。地表水經(jīng)取樣分析，水化學(xué)類型為HCO3Na型水，SO42-含量168.2 mg／L，對(duì)普通混凝土不具腐蝕性。

本區(qū)地下水類型以第四系孔隙潛水為主，其次為基巖裂隙水。地下水主要賦存于第四系松散砂卵石層中，含水層結(jié)構(gòu)單一，最大厚度11.7m，單孔抽水試驗(yàn)成果，卵石滲透系數(shù)0.106～0.167 cm／s，平均0.14 cm／s，屬強(qiáng)透水性。

2 主要工程地質(zhì)問題

2.1 基坑排水問題

北易水河卵石含水層分布廣且厚度大，地下水水量豐富，裸露于河床地表，其補(bǔ)給條件優(yōu)越，是當(dāng)?shù)氐叵滤_采的主要含水層，屬第四系孔隙潛水，平均滲透系數(shù)為0.14 cm／s。

倒虹吸河床平管段管底高度為44.10m，斜管段最大埋深約8m。地下水位高度為45.51～50.20m，河床段地下水位與地表水位基本持平，高于管底1.5～6.1m，存在基坑排水問題，對(duì)施工影響較大。建議在做好河道地表水導(dǎo)流基礎(chǔ)上，采取有效的排水、截滲措施，保持干場(chǎng)作業(yè)為好。根據(jù)場(chǎng)區(qū)地下水賦存條件和基坑排水降深大、涌水量大的特點(diǎn)，結(jié)合邊坡巖性結(jié)構(gòu)特征，以采取井點(diǎn)排水方式為好。

鑒于卵石層透水性強(qiáng)，施工期設(shè)計(jì)流量4.8m3／s，基坑排水量大，施工難度亦大，也可考慮全斷面沉管施工，對(duì)鋪設(shè)管道采用分段焊接、牽引下水的方案，即在陸地上根據(jù)實(shí)際情況將PE管分若干段焊接好后，在滑架上將各分段再行焊接，每焊接一分段，利用牽引的辦法將滑架上的管道牽引過河。此種方法可以有效解決基坑排水難的問題，但由于工藝比較復(fù)雜，應(yīng)做好施工組織設(shè)計(jì)。

2.2 基坑臨時(shí)邊坡穩(wěn)定問題

倒虹吸基礎(chǔ)最大開挖深度約8m，基坑邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為卵石，局部夾中砂，大部分段位于地下水位以下，受地下水影響，總體邊坡穩(wěn)定性差。建議采用井點(diǎn)降水排水方式，預(yù)先疏干地下水，施工場(chǎng)地保持干場(chǎng)作業(yè)，有利于邊坡穩(wěn)定。根據(jù)卵石休止角及坡高，并考慮其結(jié)構(gòu)特征，做好必要的防護(hù)措施，卵石層可用防滲土工膜遮蓋并做好坡面排水。基坑開挖臨時(shí)坡比建議值：卵石1:1.75，中砂1:1.50。

2.3 不均勻沉降問題

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，倒虹吸進(jìn)口端斜管段基礎(chǔ)位于中砂層與卵石過渡段，中砂層密實(shí)性較差，具中等偏高壓縮性，卵石層具低壓縮性，地基易產(chǎn)生不均勻沉降變形，可能對(duì)倒虹吸正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，為避免該局部產(chǎn)生不均勻沉降變形，建議對(duì)砂層采用局部換填墊層法進(jìn)行處理。

3 結(jié)束語

場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件是影響工程設(shè)計(jì)與施工的重要因素。結(jié)合建筑物特點(diǎn)，通過采用多種勘察手段，對(duì)場(chǎng)區(qū)存在的工程地質(zhì)問題進(jìn)行評(píng)價(jià)，并針對(duì)這些工地質(zhì)問題采用相應(yīng)的工程措施加以解決，為建筑物施工和安全運(yùn)行提供了可靠地保證。

[1]保定市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院.保定市南水北調(diào)配套工程水廠以上輸水管道工程第四單元初步設(shè)計(jì)工程地質(zhì)勘察報(bào)告[R].2013.

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

[3]GB18306，中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖[S].

TV221.2

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1671-0037（2014）04-78-1穿北易水河倒虹吸是保定市南水北調(diào)配套工程易縣輸水管道的重要跨河建筑物。倒虹吸工程為水平埋管布置，全長(zhǎng)約354 m，設(shè)計(jì)流量0.52m3／s。

陳相彪（1981.5-），助理工程師，研究方向：水利水電工程勘察與設(shè)計(jì)。