小湯河輸水管線工程地質(zhì)條件探析

賈 峰

(遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115003)

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小湯河輸水管線工程地質(zhì)條件探析

賈 峰

(遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115003)

小湯河輸水管線沿線上覆第四系為卵礫石層，無軟土夾層，下伏基巖多為強(qiáng)風(fēng)化頁巖或灰?guī)r。天龍洞位置溶蝕漏斗或溶槽段以大徑漂石為主，地表無明顯塌陷特征，發(fā)生塌陷的可能性較小。沿線地基條件滿足設(shè)計(jì)要求，適合埋設(shè)輸水管道。

輸水管線；地質(zhì)條件；地層巖性；地基承載力

1 概 述

小湯河管線段位于本溪縣東側(cè)小湯河內(nèi)。小湯河河堤路是本溪縣的主要道路，河堤副堤是景觀帶，不宜破壞，如開挖后恢復(fù)成本較大。且河道內(nèi)大開挖受施工場(chǎng)地限制又增加鉛絲石籠防沖，因此，為減小施工難度，降低造價(jià)，管道擬沿河堤副堤的綠化帶鋪設(shè)，開挖頂面距離綠化平臺(tái)1m，保證開挖不破壞綠化帶。開挖邊坡1∶1，開挖底寬16m，管底設(shè)0.2m厚中粗砂墊層，管道鋪設(shè)后回填土料，達(dá)到壓實(shí)要求，回填土上鋪鋼筋混凝土蓋板，厚0.5m，蓋板低于二階臺(tái)1.2m，回填土沿河道一側(cè)設(shè)1∶1，混凝土面板護(hù)坡，護(hù)坡厚0.2m，坡腳設(shè)漿砌石堤腳防止滑動(dòng)。

2 地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

小湯河管線自觀音閣水庫壩下消能電站開始，至本溪縣香磨村主輸洞進(jìn)口，樁號(hào)0+959.47-8+091.41，總長(zhǎng)約7.13km，其中樁號(hào)0+959.47-2+065.9段主要沿太子河左岸階地和漫灘近東西向布設(shè)，樁號(hào)2+065.9-8+091.41段基本沿小湯河左岸漫灘向上游布設(shè)，延伸方向近南北向。沿線為河漫灘及階地地貌，地形起伏不大，平坦開闊，最低高程位于小湯河出口，與太子河交匯處，地面高程193.9m左右，管線進(jìn)水口端地面高程197.0m左右，與主輸水洞連接端地面高程225m左右。河床兩側(cè)修筑有防洪堤，其中小湯河河道兩側(cè)城市段已改造為綠化風(fēng)景帶，并沿河修筑有多座梯級(jí)橡膠壩及翻板閘[1]。

2.2 地層巖性

根據(jù)本次勘察鉆孔揭露，沿線覆蓋層除管線進(jìn)口部位有回填土外，其它段均以卵礫石及漂石為主，主要地層巖性如下：

1)回填土：由回填卵礫石、漂石及黏性土組成，主要分布于太子河左岸，為采砂坑回填物，卵石最大礫徑約20cm，漂石徑一般<30cm，漂石含量約10%左右。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，質(zhì)地堅(jiān)硬，多呈圓狀及次圓狀，局部為次棱角狀。黏性土含量較低，約15%左右。該層整體呈松散-稍密狀態(tài)，層厚1-4m。

2)卵石層：卵石粒徑一般為5-10cm，含量約50%-60%，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，質(zhì)地堅(jiān)硬，多呈次圓狀。太子河左岸及小湯河左岸均有分布，一般層厚2-7m，其中5+700-6+100段卵石層厚度>25m，該段為本溪水洞地下水補(bǔ)給區(qū)。

3)漂石：雜色，一般<40cm，主要分布于小湯河地表，含量約10%-15%，向上游地表分布含量漸多，粒徑也漸大，多為次圓狀至圓狀，主要礦物成份為灰白色硅質(zhì)石英砂巖、白云質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r。

4)基巖：沿輸水管線，鉆孔揭露的基巖有二疊系下石盒子組(P1x)灰色砂巖與雜色頁巖、粉砂巖互層及寒武系灰?guī)r，泥灰?guī)r，巖體多為強(qiáng)風(fēng)化，完整性差，局部破碎。

2.3 水文地質(zhì)條件

本段管線均位于河漫灘上，距河道很近，部分段緊靠河水邊緣。正常情況下太子河流量較大，小湯河入河口段河水流速緩慢。地下水埋深較淺，勘察期間沿線地下水水位高程191-201m。由于管線靠近河道，地下水主要受地表河水補(bǔ)給，補(bǔ)給量充足。根據(jù)實(shí)際地層條件及有關(guān)經(jīng)驗(yàn)分析，沿線含水層滲透系數(shù)約100-120m/d。

管線樁號(hào)6+456-7+466段，小湯河分為兩股水流，管線基本沿北側(cè)分支的左岸布置。根據(jù)已有研究成果，該段河流第四系覆蓋層較厚，距前期勘察鉆孔成果，孔深至25m未見到基巖。本溪水洞研究成果證實(shí)：該段河床為一大型溶蝕漏斗或溶蝕槽，是本溪水洞的重要補(bǔ)給通道，且主要來源于南側(cè)分枝的補(bǔ)給，而不是北側(cè)分枝[2-4]。

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)算所得的小湯河段地基土滲透系數(shù)及建議值見表1。

所采用得經(jīng)驗(yàn)公式為：

(1)

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為常數(shù)，黏土質(zhì)砂為：500-700，純砂為：700-1000。

表1 小湯河輸水管線段地基土滲透系數(shù)計(jì)算表

3 土工試驗(yàn)成果

小湯河管線段地基土顆分試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 地基土顆分試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

4 原位測(cè)試成果

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)

5 評(píng) 價(jià)

本段沿線地基土層比較均勻，巖性單一，為第四系沖洪積卵礫石，地層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，級(jí)配不均勻，粒徑較大。地表2m以下多為中密-密實(shí)狀，覆蓋層厚度一般為3.2-5.0m，下伏基巖巖性主要為砂巖、灰?guī)r及頁巖。天龍洞位置覆蓋層厚度>25m。

承載力特征值建議值為500kPa；滲透系數(shù)為100-120m/d。地層土層不存在液化問題。本段地表水與地下水聯(lián)系密切，地下水位埋深0.5-3m，對(duì)開挖施工及邊坡穩(wěn)定影響較大，建議邊坡值為1:1。施工中建議采用井點(diǎn)降水方式排水，并對(duì)局部密實(shí)性較差段采用夯實(shí)或碾壓方式處理[5]。

6 結(jié) 語

小湯河管線自觀音閣水庫壩下消能電站開始，至本溪縣香磨村主輸洞進(jìn)口，樁號(hào)0+959.47-8+091.41，總長(zhǎng)約7.13km。第四系砂卵礫石層一般厚3.2-8m，多以中密為主，局部可達(dá)密實(shí)，無軟土夾層存在，下伏基巖多為強(qiáng)風(fēng)化頁巖或灰?guī)r，對(duì)管道工程均可滿足穩(wěn)定要求。天龍洞位置溶蝕漏斗或溶槽段，砂卵礫石層鉆孔揭露25m未穿透，下部以大徑漂石為主，細(xì)粒含量少，各大徑漂石接觸良好，地表無明顯塌陷特征，故發(fā)生塌陷的可能性較小，不會(huì)影響管道穩(wěn)定，沿線地基條件滿足設(shè)計(jì)要求，適合埋設(shè)輸水管道。建議在排水條件下，穩(wěn)定開挖邊坡1∶1.5。滲透系數(shù)按100-120m/d考慮。

[1]陳平貨.南水北調(diào)供水配套工程上街輸水管線工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)[J].河南水利與南水北調(diào)，2011(13)：62-64.

[2]劉培峰,段景洪,周國(guó)學(xué).新城水庫工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)[J].黑龍江水利科技，2003(03)：33-35.

[3]白文升,李鋼在,王愛國(guó).美岱水庫工程地質(zhì)條件[J].內(nèi)蒙古水利，2008(02)：21-22.

[4]劉大群.承德市橡膠壩工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2010(01)：79-80.

[5]周啟軍.喀斯特地區(qū)盤山渠道工程地質(zhì)條件的處理措施[J].黑龍江水利科技，2013(01)：101-102.

1007-7596(2017)05-0094-03

2017-04-18

賈峰(1980-)，男，遼寧阜新人，工程師，從事水文水資源工作。

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