某天然氣長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目穿越區(qū)工程地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)

沈國(guó)棟， 楊興旺

(江蘇省水文地質(zhì)海洋地質(zhì)勘查院，江蘇 淮安 223005)

研究區(qū)發(fā)育有青尼羅盆地和歐加登盆地，后來(lái)被東非大裂谷所分割，穿越附近NNW向斷裂發(fā)育，規(guī)模一般20～50 km，最大一條推測(cè)斷層規(guī)模達(dá)100 km以上，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及地質(zhì)鉆探，穿越區(qū)未發(fā)現(xiàn)明顯的斷裂構(gòu)造跡象。

1 地層巖性

依據(jù)鉆探揭露及土體形成的地質(zhì)年代、成因、巖性、物理力學(xué)性質(zhì)等特性對(duì)場(chǎng)區(qū)的地層進(jìn)行工程地質(zhì)分層，自上而下分層描述如下：

①層第四系全新統(tǒng)沖洪積中砂(Qhal+pl)：灰黃色，稍濕～飽和，稍密，顆粒級(jí)配不良，含礫，粒徑2～6 mm，含量5%～10%。該層僅在河床鉆孔4H3揭露，厚度1.60 m。

②層第四系全新統(tǒng)沖洪積礫砂(Qhal+pl):灰黃色，稍濕，密實(shí)，顆粒級(jí)配良好，礫石粒徑一般2～10 mm，最大40 mm，母巖成分以灰?guī)r為主，棱角狀，含量約40%。該層僅在4H1、4H5鉆孔揭露，厚度0.60～1.60 m，頂板埋深0 m，頂板標(biāo)高869.91～872.80 m。

③層第四系全新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)黏土(Qhal+pl):黃褐色，堅(jiān)硬，土質(zhì)較均勻，干強(qiáng)度、韌性中等，搖振反應(yīng)無(wú)，稍有光澤。該層穿越區(qū)大部分鉆孔有揭露，僅4H1位置缺失，揭露厚度4.50～10.00 m，局部未揭穿，頂板埋深0～1.60 m，頂板標(biāo)高861.64～872.20 m。

④層第四系全新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)黏土(Qhel+dl)：灰黃色雜白色斑點(diǎn)，堅(jiān)硬，含中等風(fēng)化灰?guī)r碎塊石，局部富集成層，遇水易軟化、崩解，干強(qiáng)度、韌性中等，搖振反應(yīng)無(wú)，稍有光澤。該層4H2、4H3鉆孔揭露，揭露厚度2.60～4.50 m，局部未揭穿，頂板埋深4.50～7.00 m，頂板標(biāo)高856.24～861.35 m。

⑤層侏羅系哈蔓萊組灰?guī)r(Jh)：灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理很發(fā)育，巖芯破碎呈碎塊狀，塊徑2～6 cm，個(gè)別呈短柱狀，節(jié)長(zhǎng)5～15 cm，錘擊不易碎；局部具褐紅色不規(guī)則斑紋，為豹皮灰?guī)r。該層僅在兩岸鉆孔4H1、4H2、4H5揭露，未揭穿，揭露厚度5.30～8.40 m，頂板埋深1.60～9.70 m，頂板標(biāo)高858.75～868.31 m。

2 地下水與巖土層滲透性

2.1 地下水

根據(jù)勘查區(qū)地下水賦存介質(zhì)，將地下水劃分為第四系松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙潛水兩種類型。

(1)第四系松散巖類孔隙潛水。主要分布在河谷地區(qū)，呈帶狀展布。含水層由第四系全新統(tǒng)礫砂層組成，地下水賦存于中砂層孔隙之中。地下水具有自由潛水水面，一般不具承壓性質(zhì)，呈孔隙潛水分布。

(2)基巖裂隙潛水。主要賦存于侏羅系哈蔓萊組的灰?guī)r中，透水性和富水性受到構(gòu)造、風(fēng)化裂隙發(fā)育程度的控制，一般為高角度的構(gòu)造裂隙，層面裂隙及層間羽狀裂隙都較發(fā)育。水量及水質(zhì)都存在垂直分帶性，局部富水，局部則貧水?？辈槠陂g地下水靜止水位埋深為0.95～6.65 m，標(biāo)高為862.29～867.81m，最大水位變幅約為3 m。

2.2 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄

穿越區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄受大氣降雨、巖性、地貌條件和區(qū)域水文網(wǎng)切割深度所控制?？紫稘撍饕a(bǔ)給來(lái)源為大氣降水及地表水入滲，排泄方式以自然蒸發(fā)、向地表水體排泄及少量人工開(kāi)采為主。穿越段基巖中的風(fēng)化裂隙地下水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，以及季節(jié)性地表水徑流補(bǔ)給。由于巖石表部風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，為地下水下滲移提供了通道，該段基巖透水性一般，降雨過(guò)后偶有水流從巖壁滲漏而出。穿越河床段基巖中的地下水補(bǔ)給來(lái)源主要為河床內(nèi)松散層孔隙水及河水，而孔隙水與河水有直接的水力聯(lián)系，故河床內(nèi)下部的基巖裂隙水賦水性相對(duì)較好。穿越河流河谷是本區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面，兩岸巖土層接受大氣降雨滲入補(bǔ)給形成的地下水，在水力坡度條件下由高處向低處徑流，一部分通過(guò)地下徑流匯入河流成為地表水。河谷雖然是該區(qū)地下水的匯集、排泄區(qū)，地表水向下滲入又是河底之下含水層中地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。

2.3 巖土層滲透性

根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合穿越場(chǎng)區(qū)地層巖性、水文地質(zhì)條件，綜合給出穿越部位各巖土層的滲透系數(shù)，見(jiàn)表1。

表1 各巖土層滲透系數(shù)匯總表

3 不良地質(zhì)作用及特殊性巖土

穿越區(qū)未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象為岸坡崩塌。河流兩岸邊坡近于直立，高約3～5 m，受水流侵蝕多處崩塌，但崩塌規(guī)模不大，管道埋設(shè)后需對(duì)岸坡采取相應(yīng)的護(hù)岸措施。本次勘察未揭露濕陷性黃土、鹽漬土等特殊性巖土，區(qū)內(nèi)抗震設(shè)防烈度按6度考慮，可不考慮砂土液化影響。據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，③層粉質(zhì)黏土自由膨脹率為22%～38%，平均值為32%，結(jié)果表明，③層粉質(zhì)黏土不具膨脹性。

4 河床與岸坡穩(wěn)定性

4.1 河床穩(wěn)定性

穿越河段為山間洼地內(nèi)的河流，無(wú)常年性流水，在汛期或雨季流量較大。該河床為天然河床、較平緩，坡度起伏變化小，河段形態(tài)基本穩(wěn)定。穿越河段河床為非黏性土河床，擬設(shè)管道軸線斜穿于河道內(nèi)河床下布設(shè)。河床內(nèi)主要為①層中砂、③層、④層粉質(zhì)黏土構(gòu)成，通過(guò)沖刷計(jì)算，穿越的河床最大沖刷深度為2.00 m，最低沖止高程為860.69 m，位于③層粉質(zhì)黏土層中。綜上：通過(guò)鉆探揭示地層巖性結(jié)構(gòu)，結(jié)合河勢(shì)對(duì)水流的影響等進(jìn)行分析，綜合判定穿越河段形態(tài)基本穩(wěn)定，河床沖刷深度以下穩(wěn)定。

4.2 岸坡穩(wěn)定性

穿越河流為丘間洼地內(nèi)的河流，區(qū)域地勢(shì)不甚開(kāi)闊，起伏較大。穿越段河道無(wú)明顯變窄而影響河水流動(dòng)的卡口存在。該河流為季節(jié)性調(diào)節(jié)河流，勘察期間處于干枯狀態(tài)。僅在汛期、雨季時(shí)才有洪流或較大的水流通過(guò)，水流作用持續(xù)時(shí)間較短，對(duì)岸坡影響有限。穿越河段兩岸為自然岸坡，坡度近于直立，高約3～5 m，覆蓋層主要為粉質(zhì)黏土，高約3～5 m，受水流侵蝕，多處坍塌，岸坡穩(wěn)定性較差，建議管道埋設(shè)后兩岸采取相應(yīng)護(hù)岸措施。

4.3 管線穿越方式適宜性評(píng)價(jià)

穿越區(qū)河道基本順直，河流兩側(cè)地形起伏不大，勘察期間河水枯竭，河床沖刷深度以下穩(wěn)定，岸坡穩(wěn)定性較差。河床質(zhì)為中砂層，揭露厚度1.60 m，其下為第四系全新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)黏土層，一般最大沖刷深度2.00 m，即河床2.00 m深度內(nèi)的中砂為不穩(wěn)定地層，其下可視為穩(wěn)定地層。本次勘察未揭露鹽漬土、濕陷性黃土、膨脹性土等特殊性巖土，發(fā)現(xiàn)對(duì)工程有影響的不良地質(zhì)作用為岸坡崩塌，但規(guī)模不大，管道埋設(shè)后采取相應(yīng)的護(hù)岸措施即可，場(chǎng)地基本穩(wěn)定，適宜大開(kāi)挖溝埋敷設(shè)方式穿越。

5 結(jié)論

(1)擬建管道穿越處河道基本順直，最大沖刷深度以下河床穩(wěn)定，河流兩側(cè)岸坡直立，岸坡穩(wěn)定性較差；勘察期間發(fā)現(xiàn)岸坡多處崩塌，管道埋設(shè)后需采取相應(yīng)護(hù)岸措施，未揭露鹽漬土、濕陷性黃土、膨脹性土等特殊性巖土，場(chǎng)地基本穩(wěn)定，適宜管線穿越工程的建設(shè)。

(2)管道穿越區(qū)域未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象為岸坡崩塌，但規(guī)模不大，管道埋設(shè)后采取相應(yīng)護(hù)岸措施即可；未揭露鹽漬土、濕陷性黃土及膨脹性土等特殊性巖土。

(3)穿越區(qū)地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙潛水及基巖裂隙潛水，勘察期間地下水靜止水位埋深為0.95～6.65 m，標(biāo)高為862.29～867.81 m，最大水位變幅約為3 m。