某水源地工程地質(zhì)問(wèn)題分析

摘要：某水源地工程位于長(zhǎng)江口南支南岸瀏河口的上游邊灘。應(yīng)急水源地按2030水平年日供水規(guī)模60萬(wàn)m3/d要求一次建成。文章以水源地場(chǎng)地為研究對(duì)象，分析了其工程地質(zhì)問(wèn)題，并提出了合理建議。

關(guān)鍵詞：水源地工程；工程地質(zhì)問(wèn)題；分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TV221.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）16-0130-02

某水源地工程位于長(zhǎng)江口南支南岸瀏河口的上游邊灘。應(yīng)急水源地按2030水平年日供水規(guī)模60萬(wàn)m3/d要求一次建成。水庫(kù)工程主要包括新建水庫(kù)圍堤、原有太倉(cāng)大堤加高培厚、水庫(kù)清淤等；取、輸水泵站工程主要包括取水頭部、進(jìn)水管、取、輸水泵房等。研究采用工程測(cè)量、工程鉆探、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等手段，查明工程范圍內(nèi)土體的結(jié)構(gòu)特征、物質(zhì)組成及物理力學(xué)性質(zhì)，查明工程區(qū)的基本工程地質(zhì)條件與主要工程地質(zhì)問(wèn)題。

1場(chǎng)地基本地質(zhì)條件

工程區(qū)地處長(zhǎng)江三角洲入海口前緣，大地構(gòu)造屬揚(yáng)子斷塊區(qū)江南斷塊北部邊緣，北側(cè)緊鄰下?lián)P子斷塊。按槽臺(tái)旋回學(xué)劃分，屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)蘇北斷陷和下?lián)P子臺(tái)褶帶。工程區(qū)屬華中地震區(qū)長(zhǎng)江中下游－南黃海地震帶（簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)南帶）。對(duì)工程區(qū)地震活動(dòng)影響較大的斷裂有：無(wú)錫-崇明斷裂、松江-嘉興斷裂、南匯-奉賢斷裂、蘇州-寶山斷裂、吳江-上海斷裂等，前三斷裂活動(dòng)較弱，發(fā)生5級(jí)左右地震的可能性較?。缓髢蓴嗔丫咭欢ǖ幕顒?dòng)性，發(fā)生過(guò)多次中強(qiáng)地震，多在5級(jí)以?xún)?nèi)，最大為1990年常熟太倉(cāng)間5.1級(jí)地震。

工程區(qū)位于長(zhǎng)江入?？谌侵薜貛чL(zhǎng)江口南支南岸邊灘，受河流沖積和濱海沉積作用的共同影響，微地貌單元為濱海平原。水源地工程位于瀏河口往長(zhǎng)江上游方向約2.5 km范圍內(nèi)，水庫(kù)區(qū)靠岸線筑有防洪大堤，堤線走向330°～350°，堤頂高程6.8～6.9 m。工程區(qū)所在長(zhǎng)江邊灘總體地勢(shì)較低，標(biāo)高-1.0～-3.5 m，往長(zhǎng)江主航道方向地勢(shì)漸低，至主航道河床最低標(biāo)高為-31.0 m，邊灘總體坡降3‰。水庫(kù)堤線內(nèi)側(cè)地形總體平坦，標(biāo)高-1.6～-3.2 m；取水管線整體走向呈北東向，標(biāo)高-0.7～-10.10 m；取輸水泵站位于長(zhǎng)江大堤西側(cè)，地形較平整，見(jiàn)魚(yú)塘分布，地面高程1.2～5.10 m。

工程區(qū)地處中緯度的長(zhǎng)江三角洲沖積平原，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，又鄰近長(zhǎng)江下游入?？谔?，受季風(fēng)影響，具有四季分明，氣候濕潤(rùn)，日照充足，雨量充沛，梅雨集中，無(wú)霜期長(zhǎng)的特點(diǎn)。

場(chǎng)地區(qū)在長(zhǎng)江口南支瀏河口附近河段，環(huán)境條件較為簡(jiǎn)單。灘面無(wú)填土，地基未發(fā)現(xiàn)暗濱（塘）、地下障礙物、滑坡、地陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。場(chǎng)地處于長(zhǎng)江口南支南岸淺灘水域，屬濱海平原地帶，灘面地形較平坦，地面高差小，無(wú)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，無(wú)活動(dòng)性斷裂，場(chǎng)地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度。場(chǎng)地勘探深度內(nèi)屬軟弱土、中軟土。場(chǎng)地為對(duì)建筑抗震不利地段，建筑場(chǎng)地為Ⅳ類(lèi)，為不液化至輕微液化場(chǎng)地，局部為嚴(yán)重液化，場(chǎng)地的整體穩(wěn)定性較好。場(chǎng)地總體較穩(wěn)定，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，但由于地基土為粘性土及淤泥質(zhì)土，承載力較低，可通過(guò)一定的措施進(jìn)行防治。場(chǎng)地區(qū)水路、陸路交通方便。場(chǎng)地區(qū)內(nèi)水域開(kāi)闊，無(wú)地下管線、構(gòu)筑物等，空中亦無(wú)電線等障礙物，具備水利工程及樁基工程施工場(chǎng)地環(huán)境。因此，該場(chǎng)地區(qū)適宜興建本工程。

2主要工程地質(zhì)問(wèn)題

新建圍堤擬采用天然地基。場(chǎng)區(qū)分布有厚度較大的軟弱土層，在堤身荷載作用下，易產(chǎn)生沉降及不均勻沉降，使堤基局部產(chǎn)生剪切、隆起等破壞，對(duì)堤基抗滑穩(wěn)定性較為不利。另外，堤基中存在砂層，地下水的滲透潛蝕、江水的沖刷淘蝕均對(duì)堤基或堤身的穩(wěn)定較為不利。

2.1堤基變形及穩(wěn)定問(wèn)題

圍堤的北堤、南堤和東堤為擬建新堤堤基，南堤為已建長(zhǎng)江大堤，堤身及堤基已趨于穩(wěn)定，需加高培厚。新建圍堤上部土層主要為①-2灰色、灰黃色淤泥，流塑狀，厚度0.3～2.7 m；②-3粉土、粉砂，飽水、松散狀，層位不穩(wěn)定，厚度0.7～5.40 m；③-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，流塑狀，層位不穩(wěn)定，厚度1.9～6.2 m；下伏④淤泥質(zhì)粘土厚度4.70～16.70 m，呈軟塑狀，具高壓縮性，土體強(qiáng)度低，屬軟弱土。堤基上部分布有厚度較大的淤泥質(zhì)軟弱土層，水庫(kù)建成后，堤內(nèi)外存在一定的水力梯度，在水頭推力的作用下，易導(dǎo)致地基產(chǎn)生滑動(dòng)破壞，同時(shí)堤身荷載對(duì)堤基會(huì)產(chǎn)生擠壓、壓縮等作用，圍堤兩側(cè)堤腳前緣部位，可能局部有剪切、隆起甚至小滑移破壞。特別是水庫(kù)圍堤存在雙向水位差，抗滑穩(wěn)定問(wèn)題更為明顯。在圍堤迎水面堤腳前緣應(yīng)采取必要措施進(jìn)行阻滑，如在堤腳采取拋石、短樁或其他工程措施，確保堤身的穩(wěn)定。

2.2堤基滲透穩(wěn)定

本河段位于長(zhǎng)江河口處，潮汐為非正規(guī)半日潮，潮位每天兩漲兩落，平均周期為12 h25 min。經(jīng)計(jì)算分析，本庫(kù)址最大潮差4.90 m，最小潮差0.02 m。由此可見(jiàn)庫(kù)水與江水存在一定的水頭差，堤基表層局部分布粉土、粉砂層，具中等透水性，堤基存在滲透的邊界條件。圍堤北側(cè)、南側(cè)分布有粉土、粉砂層，厚度0.7～5.40 m，具中等透水性，水平滲透系數(shù)k值小者1.02×10-4 cm/s，水庫(kù)運(yùn)行時(shí)庫(kù)水與江水水位變化大，交替頻繁，地下水的往返將在堤基將在堤基產(chǎn)生滲透潛蝕作用，水庫(kù)內(nèi)外水頭差達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，堤基土表層粉土將有產(chǎn)生流砂的可能性，對(duì)堤基的穩(wěn)定不利?？筛鶕?jù)水庫(kù)運(yùn)行的各種工況進(jìn)行堤基滲透穩(wěn)定性分析，并采取相應(yīng)的防滲措施。

2.3堤岸沖刷

水庫(kù)圈圍成堤后，新建圍堤外側(cè)堤身均為迎水面，海水的沖刷、淘蝕與浪蝕主要對(duì)堤身迎水面岸坡較為不利，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是海水的順流沖刷淘蝕作用，洪水季節(jié)海水流速較快，將對(duì)堤岸產(chǎn)生較大的沖刷、淘蝕作用；二是潮汐、波浪的作用，場(chǎng)地區(qū)受寒潮、臺(tái)風(fēng)及潮汐作用的影響，常年浪蝕作用較強(qiáng)，特別是每日往復(fù)的涌浪和臺(tái)風(fēng)引起的大浪力度較大，對(duì)岸坡破壞較嚴(yán)重。因此，在堤身迎水面應(yīng)作好海水浪、淘蝕作用的防護(hù)措施，以保持堤身的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

3結(jié)論與建議

根據(jù)上述對(duì)場(chǎng)地區(qū)工程地質(zhì)特征以及存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題分析，以及附近地區(qū)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本工程特點(diǎn)，提出如下建議：

①?lài)淌┕ぜ雍珊?，堤基表層局部可能產(chǎn)生剪切、隆起等破壞。圍堤迎水面堤腳前緣可采用拋石堆、布置短樁或其它工程措施，確保圍堤的穩(wěn)定。

②場(chǎng)區(qū)局部分布有粉性土、砂性土層，具中等透水性，地下水的往復(fù)易對(duì)堤基產(chǎn)生滲透潛蝕作用，堤身應(yīng)設(shè)置反濾層，確保水庫(kù)正常運(yùn)營(yíng)。如上游做垂直防滲帷幕，堤身設(shè)置反濾層，或其它適宜的防滲加固措施進(jìn)行處理。

③堤腳前緣應(yīng)采取拋石或其它措施進(jìn)行壓腳，堤岸應(yīng)采用如砼預(yù)制塊或漿砌塊石等護(hù)岸，以防止海水沖刷、浪蝕作用對(duì)堤岸的破壞。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張梓.水文地質(zhì)問(wèn)題在工程勘察中的重要性[J].內(nèi)蒙古科 技與經(jīng)濟(jì)，2008，(23).

[2] 徐志強(qiáng).淺談水文地質(zhì)評(píng)價(jià)在工程勘察設(shè)計(jì)中的重要性 [J].科技信息，2008，(18).