古塔渡槽工程地質特征及評價

高立輝

（廣西水利電力勘測設計研究院，南寧 530023）

古塔渡槽工程地質特征及評價

高立輝

（廣西水利電力勘測設計研究院，南寧 530023）

古塔渡槽位于廣西桂中治旱樂灘水庫引水灌區工程北干渠中段，地處巖溶發育地區。覆蓋層存在下臥軟弱層，地基土承載力差異較大，地下水埋藏較淺，土洞、地表塌陷及溶溝、溶槽發育。針對上述問題，通過工程地質調查并采用多種勘探方法和手段，查明了工程地質條件，分析了工程地質存在的主要問題，為地基基礎類型選擇和地質參數提出了合理的建議。

地質勘察；下臥軟弱層；巖溶；地下水；基礎類型；古塔渡槽

1 工程概況

廣西桂中治旱樂灘水庫引水灌區位于紅水河流域中下游的桂中旱片區內。灌區分布在紅水河中下游兩岸，設計灌溉面積128.79萬畝。古塔渡槽位于北干渠的中段，設計流量為18.16m3/s，長度為1 626m，設計縱坡1/4 000[1]。

2 勘察方法及手段

針對下臥軟弱土層的勘察，我們采取了原位測試的勘察手段。對粘性土采取標準貫入試驗；對碎石土采取重型圓錐動力觸探試驗；對含碎石粘土采取標準貫入和重型圓錐動力觸探兩種試驗方法進行綜合分析。針對下伏基巖存在溶溝、溶槽及溶洞的問題，采取物探手段，利用高密度電法沿渡槽沿線進行初查，再利用鉆孔進行驗證分析。利用現場原位測試及室內試驗對各土層物理力學指標進行統計分析，提出設計所需參數建議值。

3 場地工程地質特征

利用以上勘察方法及手段，查明場地工程地質特征如下：

（1）地形地貌。場地位于灰巖地區，屬于峰叢丘陵地帶，渡槽沿線地勢低洼，地面高程88.7～92.5m，地形較平坦，以旱地為主。

（2）地層巖性。場地鉆探深度范圍內揭露的地層為：

耕植土和雜填土①：位于表層，層厚一般0.3～1.0m，以灰褐色為主，一般為粘土，含鐵錳質結核與植物根系。

可塑狀粘土②-1：黃褐、土黃色，可塑狀，層厚一般2～6m，主要分布在鉆孔GTXZK76～GTXZK98一帶，少量零亂分布。該層共做標準貫入試驗54組，修正后錘擊數標準值為9.26擊。

軟塑狀粘土②-2：黃褐色，軟塑狀，層厚一般0.5～2m，零亂分布在基巖面附近，該層為下臥軟弱層。

可塑～硬塑狀含碎石粘土③-1：黃褐、灰褐色，可塑～硬塑狀態。碎石成分以強～弱風化硅質巖、灰巖為主，粒徑一般1～6mm，含量一般10％～40％，分布不均，層厚2～8m，沿線多有分布。該層共做標準貫入試驗75組，修正后錘擊數標準值為10.4擊；共做重型動力觸探試驗38.7m，修正后錘擊數標準值為4.38擊。

軟塑狀含碎石粘土③-2：黃褐色，軟塑狀。碎石成分以強～弱風化硅質巖、灰巖為主，粒徑一般1～6mm，含量一般10％～40％，分布不均，層厚1～3m。一般分布在基巖面附近及溶溝溶槽處。該層共做標準貫入試驗9組，修正后錘擊數標準值為2.79擊；共做重型動力觸探試驗19.6m，修正后錘擊數標準值為1.91擊。

稍密～中密碎石土④-1：黃褐色，稍密～中密。碎石成分以強～弱風化硅質巖、灰巖為主，粒徑一般粒徑一般1～6mm，含量一般40％～60％，分布不均，層厚2～5m，局部零星分布。該層共做標準貫入試驗7組，修正后錘擊數標準值為12.66擊；共做重型動力觸探試驗8.3m，修正后錘擊數標準值為5.56擊。

松散狀碎石土④-2：黃褐色，松散。碎石成分以強～弱風化硅質巖、灰巖為主，粒徑一般1～6mm，含量一般40％～60％，分布不均，層厚1～4m。局部零星分布。該層共做重型動力觸探試驗2m，修正后錘擊數標準值為2.08擊。

巖溶強烈發育灰巖⑤：溶蝕發育，溶洞較多。典型斷面見圖1。

（3）地質構造與地震。工程區以新華夏構造體系為主，構造單元屬華南準臺地桂中-桂東臺陷的桂中凹陷來賓斷褶帶，區域中有北東向桂林-來賓斷裂帶經過。擬建場地及其附近未發現有較大的斷層或構造破碎帶，場地穩定性較好。場地地震基本烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g。

（4）巖溶發育特征。渡槽沿線鉆孔內遇到溶洞底板最低高程約57m，高程62～80m段孔內常見溶洞發育，紅水河河漫灘高程約60m，河底高程約40m。渡槽沿線巖體內溶洞發育高程一般低于古塔河河底高程，多數高于紅水河河漫灘高程，均高于紅水河河底高程，渡槽沿線溶洞發育主要受紅水河排泄基準面控制。根據鉆探及物探成果，靠近基巖面附近巖體巖溶發育，溶溝、溶槽及溶洞較多，已完成的115個鉆孔中，遇洞鉆孔數為56個，遇洞隙率為48.7％，平均線巖溶率為23.39％，巖溶發育等級為強烈發育。

4 巖土物理力學指標

物理力學試驗包括室內和現場試驗，統計成果及建議值見表1[2]。

圖1 古塔渡槽工程地質縱剖面圖（某段）

表1 巖/土層試驗統計成果及建議值

5 存在的主要工程地質問題及評價

（1）抗震穩定問題。該渡槽地下水位埋深較淺，且溶溝溶槽發育，基巖面上部多處存在軟弱土層，根據鉆探資料，基巖面附近多個鉆孔發現大溶洞，地震時可能發生地陷、地裂現象，根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）表4.1.1的規定，擬建場地屬于建筑抗震危險地段。

（2）地下水、巖溶及其穩定問題。部分基礎位置巖體巖溶強烈發育，溶溝溶槽發育，溶洞較多，部分溶洞充填泥質，部分無充填。整段渡槽地下水位汛期埋藏較淺，枯水季節則略低于基巖面，地下水的升降易造成巖溶強烈發育位置土層流失，從而形成土洞，導致地面塌陷，危及建筑物的穩定。建議對溶洞進行處理或采用樁基或調整渡槽跨度避開溶洞等措施。

（3）下臥軟弱層穩定問題。覆蓋層粘土②-2、含碎石粘土③-2、碎石土④-2均為下臥軟弱層，容許承載力極低，設計應根據荷載進行下部土層承載力驗算，若不能滿足要求，應進行基礎處理或采用樁基礎。下臥軟弱層與附近其它土層形成不均勻地基，再加上地下水升降的影響，極易引起不均勻沉降，危及建筑物的穩定。建議對基礎進行處理或采用樁基礎。

（4）地基土不均勻性問題。場地內有第①層耕植土，分布連續，力學性質差，厚度小，一般會挖除；其余土層均具有較強的突變型，空間上無明顯規律，即使是同一土層，由于含水量及碎石含量的不同，土層的性狀也不同，承載力差異很大，部分土層還存在下臥軟弱層，天然地基為不均勻地基。

6 地基基礎類型選擇

（1）考慮到渡槽沿線地勢低洼，若使用墩基，則大部分支承結構基礎落于農田、水塘、河溝等常浸水區域的地基上。雨季施工，地下水位高于渡槽基礎建基面，基礎經常被雨水浸泡，雨季對渡槽基礎施工影響較大，對施工進度的制約較嚴重。因此，宜采用樁基礎方法處理。

（2）基礎存在軟弱下臥土層，承載力不滿足墩基要求。軟弱下臥土層太深無法挖除，若采用灌漿的方法進行處理，則需經過大量的灌漿試驗，投資上也不經濟，還會造成工地增多問題，不利于加快施工進度，因此，也宜采用樁基礎方法處理。

（3）靠近基巖面附近巖體巖溶發育，溶溝、溶槽及溶洞較多，部分溶洞充填泥質，部分無充填。整段渡槽地下水位汛期埋藏較淺，枯水季節則略低于基巖面，地下水的升降易造成巖溶強烈發育位置土層流失，從而形成土洞，導致地面塌陷的發生，危及建筑物的穩定。若采用墩基礎，則要對基礎下部溶洞進行處理，但要完全填充溶洞，一則存在工程量大的問題，二則可能會改變原有地下水環境，造成當地出現內澇或旱災等問題，給當地居民生產生活造成不利影響。因此，也宜采用樁基礎方法處理。

綜上所述，建議采用嵌巖樁，樁端應進入較完整基巖內。

7 結語

古塔渡槽的地質條件比較復雜，勘察中通過工程地質調查并采取鉆探、物探、原位測試等多種方法和手段，查明了工程地質條件。該工程已于2016年年初竣工，施工揭露的地質條件與勘察結果基本一致，說明勘察采取的綜合手段確實有效，評價合理。

[1] 廣西壯族自治區水利電力勘測設計研究院.桂中治旱樂灘水庫引水灌區一期工程古塔渡槽施工詳圖階段工程地質勘察報告[R].南寧：廣西水利電力勘測設計研究院，2012.

[2] 水利電力部水利水電規劃設計院.水利水電工程地質手冊[M].北京：水利電力出版社，1985.

（責任編輯：劉征湛）

Engineering geological characteristics and evaluation of Guta aqueduct

GAO Li-hui
（Guangxi Water and Power Design Institute,Nanning 530023,China）

Guta aqueduct is located at the middle section of North trunk channel of Letan Reservoir Irrigation Project,a karst developed area where there exists underlying weak layer under the overburden layer;the bearing capacities of foundation earth vary greatly;groundwater has shallow embedment;earth holes,surface collapse,solution grooves and channels developed.In view of these problems,engineering geological survey was conducted by multiple survey methods to ascertain the geological conditions.Analysis was made on the geological problems,and foundation types and geological parameters were suggested.

Geological survey;underlying weak layer;karst;groundwater;type of foundation;Guta aqueduct

P642

B

1003-1510（2016）04-0031-03

2016-06-12

高立輝（1979-）男，吉林四平人，廣西水利電力勘測設計研究院工程師，學士，主要從事水利工程地質勘察工作。