小湯河輸水管線工程地質條件探析

賈 峰

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

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小湯河輸水管線工程地質條件探析

賈 峰

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 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，下伏基巖多為強風化頁巖或灰巖。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，發生塌陷的可能性較小。沿線地基條件滿足設計要求，適合埋設輸水管道。

輸水管線；地質條件；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小湯河內。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，如開挖后恢復成本較大。且河道內大開挖受施工場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，管道擬沿河堤副堤的綠化帶鋪設，開挖頂面距離綠化平臺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0.2m厚中粗砂墊層，管道鋪設后回填土料，達到壓實要求，回填土上鋪鋼筋混凝土蓋板，厚0.5m，蓋板低于二階臺1.2m，回填土沿河道一側設1∶1，混凝土面板護坡，護坡厚0.2m，坡腳設漿砌石堤腳防止滑動。

2 地質條件

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口，樁號0+959.47-8+091.41，總長約7.13km，其中樁號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，樁號2+065.9-8+091.41段基本沿小湯河左岸漫灘向上游布設，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。河床兩側修筑有防洪堤，其中小湯河河道兩側城市段已改造為綠化風景帶，并沿河修筑有多座梯級橡膠壩及翻板閘[1]。

2.2 地層巖性

根據本次勘察鉆孔揭露，沿線覆蓋層除管線進口部位有回填土外，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石英砂巖、白云質灰巖及灰巖為主，質地堅硬，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，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，分選差，主要成份為灰白色硅質石英砂巖、白云質灰巖及灰巖為主，質地堅硬，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給區。

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石英砂巖、白云質灰巖及灰巖。

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巖，泥灰巖，巖體多為強風化，完整性差，局部破碎。

2.3 水文地質條件

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給，補給量充足。根據實際地層條件及有關經驗分析，沿線含水層滲透系數約100-120m/d。

管線樁號6+456-7+466段，小湯河分為兩股水流，管線基本沿北側分支的左岸布置。根據已有研究成果，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：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給通道，且主要來源于南側分枝的補給，而不是北側分枝[2-4]。

據管線地基土的顆分試驗成果，利用經驗公式計算所得的小湯河段地基土滲透系數及建議值見表1。

所采用得經驗公式為：

(1)

式中：k為滲透系數，m/d；d10為顆粒的有效粒徑，mm；t為滲透水得溫度，℃；C為常數，黏土質砂為：500-700，純砂為：700-1000。

表1 小湯河輸水管線段地基土滲透系數計算表

3 土工試驗成果

小湯河管線段地基土顆分試驗統計見表2。

表2 地基土顆分試驗統計

4 原位測試成果

為了分析沿線地基土的密實性，確定地基承載力，勘察過程中每個鉆孔不同深度均進行了重型動力觸探測試，根據重型動力觸探試驗錘擊數確定管道地基土的密實性及承載力特征值，見表3。

表3 地基土物理力學性質指標

5 評 價

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，地層結構簡單，級配不均勻，粒徑較大。地表2m以下多為中密-密實狀，覆蓋層厚度一般為3.2-5.0m，下伏基巖巖性主要為砂巖、灰巖及頁巖。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系密切，地下水位埋深0.5-3m，對開挖施工及邊坡穩定影響較大，建議邊坡值為1:1。施工中建議采用井點降水方式排水，并對局部密實性較差段采用夯實或碾壓方式處理[5]。

6 結 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口，樁號0+959.47-8+091.41，總長約7.13km。第四系砂卵礫石層一般厚3.2-8m，多以中密為主，局部可達密實，無軟土夾層存在，下伏基巖多為強風化頁巖或灰巖，對管道工程均可滿足穩定要求。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，細粒含量少，各大徑漂石接觸良好，地表無明顯塌陷特征，故發生塌陷的可能性較小，不會影響管道穩定，沿線地基條件滿足設計要求，適合埋設輸水管道。建議在排水條件下，穩定開挖邊坡1∶1.5。滲透系數按100-120m/d考慮。

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

[2]劉培峰,段景洪,周國學.新城水庫工程地質條件評價[J].黑龍江水利科技，2003(03)：33-35.

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

[4]劉大群.承德市橡膠壩工程地質條件評價[J].水利技術監督，2010(01)：79-80.

[5]周啟軍.喀斯特地區盤山渠道工程地質條件的處理措施[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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