平山供水(興城河段)應急搶險工程地質條件評價

李 明

(葫蘆島平山供水有限責任公司，遼寧 葫蘆島 125000)

平山供水(興城河段)應急搶險工程地質條件評價

李 明

(葫蘆島平山供水有限責任公司，遼寧 葫蘆島 125000)

目前平山水源工程穿越興城河段管道整體埋深偏小，不能滿足抗浮和抗凍要求，且此段過河管道已多處存在傷患，歷年來采取的臨時防護工程未能徹底解決過河管道的供水安全。考慮地方交通部門在管線穿河位置規劃修建交通橋將加劇該處河床的沖刷，進一步影響過河管道的供水安全，鑒于平山水源工程在葫蘆島市供水工程中的重要性和平山水源的供水安全，對興城河段過河管線進行應急加固處理是非常必要的。為此，文章對該段河道的工程地質條件進行了詳細地分析和評價。通過分析與評價，可以得出該段河道的建筑場地為可進行建設一般場地，適宜作為管道的地基。

河道；工程地質；城市供水；設施保護；應急搶險

1 工程概況

1.1 平山水源工程概況

葫蘆島市平山水源工程于1998年開工，歷經1年半的時間，于2000年末竣工，工程等別為Ⅲ等。葫蘆島市平山水源工程是解決葫蘆島市城市居民生活用水和工業用水的需要，工程供水規模為10×104m3/d，輸水管線總長度為68.64km[1]。葫蘆島市目前有3個主要生活及工業用水水源：①錦西烏金塘水源，供水規模為7×104m3/d；②葫蘆島市平山水源工程，供水規模為10×104m3/d；③青山水庫供水工程，供水規模20×104m3/d。

1.2 管道穿越興城河段概況

平山供水管線穿越興城河段(青山供水工程為邊頭子北河)管道為DN1.0m玻璃鋼管，單節管長12m，承插接口，穿河段管道長約250m，與水流方向夾角約45°，管道敷設在混凝土蓋板涵內，管頂距蓋板底面0.15m，蓋板厚0.4m，目前蓋板頂無覆土。因受下游河道采砂影響，2016年7月末遼寧地區普降暴雨，葫蘆島地區降雨量達200mm，興城河流量已超1000m3/s，興城河左岸段管道覆土完全流失，管道裸露段長約40m，該段管道為180度混凝土包角基礎。比對平山水源工程過河段地形圖(2016年9月實測)和青山水庫供水工程(2010年實測)過河段地形圖，興城河過河段近年河床累計下切約2.2m，咨詢產權管理單位平山水源工程建成至今河床下切約3m。目前平山水源工程穿越興城河段管道整體埋深偏小，抗浮和抗凍存在安全隱患。平山水源產權管理單位反映，供水管線運營以來，興城河段過河管線未發生停供工況，但近期檢修過河管線時，發現管道在過水路面下的部分管段因出露部分埋深不滿足抗浮要求，過水路面壓覆段臨近主河床側的玻璃鋼管出現彎折和裂縫，經搶修后恢復供水[2]。鑒于平山水源工程在葫蘆島市供水工程中的重要性和平山水源的供水安全，產權管理單位提出對興城河段過河管線進行應急搶險處理。平山供水線路興城河段樁號46+500處于2016年雨季被河水沖毀，經過臨時搶修處理，供水已恢復正常。但原管道基礎已被破壞，現場需要不定時進行防護處理。為排除工程長期的安全隱患，應產權管理單位要求，對該段進行應急改線。改線段總長約444m，位于現管線上游15m，與現管線平行[3]。

2 工程地質條件分析

2.1 基本地質條件

2.1.1 地形地貌

本應急搶險部位位于興城市紅崖子滿族鄉二道邊村南附近的興城河上，為管道穿越河流段，管線與河谷呈30°交角。穿越河流由西北流向東南，呈U形。河床寬約120m。勘察期間地下水水位高程29.5m左右，河水水深0.5m左右，最大水深1.0m。該段地貌類型為河谷。穿越部位河流兩岸地面高程為32.0m左右；河床一般高程為28.5-29.5m，現由于原有管道防護施工，河床地表形態參差不一[4]。

2.1.2 地層巖性

本改線段覆蓋層為新生界第四系全新統(Q4)沖洪積3.5-7.0m厚砂卵礫石層，下部基巖為侏羅系義縣組流紋巖。河流兩岸上覆0.5m左右耕植土，下部以稍密-中密狀礫砂層為主，局部為礫砂與圓礫互層；河床部位覆蓋層主要以稍密-中密狀圓礫層為主。各地層巖性現自上而下分述如下：

1)層耕植土：黃褐色，以砂性土為主，含植物根系[5]。

2)層礫砂：黃褐色；稍濕-飽和；松散-中密狀態；顆粒較均勻，夾有少量卵石；級配不良；平均層厚5.0m。

3)層圓礫：黃褐色；稍濕-飽和；稍密-中密狀態；礫石呈圓-亞圓形，含有少量卵石、漂石，層間充填少量礫砂；級配不良，平均層厚4.0m。

4)層全風化流紋巖：雜色；呈砂土狀，部分為殘積土，平均層厚2.0m。

5)層強風化流紋巖：以紫褐色為主；呈碎塊狀，層厚1.0-5.0m。

6)層弱風化流紋巖：暗灰色；呈柱狀；斑狀結構；氣孔構造；斑晶主要為石英和透閃石[6]。

2.1.3 場區各(巖)土層工程特性

場地區內主要土層顆分良好，各(巖)土層承載力建議值統計見表1，管道開挖臨時邊坡坡比建議值見表1。

2.2 分段工程地質條件評價

本改線段開挖涉及的覆蓋層主要為礫砂、圓礫層，下部為全-強風化巖，局部為弱風化巖。在有效降水條件下各巖性開挖坡比建議值詳見表2。根據設計管底高程計算，管基穿越的地層主要為全-強風化巖層，改線段兩端階地段為礫砂層、圓礫層。圓礫、礫砂及全-強風化巖地基承載力均較高，適宜做為管基地基[7]。各巖土層地基承載力建議值參見表1。根據管道穿越地形地貌、地下水埋藏情況、開挖巖性等地質條件將本線路共劃分為3個地質段如下：

1)淺埋砂礫石段(1)：樁號0+000-0+060，段長60m。地面高程在32.0-33.0m之間。地貌單元為堆積階地。開挖巖性主要為2.0m厚松散-稍密狀礫砂。地下水在管基附近，建議采用明排降水。管基巖性主要為稍密狀礫砂[8]。

2)深埋基巖段：樁號0+060-0+385，段長325m。地面高程在27.5-34.0m之間。地貌單元為河床。開挖巖性主要為4.0m左右厚稍密-中密狀圓礫、稍密狀礫砂；1.5-2.0m左右厚全風化巖；1.0-2.0m厚強風化巖；局部弱風化巖。地下水在管基之上，建議采用截滲措施結合明排進行地下水控制[9]。管基巖性主要為強風化巖，局部為全風化巖和弱風化巖[10]。全風化為極軟巖，飽和單軸抗壓強度建議值<5MPa；強風化為軟巖-較軟巖，飽和單軸抗壓強度建議值10-20MPa。

3)淺埋砂礫石段(2)：樁號0+385-0+444，段長59m。地面高程為31.5m左右。地貌單元為堆積階地。開挖巖性主要為2.0m厚中密狀礫砂。地下水在管基附近，建議采用明排降水。管基巖性主要為中密狀礫砂[11]。

表1 各(巖)土層地基承載力建議值

注：N63.5為修正后重型圓錐動力觸探試驗擊數；N為修正后標準貫入試驗擊數。

表2 管道開挖臨時邊坡坡比建議值

注：上述各類地層建議邊坡均為地下水位之上或有效降水至管基0.5m以下；所列建議系按開挖深度4.5m考慮。

3 結論與建議

1)本工程線路穿越地貌為河谷地貌。沿線管基穿越的地層為砂礫石及風化基巖，地基承載力均較高，適宜做為管道地基。

2)本工程線路樁號0+060-0+385河床段地下水在管基以上，覆蓋層以圓礫層為主，為強透水層，建議采用截滲措施結合明排進行地下水控制；樁號0+000-0+060、0+385-0+444段地下水在管基附近，覆蓋層巖性為礫砂、圓礫層，為強透水層，建議采取明排降水。覆蓋層礫砂、圓礫的綜合滲透系數建議按60-80m/d考慮。

3)建議根據開挖巖性并考慮地下水和動、靜荷載的影響程度，選擇合適的開挖坡比。

4)工程區沿線環境水對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中鋼筋有微腐蝕性，對鋼結構有弱腐蝕性。

5)本工程區內標準凍深1.0m。

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1007-7596(2017)09-0088-02

文章編號：1007-7596(2017)09-0075-03

2017-08-24

李明(1987-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，助理工程師，研究方向為水土保持、水利水電工程、機電工程等。