石頭河水庫渭北引水工程地基處理分析

張小利

(陜西省水利電力勘測設計研究院勘察分院，陜西 咸陽 712000)

1 工程概況

陜西省水務集團有限公司石頭河水庫渭北引水工程管線起點位于石頭河水庫石頭河東干渠19+680 m處，管線從南向北穿過眉縣、扶風縣，沿途向三個水廠供水：絳帳凈水廠、新區水廠、法門水廠。通過這三個水廠向扶風縣、眉縣常興鎮及麟游縣九龍宮鎮居民供水。工程任務是解決扶風縣、眉縣常興鎮及麟游縣九龍宮鎮的生活用水問題，滿足受水區社會經濟，社會可持續發展的用水需要。該工程骨干線路總長約36.6 km，輸水干管設計取水流量1.16 m3/s，最高日供水量12萬m3。工程等別為Ⅳ等小(1)型工程，主要建筑物級別為4級，次要建筑物為5級。

2 引水管線工程地質條件及評價

2.1 地形地貌

工程區地處關中斷陷盆地西部的秦嶺北麓山前洪積扇、河流階地和黃土臺塬區等地貌單元，地形總體為兩端高,中間渭河河谷低，相對高差達200～300 m。沿線穿越地貌單元主要為渭河及其支流的漫灘、Ⅰ級階地、Ⅱ級階地和黃土塬，地層相對簡單，地下水位埋深相對較淺，沿線沖溝不太發育。

2.2 地層巖性及工程處理措施

石頭河水庫渭北引水工程引水線路穿越的地貌單元以渭河為分界線，渭河在工程區呈近東西向展布，流向自西向東。為了分析不同地貌單元的地基處理方法，按地貌單元簡述各地層分布情況，引水管線地貌單元及管基地層巖性匯總如表1。

表1 地貌單元及管基巖性匯總表

2.3 地基處理措施

引水管線按地貌單元分類，除渭河及韋水河漫灘以外，其余管基均為黏性土地基，其主要工程地質問題為黃土的濕陷性。按照《濕陷性黃土壩區建筑標準》(GB50025～2018)有關規定，濕陷性黃土場地上的建筑物分類，應符合下列規定：擬建建筑物應根據重要性、高度、體形、地基受水浸濕可能性大小和對不均勻沉降限制的嚴格程度等分為甲、乙、丙、丁四類(具體分類見GB50025～2018規范P6頁，這里不再贅述)。本工程屬于地基受水浸濕可能性大的一般建筑，因此引水管道屬于乙類建筑物。

乙類建筑物應采取地基處理措施，應消除地基的部分濕陷量。濕陷性黃土地基上的乙類建筑采用消除部分地基濕陷量的措施時，非自重濕陷性黃土場地，處理深度不應小于地基壓縮層深度2/3，且下部未處理濕陷性黃土層的濕陷起始壓力值不應小于100 kPa；自重濕陷黃土場地處理深度不應小于基底下濕陷性土層的2/3，且下部未處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量不應大150 mm。相較于甲類建筑，乙類建筑高度和重要性稍低，允許地基殘留部分濕陷量處理的重點集中在基底下濕陷性較強的土層，因這部分土層貼近基底，附加應力大受水浸濕可能性大,對建筑物安全影響最大。新規范修訂增加了大厚度濕陷性黃土地基的規定，因處理厚度過大在實際工程中難以實施，當計算出的處理厚度過大時，可采用最小地基處理厚度，但應加強防水措施彌補。

石頭河水庫渭北引水工程為一線性工程，地面以上沒有高度，管道埋深2.0～3.0 m，按埋深計算濕陷量時，上部濕陷性強的土層實際已經沒有考慮。根據這一規定，參考附件工程的經驗，對于引水管道我們采取的措施是：采用灰土墊層處理，管基非自重溫陷性黃土場地，灰土墊層的厚度不宜小于0.30 m；自重溫陷性黃土場地，按濕陷量及濕陷類別墊層厚度不宜小于0.3～0.5 m。按以上原則對引水管道進行地基處理，簡述如下：

(4)樁號12+400 m～13+000 m段，地貌單元為渭河Ⅰ級階地，管基土為第四系全新統沖積(Q41al)堆積壤土，其承載力特征值fak=120 kPa。管基無濕陷，建議管溝臨時開挖坡比壤土。

3 結語

(1)工程區位于關中盆地西部，地質構造單元上屬汾渭斷陷盆地，區域斷裂發育，地質構造復雜，屬構造穩定較差的地區。工程區經過的眉縣湯峪鎮、槐芽鎮和扶風縣絳帳鎮、段家鎮、城關街道的Ⅱ類場地的地震動峰值加速度為0.20 g，地震動反應譜特征周期為0.40 s，相應的地震烈度為Ⅷ度，屬穩定性較差地區。

(2)管線經過渭河及韋水河時，存在砂土地震液化問題，應判定砂土的液化問題。其余地段粘性土地基，其主要工程地質問題為黃土的濕陷性，按照《濕陷性黃土壩區建筑標準》(GB50025-2018)有關規定，對濕陷性厚度很大的地基，處理厚度過大在實際工程中難以實施，特別是對于引水管道等線性工程，可結合實際，類比工程區經驗采用地基處理的方法，但應加強防水措施彌補。