單縣引黃灌區農業節水工程地質分析

林紅英

摘要：單縣地處魯西黃泛平原，通過一系列計算、數據，對所在地域地質情況、工程水文地質等分析，為設計施工提供詳細的工程地質資料和設計技術參數，對場區地基作出工程分析評價，為初步設計和施工圖設計作出論證和建議，可使工程建設少走彎路，減少和降低對灌區周圍環境的影響，保證工程后期運行安全。

關鍵詞：引黃灌區;農業節水;地質條件;評價

中圖分類號：S2? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1006—7973（2022）03-0155-03

1灌區地質概況

在單縣，共涉及閆潭引黃灌區和謝寨引黃灌區2處引黃灌區。

閆潭引黃灌區，就地質結構而言，是華北平臺的一部分。它位于華北平原的南部，是山東西南部黃河泛濫的沖積平原。這個地區的表層土壤，主要為第四紀晚中新世黃河沖積形成的壤土和砂壤土，部分地區屬于淤泥質細砂和粘土。閆潭引黃灌區抗震設防烈度，是Ⅶ度，工程區設計基本地震加速度的數值是0.10～0.20克，工地基本抗震強度，是Ⅶ度。地震主要是由聊考斷裂帶控制的，呈近南北走向，為地震多發區域，其發生地震，主要由聊考大斷裂控制，本項目的工程環境類別，是 II 類環境。

謝寨引黃灌區，位于華北平原的南部，就地質結構而言，灌區是華北平臺的一部分。它位于華北平原的南部，是山東省西南部的黃泛沖積平原，屬黃河沖洪積物形成的華北平原地貌，是西南部被黃河泛濫的沖積平原。地形起伏較小，自然坡度，是1/5000～1/6000，最大地面標高是62.0米、最小是40.0米，地表相對高程差，是13.10米，整個地勢呈東南低西北高走向。這個地區表層土壤，主要為第四紀中新世晚期中葉黃河沖積物形成的黏土、壤土和砂壤土，部分地區是淤泥和細砂。灌區的抗震設防烈度，是Ⅶ度，設計的基本地震加速度數值，是0.15克，場地的基本抗震烈度值是Ⅶ度。聊考斷裂從灌區中部穿過，地震發生，主要由聊考大斷裂控制。

2水文地質分析

2.1主要水源

單縣引黃灌區，黃河水與大氣降水是河流的主要水源。因為全年徑流量分布不均勻，徑流量一般較小，徑流量基本集中在雨季，雨季的徑流是旱年的30%，年際變化較大。

淺層地下水，中深層地下水，還有深層地下水，是單縣引黃灌區的地下水。由于含水巖性不同，入水量變化很大。深層地下水即承壓水，埋在約60-200m 的深度。含水巖性主要為粉質細砂，含水量稍差。它屬于硫酸鹽類水，是咸水。深層地下水，埋藏在250米以下，含水巖性主要為細砂和中粗砂，水豐度較好，但該層徑流緩慢，補給量小，再生弱。存儲大量資源，僅需少量開采，水質良好，不易被污染。

2.2滲透性分析

地層的滲透性，參照（GB50487-2008）《水利水電工程地質勘察規范》有關規定確定。

2.2.1滲透變形類型判別

按照有關規定，通過對各層土的滲透變形類型進行判別：1層是填筑土，2層是粉質砂壤土，3層是粉質壤土，全部是細粒土。土的滲透變形類型是流土。

2.2.2臨界水力比降的確定

地基，是單層土體均質結構，參照有關規定，臨界水力比降計算：Jcr=（Gs-1）（1-n），式中：Jcr -臨界水力比降;G-土顆粒比重;n-土的天然孔隙率。

2.3地下水腐蝕性評估

地表水和地下水，對鋼結構具弱腐蝕性，對混凝土沒有腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕性。場地地下水位以上土，對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。

按照《水利水電工程地質勘察規范》判定，地表水和地下水，對鋼結構具有弱腐蝕性，對混凝土不具有腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有弱腐蝕性。

參照《巖土工程勘察規范》2009版判定，場地地下水位以上，土的腐蝕性等級是這樣的：按地層滲透性對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性，按環境類型，對混凝土結構具微腐蝕性。綜合評價結果是，場地地下水位以上土，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性，對混凝土結構具微腐蝕性。

3地基地質條件評價

擬建場地地勢平坦，地貌單元單一。按照各層地基土剪切波速估算值以及（GB51247-2018）《水工建筑物抗震設計標準》，土的類型屬于中軟土，場地內第四紀覆蓋層厚度大于50米。按照（SL203-97）《水工建筑物抗震設計規范》規定，判別場地為Ⅲ類類別，屬于建筑抗震不利地段。依據（GB50487-2008）《水利水電工程地質勘察規范》，進行飽和少粘性土的液化判別分為以下兩步進行：

3.1初判

根據（GB50487-2008）《水利水電工程地質勘察規范》有關規定，只要符合以下條件之一時，就可初步判別為不考慮液化或不液化影響。

（1）當地層年代是第四紀晚更新世（Q3）或以前的時候，可判別為不液化;

（2）當工程正常運用后，地下水位以上是非飽和土的時候，可判為不液化;

（3）當對粒徑小于5mm 顆粒，含量質量百分率大于30%的土，其中粒徑小于0.005mm 的顆粒ρc 含量質量百分率相應于地震設計烈度七度、八度和九度，分別不小于16%、18%和20%時，可判別為不液化;

（4）當土的粒徑小于5mm 顆粒含量的質量百分率小于或等于30%時，可判為不液化。

（5）當土層的剪切波速，大于下式計算的上限剪切波速度時，可判為不液化;

Vst=219（KHZrd）^1/2

式中：Vst—上限剪切波速度（m/s）;KH—地面最大水平地震加速度系數; Z—土層深度（m）;rd—深度折減系數。

本場地15.0米深度范圍，1層、2層、3夾層和4層飽和少粘性土，需進行復判。

3.2復判

采用標準貫入錘擊數法。

依據（GB50487-2008）《水利水電工程地質勘察規范》，按照標準貫入試驗，對場地內飽和少粘性土進行地震液化判別。標準貫入試驗液化判別公式為：

Ncr=No[0.9+0.1（ds-dw）]（3/ρc）1/2

式中 No=10.0

Ncr——液化判別標準貫入錘擊數臨界值;

N0——液化判別標準貫入錘擊數基準值;

ds——飽和土標準貫入點深度;

ρc——粘粒含量百分數。

通過標準貫入試驗，判別本場地15.0米深度范圍1層和2層為液化土，15.0-20.0米范圍內，4層為液化土。

綜合評價：本場地15.0米深度范圍，1層、2層和4層為液化土。

4地基穩定性分析

4.1地基土的物理力學性質指標

地基土，參數進行分層統計，按照現場原位測試結果以及室內土工試驗報告，參照（SL237-1999）《土工試驗規程》和（GB50487-2008）《水利水電工程地質勘察規范》統計分析和取值方法，按照圖解法統計力學指標，分層綜合統計各層土的物理力學性質指標。

4.2地基土的承載力

結合室內試驗、野外鉆探、原位測試和地區經驗，建議各土層地基基本容許承載力〔fao〕、鉆孔灌注樁樁側土摩阻力標準值 qik、樁端阻力標準值 qpk、水泥土攪拌樁側阻力特征值 qik、樁端土阻力特征值 qp，詳細表1。

4.3地基基礎形式評價

按照有關規范，結合室內試驗、野外鉆探、原位測試和地區經驗，建議各土層地基基本容許承載力〔fao〕、鉆孔灌注樁樁側土摩阻力標準值 qik、樁端阻力標準值 qpk、水泥土攪拌樁側阻力特征值 qik、樁端土阻力特征值 qp，詳見下表2。

5 結語

此項目勘察場地類別，是Ⅲ類場地。當進行設計時，應考慮地震參數變化對擬建建筑物的影響。勘區地貌單元屬于第四紀黃河沖積平原，地勢相對較平坦。在場地15.0米的深度之內，1層、2層和4層是液化土。本場地的地下水，是第四系孔隙潛水，地下水補給，主要為大氣降水補給和渠道側向補給，排泄，主要是向渠道滲流方式排泄和蒸發排泄。在自然地坪條件下，近3～5年最高水位埋深為0.50米，年地下水位最大變化幅度2.00米。場地地下水位以上土，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性，對混凝土結構具微腐蝕性。地表水和地下水對混凝土沒有腐蝕性。對鋼結構具弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕性。擬建水閘上游翼墻底高程60.01米，閘底板底高程59.41米，均位于1層填筑土中，地基允許承載力建議值為80kPa，1層填筑土及下伏2層粉質砂壤土均為可液化土層，建議采取地基加固或者圍封處理措施。基底土為粉質砂壤土，邊坡土為填筑土、粉質砂壤土，具中等透水性，存在滲漏問題，建議采取工程處理措施。邊坡土、基底土都是填筑土，具有中等透水性，存在滲漏問題，建議采取工程處理措施。消力池底高程57.06米，位于2層粉質砂壤土中，地基允許承載力建議值為90kPa，為可液化土層，建議采取相應措施處理。

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