神塘河站主要工程地質問題及處理措施

何文龍

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088）

1 工程概況

神塘河泵站位于無為大堤（樁號62+490）處，泵站設計抽排流量85 m3/s，排洪流量98 m3/s，采用5臺立式混流泵，總裝機容量10 000 kW，為II 等大（2）型泵站。該工程實施后，提高無為市區(qū)域排澇能力、減輕西河防汛壓力，通過合理調度代排巢湖和裕溪河洪水，為區(qū)域經濟社會發(fā)展提供支撐和保障。

2 神塘河站工程地質條件

2.1 地形地貌

工程區(qū)位于無為市境內長江中下游左岸灘區(qū)上，為河湖相沖積平原。地形較為平坦，地面高程8.00～9.50 m，馬口河底高程5.00～6.50 m，兩岸堤頂高程9.50～13.00 m，附近無為大堤堤頂高程17.50～18.00 m，距離長江支流叉江約0.90 km。

2.2 區(qū)域地質構造及地震

泵站工程區(qū)地處于揚子準地臺（Ⅲ）下?lián)P子臺坳（Ⅲ2）沿江拱斷褶帶（）。經過本區(qū)的深-大斷裂主要有姥山逆掩斷層。工程建筑場地Ⅲ類，基本地震動峰值加速度0.05 g，相應地震基本烈度Ⅵ度。

2.3 地層分布及工程地質特征

2.4 水文地質條件

孔隙潛水主要賦存于①1、①2 和②1、②2、②夾層等粉質壤土、淤泥質土、粉細砂層中。主要接受大氣降水和地表水補給，受大氣降水補給，與地表水存在水力連系，富水性一般。

承壓水主要賦存于相對隔水層（②1、②2、③1 層）之下的③1、③2、③3 和③4 層砂性土層中，具有承壓性。主要受長江水補給，與長江水位有水力聯(lián)系，和馬口河水力連系較弱。

3 神塘河站工程地質條件評價及存在主要問題

3.1 泵站工程地質條件評價

（1）工程區(qū)內地層巖性及其空間分布比較穩(wěn)定，同時也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的不良地質現(xiàn)象，屬穩(wěn)定場地。但由于淺層地基土以軟弱土為主，且下部多為透水性較大的粉細砂、砂壤土，擬建場地工程地質條件較差。（2）根據設計要求，進水閘建基面高程約1.50 m，底板位于②1 層淤泥質重粉質壤土中，允許承載力約為60 kPa，高壓縮性，厚度大，層底起伏大，具微透水性。存在承載力不足及不均勻沉降問題。（3）前池、泵房及副廠房建基面高程分別為-1.00 m和-2.50 m，底板位于②1層土中，其允許承載力為60 kPa，具高壓縮性，厚度不均。泵房荷載較大，地基須予以加固處理。（4）出水箱涵及出水閘建基面高程約5.00 m，底板位于②1 層土中，該層允許承載力約為60 kPa，高壓縮性，厚度大于13 m。具微透水性。存在承載力不足問題。（5）基坑邊坡主要為人工填土、①1層、①2層、②1層土，②1層軟土抗滑穩(wěn)定性差，靈敏度高，抗剪強度較低，對基坑邊坡穩(wěn)定性不利。前池及泵房處基坑深度最大，約為12.00 m，由于無為大堤緊鄰基坑邊界線，施工需加強現(xiàn)場監(jiān)測工作，保證基坑及無為大堤的安全。（6）下臥③3 層、③4 層粉細砂，強度均較高，屬中等偏低壓縮性土，厚度較大，可以選作樁端持力層，但需注意其頂板起伏較大。（7）地下水位較高，淺部為微透水性土層。泵房處基坑開挖較深，下覆②2層水平向、②夾層、③1層、③3層、③4層粉細砂層中承壓水水頭高出基坑底約6～11 m，采取深井降水以防止基坑突涌。

3.2 新筑堤防地質條件評價

新建無為大堤堤頂設計高程為17.60 m，進出水渠子堤堤頂設計高程15.50 m，堤基以下12 m左右土層主要為①1、②1、②2、③2層土，堤基地質結構為上黏中淤下砂結構。堤基存在不均勻沉降及抗滑穩(wěn)定問題，新筑堤基工程地質定為較差的C類。

3.3 進出水渠工程地質條件評價

進、出水渠岸坡以①1 層、②1 層、②2 層土為主，可能會產生蠕變，部分岸坡以②2 層土為主，渠底揭露③2 層粉細砂，抗沖刷能力較差，建議采取一定的護砌措施。

3.4 建筑物地基承載力問題

神塘河泵站場地淺部地層以②1層軟弱土為主，該層允許承載力較低，存在承載力偏低和不均勻沉降變形問題，需采取地基處理措施，采用水泥土攪拌樁、PHC管樁或鉆孔灌注樁進行地基加固處理。PHC 管樁選擇③1 和③3 層作為樁端持力層，鉆孔灌注樁選擇③3、③4層作為樁端持力層。

3.5 滲透穩(wěn)定問題

人工填土、①1、②1 層等滲透變形均為流土，其允許比降計算值約0.36～0.45。

①2、②2、②夾、③3 層等砂壤土、淤泥質重粉質壤土夾粉細砂、粉細砂的滲透變形，除②夾層滲透變形為管涌和過渡型外，其余均為管涌、流土和過渡型。①2、②2 層土允許比降計算值約0.04～0.52，②夾、③3層土允許比降計算值約0.04～0.45，與土層不均一性密切相關。

3.6 基坑穩(wěn)定問題

基坑坡比宜緩于1∶3.00，其中前池及泵房處基坑邊坡高度較高，必要時需增設支護、補強等措施后再行開挖。工程場地地下水位均較高，建基面位于軟土層中，其下臥層為粉砂性土，因此均需采取降排水措施。

4 地基處理措施

（1）泵房和壓力水箱基礎：設計采用鉆孔灌注樁基礎，利用③3 或③4 層作為持力層，樁徑1.20 m，正方形布置，樁間距3.00～4.00 m，樁長28 m，且伸入持力層不小于2 m。（2）前池、進出水池兩側的翼墻和攔污閘基礎：設計選用預制混凝土管樁和水泥土攪拌樁復合地基處理方案。管樁利用③3層做為樁基持力層，樁徑0.5 m，正方形布置，樁間距2 m，除出水池翼墻樁長28 m 外，其余樁長20 m；水泥攪拌樁利用②2或③1層作為持力層，樁徑0.50 m，正方形布置，樁間距2 m，除出進水和攔污閘樁長12 m 外，其余樁長16 m；樁頂至基礎墊層采用0.80～1.00 m水泥土褥墊層過渡連接。（3）新建無為大堤和穿堤涵基礎：設計基礎采用置換率較高水泥雙向攪拌樁復合地基加固，②2 層為持力層，樁徑0.50 m，正方形布置，樁間距0.80～1.40 m，樁長16 m。（4）進出水渠連接段子堤基礎：設計對連接段兩側堤防外堤腳向內側10 m范圍內采用雙向攪拌樁基礎處理，樁徑0.50 m，正方形布置，樁間距1 m，樁長16 m。

5 地基處理檢測及監(jiān)測觀測

5.1 地基處理檢測

神塘河站地基處理施工完成后，第三方檢測單位采用靜載荷法，抽檢水泥土攪拌樁單樁承載力共11根、PHC管樁共6根；采用高應變法，抽檢混凝土灌注樁單樁承載力共11根；采用靜載荷法，抽檢9 處單樁復合地基和3 處多樁復合地基承載力。檢測數據表（此略），檢測結果全部合格，均滿足設計要求。

5.2 監(jiān)測觀測

工程布設沉降計8支，埋設泵室主體底板下；滲壓計16支，埋設位置為泵室主體底板下、節(jié)制閘翼墻及主體回填側；土壓力計8支，埋設泵室主體底板下。從2022年開始至工程完成，通過監(jiān)測數據分析可知，沉降計、滲透壓力計和土壓力計監(jiān)測數據變化速率很小且趨于穩(wěn)定，無異常數據且無明顯變化。

6 結語

神塘河泵站從工程開工建設，至工程建設完成，施工過程中未出現(xiàn)基坑失穩(wěn)及建筑物不均勻沉降變形等問題。神塘河站地質情況的剖析和基礎處理方法，對長江沿岸淤泥質土中，建設大型泵站和水閘等基礎處理具有一定指導意義。