穿北易水河倒虹吸主要地质问题分析与评价

陈相彪

（1.保定市水利水电勘测设计院，河北 保定 071051；2.保定市江河水利咨询监理有限公司，河北 保定 071051）

穿北易水河倒虹吸主要地质问题分析与评价

陈相彪1，2

（1.保定市水利水电勘测设计院，河北 保定 071051；2.保定市江河水利咨询监理有限公司，河北 保定 071051）

从地质条件、岩性分布特征、地下水赋存条件等方面，对穿北易水河倒虹吸工程存在的主要地质问题进行分析与评价，以便更好地指导施工，同时也为类似工程提供了有益参考。

倒虹吸；基坑排水；边坡稳定；不均匀沉降

1 场地地质条件

1.1 地形地貌

工程区地处太行山东麓山前丘陵区，属河流堆积侵蚀地貌类型，总体地势西高东低。工程穿越处主河道大致呈NW～SE走向，河道纵坡约1.9‰，测区河段宽200m左右，河床偏左侧发育，河底高程48.7～49.3m，两侧分布顺河向一级阶地，阶地高出河床1.5～2.2m，左岸阶地较平坦。近年来由于大量采砂，地势起伏不平，右岸阶地逐渐向外扩展。

1.2 地质构造与地震

本区地处太行山隆起与冀中断陷的过渡带，第三纪时期以整体抬升为主，区域构造活动受紫荆关灵山断裂和太行山山前断裂控制，形成一系列北东向断层、褶皱构造格局。第四纪时期，上述断裂活动逐渐趋向微弱，近场区断裂构造均为非活动隐伏深断裂，对场区的稳定性影响不大。工程区地震动峰值加速度为0.10 g，相应地震基本烈度为7度。

1.3 水文地质条件

北易水河属季节性行洪河道，本河段平水年一般长年流水，汛期行洪量较大。主河床现状有地表水，水面高程50.20m。地表水经取样分析，水化学类型为HCO3Na型水，SO42-含量168.2 mg／L，对普通混凝土不具腐蚀性。

本区地下水类型以第四系孔隙潜水为主，其次为基岩裂隙水。地下水主要赋存于第四系松散砂卵石层中，含水层结构单一，最大厚度11.7m，单孔抽水试验成果，卵石渗透系数0.106～0.167 cm／s，平均0.14 cm／s，属强透水性。

2 主要工程地质问题

2.1 基坑排水问题

北易水河卵石含水层分布广且厚度大，地下水水量丰富，裸露于河床地表，其补给条件优越，是当地地下水开采的主要含水层，属第四系孔隙潜水，平均渗透系数为0.14 cm／s。

倒虹吸河床平管段管底高度为44.10m，斜管段最大埋深约8m。地下水位高度为45.51～50.20m，河床段地下水位与地表水位基本持平，高于管底1.5～6.1m，存在基坑排水问题，对施工影响较大。建议在做好河道地表水导流基础上，采取有效的排水、截渗措施，保持干场作业为好。根据场区地下水赋存条件和基坑排水降深大、涌水量大的特点，结合边坡岩性结构特征，以采取井点排水方式为好。

鉴于卵石层透水性强，施工期设计流量4.8m3／s，基坑排水量大，施工难度亦大，也可考虑全断面沉管施工，对铺设管道采用分段焊接、牵引下水的方案，即在陆地上根据实际情况将PE管分若干段焊接好后，在滑架上将各分段再行焊接，每焊接一分段，利用牵引的办法将滑架上的管道牵引过河。此种方法可以有效解决基坑排水难的问题，但由于工艺比较复杂，应做好施工组织设计。

2.2 基坑临时边坡稳定问题

倒虹吸基础最大开挖深度约8m，基坑边坡地质结构主要为卵石，局部夹中砂，大部分段位于地下水位以下，受地下水影响，总体边坡稳定性差。建议采用井点降水排水方式，预先疏干地下水，施工场地保持干场作业，有利于边坡稳定。根据卵石休止角及坡高，并考虑其结构特征，做好必要的防护措施，卵石层可用防渗土工膜遮盖并做好坡面排水。基坑开挖临时坡比建议值：卵石1:1.75，中砂1:1.50。

2.3 不均匀沉降问题

根据设计方案，倒虹吸进口端斜管段基础位于中砂层与卵石过渡段，中砂层密实性较差，具中等偏高压缩性，卵石层具低压缩性，地基易产生不均匀沉降变形，可能对倒虹吸正常运行产生不利影响，为避免该局部产生不均匀沉降变形，建议对砂层采用局部换填垫层法进行处理。

3 结束语

场区工程地质及水文地质条件是影响工程设计与施工的重要因素。结合建筑物特点，通过采用多种勘察手段，对场区存在的工程地质问题进行评价，并针对这些工地质问题采用相应的工程措施加以解决，为建筑物施工和安全运行提供了可靠地保证。

[1]保定市水利水电勘测设计院.保定市南水北调配套工程水厂以上输水管道工程第四单元初步设计工程地质勘察报告[R].2013.

[2]GB50487-2008，水利水电工程地质勘察规范[S].

[3]GB18306，中国地震动参数区划图[S].

TV221.2

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1671-0037（2014）04-78-1穿北易水河倒虹吸是保定市南水北调配套工程易县输水管道的重要跨河建筑物。倒虹吸工程为水平埋管布置，全长约354 m，设计流量0.52m3／s。

陈相彪（1981.5-），助理工程师，研究方向：水利水电工程勘察与设计。