小汤河输水管线工程地质条件探析

贾 峰

(辽宁省营口水文局，辽宁 营口 115003)



小汤河输水管线工程地质条件探析

贾 峰

(辽宁省营口水文局，辽宁 营口 115003)

小汤河输水管线沿线上覆第四系为卵砾石层，无软土夹层，下伏基岩多为强风化页岩或灰岩。天龙洞位置溶蚀漏斗或溶槽段以大径漂石为主，地表无明显塌陷特征，发生塌陷的可能性较小。沿线地基条件满足设计要求，适合埋设输水管道。

输水管线；地质条件；地层岩性；地基承载力

1 概 述

小汤河管线段位于本溪县东侧小汤河内。小汤河河堤路是本溪县的主要道路，河堤副堤是景观带，不宜破坏，如开挖后恢复成本较大。且河道内大开挖受施工场地限制又增加铅丝石笼防冲，因此，为减小施工难度，降低造价，管道拟沿河堤副堤的绿化带铺设，开挖顶面距离绿化平台1m，保证开挖不破坏绿化带。开挖边坡1∶1，开挖底宽16m，管底设0.2m厚中粗砂垫层，管道铺设后回填土料，达到压实要求，回填土上铺钢筋混凝土盖板，厚0.5m，盖板低于二阶台1.2m，回填土沿河道一侧设1∶1，混凝土面板护坡，护坡厚0.2m，坡脚设浆砌石堤脚防止滑动。

2 地质条件

2.1 地形地貌

小汤河管线自观音阁水库坝下消能电站开始，至本溪县香磨村主输洞进口，桩号0+959.47-8+091.41，总长约7.13km，其中桩号0+959.47-2+065.9段主要沿太子河左岸阶地和漫滩近东西向布设，桩号2+065.9-8+091.41段基本沿小汤河左岸漫滩向上游布设，延伸方向近南北向。沿线为河漫滩及阶地地貌，地形起伏不大，平坦开阔，最低高程位于小汤河出口，与太子河交汇处，地面高程193.9m左右，管线进水口端地面高程197.0m左右，与主输水洞连接端地面高程225m左右。河床两侧修筑有防洪堤，其中小汤河河道两侧城市段已改造为绿化风景带，并沿河修筑有多座梯级橡胶坝及翻板闸[1]。

2.2 地层岩性

根据本次勘察钻孔揭露，沿线覆盖层除管线进口部位有回填土外，其它段均以卵砾石及漂石为主，主要地层岩性如下：

1)回填土：由回填卵砾石、漂石及黏性土组成，主要分布于太子河左岸，为采砂坑回填物，卵石最大砾径约20cm，漂石径一般<30cm，漂石含量约10%左右。主要成份为灰白色硅质石英砂岩、白云质灰岩及灰岩为主，质地坚硬，多呈圆状及次圆状，局部为次棱角状。黏性土含量较低，约15%左右。该层整体呈松散-稍密状态，层厚1-4m。

2)卵石层：卵石粒径一般为5-10cm，含量约50%-60%，杂色，湿-饱和，稍密-中密状态，分选差，主要成份为灰白色硅质石英砂岩、白云质灰岩及灰岩为主，质地坚硬，多呈次圆状。太子河左岸及小汤河左岸均有分布，一般层厚2-7m，其中5+700-6+100段卵石层厚度>25m，该段为本溪水洞地下水补给区。

3)漂石：杂色，一般<40cm，主要分布于小汤河地表，含量约10%-15%，向上游地表分布含量渐多，粒径也渐大，多为次圆状至圆状，主要矿物成份为灰白色硅质石英砂岩、白云质灰岩及灰岩。

4)基岩：沿输水管线，钻孔揭露的基岩有二叠系下石盒子组(P1x)灰色砂岩与杂色页岩、粉砂岩互层及寒武系灰岩，泥灰岩，岩体多为强风化，完整性差，局部破碎。

2.3 水文地质条件

本段管线均位于河漫滩上，距河道很近，部分段紧靠河水边缘。正常情况下太子河流量较大，小汤河入河口段河水流速缓慢。地下水埋深较浅，勘察期间沿线地下水水位高程191-201m。由于管线靠近河道，地下水主要受地表河水补给，补给量充足。根据实际地层条件及有关经验分析，沿线含水层渗透系数约100-120m/d。

管线桩号6+456-7+466段，小汤河分为两股水流，管线基本沿北侧分支的左岸布置。根据已有研究成果，该段河流第四系覆盖层较厚，距前期勘察钻孔成果，孔深至25m未见到基岩。本溪水洞研究成果证实：该段河床为一大型溶蚀漏斗或溶蚀槽，是本溪水洞的重要补给通道，且主要来源于南侧分枝的补给，而不是北侧分枝[2-4]。

据管线地基土的颗分试验成果，利用经验公式计算所得的小汤河段地基土渗透系数及建议值见表1。

所采用得经验公式为：

(1)

式中：k为渗透系数，m/d；d10为颗粒的有效粒径，mm；t为渗透水得温度，℃；C为常数，黏土质砂为：500-700，纯砂为：700-1000。

表1 小汤河输水管线段地基土渗透系数计算表

3 土工试验成果

小汤河管线段地基土颗分试验统计见表2。

表2 地基土颗分试验统计

4 原位测试成果

为了分析沿线地基土的密实性，确定地基承载力，勘察过程中每个钻孔不同深度均进行了重型动力触探测试，根据重型动力触探试验锤击数确定管道地基土的密实性及承载力特征值，见表3。

表3 地基土物理力学性质指标

5 评 价

本段沿线地基土层比较均匀，岩性单一，为第四系冲洪积卵砾石，地层结构简单，级配不均匀，粒径较大。地表2m以下多为中密-密实状，覆盖层厚度一般为3.2-5.0m，下伏基岩岩性主要为砂岩、灰岩及页岩。天龙洞位置覆盖层厚度>25m。

承载力特征值建议值为500kPa；渗透系数为100-120m/d。地层土层不存在液化问题。本段地表水与地下水联系密切，地下水位埋深0.5-3m，对开挖施工及边坡稳定影响较大，建议边坡值为1:1。施工中建议采用井点降水方式排水，并对局部密实性较差段采用夯实或碾压方式处理[5]。

6 结 语

小汤河管线自观音阁水库坝下消能电站开始，至本溪县香磨村主输洞进口，桩号0+959.47-8+091.41，总长约7.13km。第四系砂卵砾石层一般厚3.2-8m，多以中密为主，局部可达密实，无软土夹层存在，下伏基岩多为强风化页岩或灰岩，对管道工程均可满足稳定要求。天龙洞位置溶蚀漏斗或溶槽段，砂卵砾石层钻孔揭露25m未穿透，下部以大径漂石为主，细粒含量少，各大径漂石接触良好，地表无明显塌陷特征，故发生塌陷的可能性较小，不会影响管道稳定，沿线地基条件满足设计要求，适合埋设输水管道。建议在排水条件下，稳定开挖边坡1∶1.5。渗透系数按100-120m/d考虑。

[1]陈平货.南水北调供水配套工程上街输水管线工程地质条件及评价[J].河南水利与南水北调，2011(13)：62-64.

[2]刘培峰,段景洪,周国学.新城水库工程地质条件评价[J].黑龙江水利科技，2003(03)：33-35.

[3]白文升,李钢在,王爱国.美岱水库工程地质条件[J].内蒙古水利，2008(02)：21-22.

[4]刘大群.承德市橡胶坝工程地质条件评价[J].水利技术监督，2010(01)：79-80.

[5]周启军.喀斯特地区盘山渠道工程地质条件的处理措施[J].黑龙江水利科技，2013(01)：101-102.

1007-7596(2017)05-0094-03

2017-04-18

贾峰(1980-)，男，辽宁阜新人，工程师，从事水文水资源工作。

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