观音阁水库输水管线工程地质条件探析

(辽宁省铁岭水文局，辽宁 铁岭 112000)

1 概述

观音阁水库位于辽宁省东部本溪市境内,其输水管线的分布位置主要分为细河输水管线、本钢输水管线及新区输水管线4大部分。本阶段设计要求对小汤河输水管线、细河输水管线及本钢输水管线进行初设阶段工程地质勘察，新区管线本阶段暂不做外业勘察。

按设计的输水管线方案，本阶段沿管线均布置钻孔，孔间距约400～600 m。但由于细河输水管线在勘察后期修改了局部设计方案，为此进行了补充勘察，勘察过程中参考已完成的钻孔成果，加大了补充勘察钻孔的间距，各别段岩性及物理性质参考已完成钻孔资料，并结合前期勘察成果对管线工程地质条件进行评价。

2 细河输水管线工程地质条件

2.1 地形地貌

细河输水管线进口连接北台分洞出口，沿细河防洪堤和两侧阶地布设，至北台配水站，并向下游延伸至高家堡子，设计桩号41+308.88～52+720，总长约11.4 km。

管道进水端位于桥头镇东细河右岸山脚下，与隧洞出口衔接处场地开阔平坦。管线沿线共穿越两次细河、两次细河左岸堤防公路、三座铁路桥和一座高速公路桥。

2.2 地层岩性

根据本次勘察钻孔揭露，沿线地基土岩性主要有杂填土、卵石、页岩、粉砂岩、灰岩、泥灰岩等。

(1)杂填土：主要由回填卵砾石、漂石及粘性土组成，属于采砂坑回填物，层厚1～8 m。

(2)卵石：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，层厚大于6 m。

(3)二叠系：灰色砂岩与杂色页岩、粉砂岩互层。

(4)寒武系：灰岩，泥灰岩。

2.3 水文地质条件

本段管线基本布置于细河防洪堤与一级阶地上，距河道位置较近，含水层渗透系数大。地下水位埋藏较浅，一般深1.5～3.0 m，勘察期间地下水位高程191～201 m。

根据管线地基土的颗分试验成果，利用经验公式计算所得的细河段地基土渗透系数建议值见表1。

所采用得经验公式为：

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)；C为常数，粘土质砂为：500～700，纯砂为：700～1 000。

表1 细河输水管线地基土渗透系数计算表

2.4 原位测试成果

沿线地层岩性为第四系冲洪积物，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2。

表2 地基土物理力学性质指标

3 本钢输水管线工程地质条件

3.1 地形地貌

本钢输水管线起始于大峪配水站，沿太子河左岸公路斜坡布置，基本平行于滨河南路，延伸至本钢集团有限公司，接本钢三水源管线，桩号BGA0+000～BGA7+162.25，全长7.16 km。沿线地形起伏不大，交通便利。管线多次穿越公路桥、铁路桥、涵洞及煤气管线，对施工有一定影响。

3.2 地层岩性

根据本次勘察钻孔揭露，沿线地基土岩性主要有素填土、卵石及基岩(页岩、砂岩、砾岩)等。

(1)素填土：主要为填卵砾石、漂石、及粘性土，局部有少量建筑垃圾，整体湿～饱和，稍密～中密状态，沿线均有分布，其中桩号6+743～7+383段素填土主要为黑色生活垃圾及建筑垃圾，含卵砾石，湿～饱和，稍密状态，其中卵砾石主要成份为灰白色硅质石英砂岩，质地坚硬，多呈亚圆状，局部为次棱角状，粘粒含量较低。层厚2～12 m不等，滨河路基本为回填形成。

(2)卵砾石：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、砂岩为主，质地坚硬，多呈亚圆状。

(3)白垩系大峪组(K2d)：紫红色砂岩、砾岩、砂质页岩互层。

3.3 水文地质条件

本段管线位于滨河路河堤及河床上，距河道很近，地层岩性以卵石为主，磨圆较好，粒径较大，含水层渗透系数大，地表河流与地下水联系密切。地下水位埋藏较浅，勘察期间地下水位高程为95～110 m。

3.4 原位测试成果

沿线地层岩性为第四系冲洪积物，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

4 新区输水管线工程地质条件

根据设计要求，本阶段不再进行新区输水管线的勘察，勘察成果采用可研阶段资料，因此，本节内容沿用可研报告成果。

4.1 基本地质条件

新区输水管线属于大峪分洞线的后续工程，进口接大峪配水站，出口位于本溪新区石桥子镇北店子村附近，全长约14 km。沿沟谷现分布有多个村落，村落间多为耕地，两侧山体为丘陵地貌。管线沿线所穿越的地层岩性按不同岩性具体可分为三部分：

1)第四系冲洪积卵石层

桩号XCA39+845.94～ XCA42+380.43，段长2 534.49 m，卵砾石粒径较大，为太子河河谷冲积地层，最大漂石粒径可达60～80 cm，以中密为主，局部可达密实，厚度6～7 m。

2)第四系冲洪积砾砂及圆砾层

分布桩号XCA42+380.43～XCA47+818.74、桩号XCA48+959.26～XCA49+856.94、桩号XCA50+528.02～XCA51+919.4、桩号XCA53+900.06～XCA56+225.49等段，分选性差，砾石成份主要为石英与长石，磨圆一般，次棱角状，多呈稍密状，局部中密，厚度6～10 m。

3)全风化太古代混合岩

沿线有部分段出露太古代混合岩，分布桩号XCA47+818.74～XCA48+959.26，段长1140.52 m，桩号XCA49+856.94～XCA50+528.02，段长671.08 m，风化岩呈砂状，原岩结构构造全部破坏，呈全风化状，部分为强风化状。

4.2 水文地质条件

根据管线地基土的颗分试验成果，利用经验公式计算所得的细河段地基土渗透系数建议值见表4。

表4 细河输水管线地基土渗透系数计算表

4.3 原位测试统计

沿线地层岩性为第四系冲洪积物，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5。

表5 地基土物理力学性质指标

5 结语

(1)细河输水管线沿线地基以第四系卵砾石层为主，其中上游与隧洞连接段分布粉质粘土。岩土层承载力较高，满足设计要求，适合埋设输水管道。

(2)本钢输水管线沿太子河河床左岸公路边布置，地基土以回填砾石及卵石为主，局部段密实度偏低，建议开挖后根据实际地质情况进行处理。大部分段地基土满足设计要求，适合埋设输水管道。部分管线布置于河道内，河水对施工有很大影响。

(3)新区输水管线沿线地基土有第四系卵石、砾砂、圆砾及全风化混合岩，地基承载力较高，满足设计要求，适合埋设输水管道。

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