南水北调中线工程总干渠安阳段饱和砂土及少粘性土的地震液化问题分析

张天元

（中国地质大学〈武汉〉，湖北 武汉 430074）

1 概况

南水北调中线工程总干渠河南安阳段安阳河左岸Ⅰ级阶地（桩号ZBg8+180～ZBg8+750）上部分布有轻粉质壤土夹细砂薄层，漳河右岸漫滩（桩号ZHg1+450～ZHg1+970）分布有极细砂、轻壤土和中壤土，虽然部分砂土和少粘性土在勘察期间处于地下水位以上，考虑渠道建成后，由于渠道渗漏使地下水位抬升，可能使其达到饱和状态，引起地震液化问题。

2 地震液化初判

根据中国地震局分析预报中心出版的《南水北调中线工程沿线设计地震动参数区划报告》，上述地区地震动峰值加速度为0.15g，相当于地震烈度Ⅶ度区。故对于上述渠段砂土和少粘性土均应进行地震液化判别。

2.1 地震液化初判

依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录N第N.0.3条之规定，经初判：南水北调中线工程总干渠安阳河左岸Ⅰ级阶地和漳河右岸漫滩上分布的砂土及少粘性土为可能液化土层。

2.2 地震液化复判

2.2.1 标准贯入试验判别法

根据标准贯入试验进行判别：依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录N第N.0.4条，当饱和砂土和少粘性土实测标准贯入击数（未经杆长修正）N63.5值小于临界值Ncr时，应判为可液化土，否则为不液化土；由于标准贯入试验贯入点深度和地下水位在试验时地面以下的深度，不同于工程正常运行时，应对标准贯入击数值进行修正，如下：

式中：N63.5——工程运行时，标准贯入点在当时地面以下ds，m，深度处的标准贯入击数；

N′63.5——实测标准贯入击数；

ds——标准贯入点在工程运行时地面以下的深度，在地面以下5m以内时，采用5m计算；

dw——地下水位在工程运行时，地下水位在当时地面以下的深度，m，当地面淹没于水面以下时，dw取0；

d′s——标准贯入试验时，标准贯入点在当时地面以下的深度，m；

d′w——标准贯入试验时，地下水位在当时地面以下的深度；当地面淹没于水面以下时，d′w取0。

标准贯入锤击数临界值计算公式如下：

式中：ρc——土的粘粒含量质量百分率，%，当ρc＜3%时取3%；

N0——液化判别标准贯入锤击数基准值，近震Ⅶ度取6。

安阳河左岸渠段利用NEH80-13、NEH80-14 钻孔资料进行判别，由于该处为填方段，渠底板高程85.6m，高出现地面1.24m 左右，式中dw取0，ds取渠底板以下深度。判别结果见表1。

表1 安阳河左岸渠段地基液化判别表（标准贯入试验）

漳河右岸渠段利用NEG94B、NEQ94- 1 和NEQ94-3 钻孔资料进行判别，该处为填方段，渠底板位于地面以上，式中dw取0，ds取渠底板以下深度。判别结果见表2。

表2 安阳河右岸渠段地基液化判别表（标准贯入试验）

由表1、表2可知，安阳河左岸Ⅰ级阶地（桩号ZBg8+180～ZBg8+750）上部的轻粉质壤土及细砂夹层，漳河右岸漫滩（桩号ZHg1+450～ZHg1+970）分布的轻壤土和桩号ZHg1+790～ZHg2+049 极细砂、中壤土和轻壤土均为可液化土层，即在渠道正常运行后，存在地震液化问题，影响渠道的安全。

2.2.2 静力触探试验判别法

qc′=qco·aw·au·ap

式中：qc′——饱和土液化临界静力触探锥尖阻力，MPa；

qco——饱和土液化临界静力锥尖阻力，MPa；

aw=1-0.065(dw-2)；

au=1-0.05(du-2)，对于深基础，au=1；

ap——土性综合影响系数。

经查表计算求得：qco=4.6MPa；aw=1.13，au=1.0；ap=1.0；qc′=5.2MPa，勘探中实测锥尖阻力平均值qc=3.6～5.3MPa，因此判定一般qc＜qc′，因此判定为可液化砂层。

3 结语

南水北调中线工程总干渠河南安阳段，安阳河左岸Ⅰ级阶地上部分布有轻粉质壤土夹细砂薄层，漳河右岸漫滩分布有极细砂、轻壤土、轻壤土和中壤土，虽然部分砂土和少粘性土在勘察期间处于地下水位以下，总干渠渠道建成运行中，地下水位有所抬升，使其达到饱和状态；故对于上述渠段砂土和少粘性土均应进行地震液化判别。设计和施工时须考虑采用加密法、换土法等方法处理，消除地基液化问题。