南水北調中線大沙河暗渠地質評價

□宋獻萍（輝縣市水利局）

一、概況

南水北調中線工程大沙河暗渠位于河南省博愛縣陽廟鎮鹿村南約300m處，博愛～武陟公路在場區南部約1.5km處經過，交通便利。

大沙河暗渠由進口漸變段、進口閘、暗渠洞身段、出口閘、出口漸變段5部分組成。其中進、出口漸變段及進、出口閘段設計基底應力160kPa；暗渠洞身段設計基底高程約98m,設計最大基底應力353kPa。

二、地形地貌

大沙河暗渠位于太行山山前洪積扇前緣，地形開闊平坦，西北部地勢略高，向南東傾斜。

工程場區為河谷地貌形態，河道坡降約5‰，河谷呈寬淺形，河床寬約60m，緊靠右岸河床地面高程108～109m，兩岸地面高程均為110m左右。

三、工程水文地質條件

（一）地層巖性

工程區鉆孔揭露范圍內為第四系上更新統及全新統洪積地層，分為6個土體單元，各土體單元力學性指標建議值見下表。

各土體單元力學性指標建議值表

（二）地質構造與地震

工程區位于中朝準地臺華北斷坳的西南部，區域構造線的方向主要為近EW向和NE向，焦作～新鄉～商丘斷裂在工程區南約6km處通過，焦作斷裂在工程區北約1km處通過，區域穩定性較差。

工程區位于華北地震構造區與豫皖地震構造區交接部位，附近地震活動頻度較高，強度較大。據記載，在場區100km范圍內有記錄以來，歷史上發生過3次大于4.75級的地震。場區地震基本烈度為Ⅶ度。

（三）水文地質條件

工程區地下水類型主要為承壓水，賦存于第④和第⑥層卵石層中，卵石層滲透系數K=1.4×10-2～2.4×10-1cm/s，屬強透水性巖層，頂板高程99～105m，承壓水頭高程106m左右。

地下水為淡～微咸水，水化學類型為SO4-HCO3-Ca-Mg型，對普通水泥具硫酸鹽型弱～中等腐蝕。

四、工程地質問題及評價

（一）工程地質問題

工程區存在的工程地質問題主要有邊坡穩定問題、基坑涌水問題和不均勻沉降問題等。

1.邊坡穩定問題

大沙河暗渠設計建基面高程98m左右，地面高程108～110m，施工開挖深度10～12m，形成上部粘性土，下部卵石的邊坡。為求得邊坡穩定時的高寬比，利用洛巴索夫圖解法c/rh=f(β、φ)進行邊坡穩定分析。

建議施工時分級開挖，中間設置馬道，上部土層邊坡結合經驗分析可采用 1：0.75～1：1.0；下部卵石層邊坡采用 1：1.5～1：2.0。

2.基坑涌水問題

工程區地下水類型為承壓水，水位高程106m左右，賦存于第④層和第⑥層卵石中，含水層頂板高程99～105m，承壓水頭一般高出頂板1～6m。大沙河暗渠設計建基面高程98m左右，位于承壓含水層第④層中，該層滲透系數K=1.4×10-2～2.4×10-1cm/s，屬強透水性巖層，因此在基坑開挖過程中將產生嚴重的涌水問題，需采取相應的截滲、排水措施。

3.不均勻沉陷問題

暗渠各段建基面主要位于第④層卵石中，該層承載力標準值300kPa，能夠滿足基底應力要求，但建基面以下厚度不均勻，局部為細砂，且第⑤層重粉質壤土承載力標準值僅125kPa，強度較低，需考慮不均勻沉降的影響。

（二）工程地質評價

1.工程區地質結構類型屬粘、礫多層結構，由卵石，重粉質壤土和中粉質壤土組成。暗渠共由5部分組成，各部分建基面主要位于第④層卵石層的中下部，局部接近第⑤層重粉質壤土；第④層承載力標準值300kPa，第⑤層承載力標準值125kPa，能滿足暗渠建基面基底應力要求，但建基面下卵石厚度不均勻，強度存有差異，設計時須考慮不均勻沉降問題。

2.對于該工程存在的開挖邊坡穩定問題，建議施工分兩級開挖，上部土層采用1：0.75～1:11邊坡，下部卵石采用1：1.5～1:2.0邊坡；而對基坑涌水問題，則應采取截滲、排水等措施。

3.工程區地下水對普通水泥具硫酸鹽型弱～中等腐蝕性，建議施工時采用抗硫酸鹽水泥。