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        南水北調(diào)中線京石應急段渠道主要施工地質(zhì)問題及處理措施

        2013-08-15 00:54:54楊鳳桂
        山東工業(yè)技術 2013年7期
        關鍵詞:渠段渠底砂層

        楊鳳桂

        (河北省水利水電勘測設計研究院,中國 天津300250)

        0 概述

        南水北調(diào)總干渠京石應急段,土體結構分為黃土狀砂壤土、黃土狀壤土、砂性土、卵石、巖石等,渠道施工形式主要為挖方渠段、填方段、半挖半填段。

        1 施工地質(zhì)問題、處理措施

        ①黃土狀土濕陷性:部分渠段的上更新統(tǒng)黃土狀壤土局部具輕微濕陷性,施工中對黃土狀壤土為主地基段的填方渠段,采取夯實或碾壓措施,減少濕陷性的影響。 在挖方段和半挖半填段多采用清除表土,然后強夯,至渠底以上5m,采用條幅形基礎強夯的方形布置,間距選用10m;也可以通過做好渠道防滲、合理設置左堤截滲溝,預防、消除或減弱地基土的濕陷性對渠道的影響。

        ②渠道邊坡穩(wěn)定:渠道邊坡穩(wěn)定性是影響渠道成渠條件的重要因素。

        部分渠段渠坡巖體傾向與坡向相近、 巖體風化程度較高、部分渠段存在高邊坡、巖體風化強烈、局部存在滑坡的可能,采取固坡措施。 在施工期間由于雨季,多處巖層形成小型滑坡。 施工時對全、強風化巖采取掛網(wǎng)錨桿噴混凝土,對弱風化破碎帶采取噴砼,局部加錨桿支護。 基巖渠坡弱風化、新鮮巖石段,先噴混凝土粗略找平,水泥砂漿抹面。

        渠坡巖性以卵石或砂土為主,或粘砂、粘礫雙層結構、多層結構,特別是存在地下水的影響的渠段,多分布于石家莊市及大型河流河漫灘的渠段。 河渠交叉建筑物基坑的臨時邊坡由砂土、礫卵石組成,一般受地下水的影響,邊坡穩(wěn)定性差。 在施工中主要采用渠坡鋪設礫石料、降水井、排水管網(wǎng)等輸排措施。

        ③渠道滲漏與地下水的問題:地下水對渠道的影響主要表現(xiàn)在施工排水和對邊坡穩(wěn)定的影響;較高的地下水位對渠道的運行和使用會產(chǎn)生不利的影響;較高的地下水位會產(chǎn)生地下水對渠道的回滲和靜水壓力對邊坡、渠道襯砌的頂托破壞,另外地下水的浸泡對渠道的穩(wěn)定也會有一定影響。 施工中主要采用設計永久性泵站,通過排水系統(tǒng)將地下水匯入集水井,水泵自動抽水強排,渠底置換50cm 厚砂礫料為保溫板防凍脹,增設逆止閥消減揚壓力的工程措施。 高地下水對渠道影響較大,由于土層及砂層透鏡體的滲水量較大,對混凝板產(chǎn)生浮托力,水泵的自動抽排系統(tǒng)尚未安裝運用,滲水來不及輸排,表現(xiàn)為渠道混凝土板裂縫、錯臺、隆起、止水縫開裂、坡外滲水及渠底涌水,混凝土板破裂。

        ④河灘地成渠:較大河流,河灘多分布砂性土,當汛期洪水位抬高及高地下水位情況下, 對渠坡易造成滲透破壞,應加強對河灘地渠道防滲及排水措施。

        建筑前先挖除渠底以上的粉砂,置換為粘土,邊回填遍碾壓,兩側寬根據(jù)失穩(wěn)時弧滑動面位置確定,底部水平鋪設反慮土工織物,上壓礫石保護層,注意筑堤土的質(zhì)量,工地施工中控制壓實度0.98,且鋪層以30cm 左右為宜。

        ⑤飽和砂土地震液化:對于飽和砂土液化問題,由于在勘察及施工過程中未見地下水,地下水埋深較大,中砂層厚度較深,其下部存在較強透水性的礫砂及卵石層,當遇見較強地震時, 渠底的中砂層的孔隙水與其下的強透水性的礫砂、卵石層連在一起,很難形成封閉的孔隙水壓力,造成中砂層地基失效。 砂土的液化除與本身的粘粒含量、標貫擊數(shù)、地震基本烈度有關,地下水水位埋深也至關重要,工程運行期間,渠道即便滲漏,對大區(qū)域地下水的抬升也不會造成太大的影響,經(jīng)勘察試驗表明本渠段地表薄層中砂不具地震液化的可能。 施工中多采用將中砂層挖除,換填壤土的處理措施。

        ⑥渠道半挖半填及填方段清基問題:

        工地施工中控制壓實度0.98,且鋪層以30cm 左右為宜,對于較窄的溝渠,多采用1:3~1:6 緩坡順總干渠軸向碾壓。 這一問題暴露較為嚴重,由于場地較窄,施工難度較大,加上工期較緊,處理的坡比較大,及碾壓土層較厚,導致渠道水外滲,最終渠水外流。 原狀土和回填土的結合部位明顯處理不到位,土壓實度明顯不夠。 因此在施工過程中應特別注意老沖溝的回填和處理。

        ⑦斜坡地段側向沖刷對渠道的影響問題:

        渠道左側或右側地形處于斜坡地帶,應注意雨季降水形成的面流對渠道的側向沖刷問題。 施工時由于雨季渠道邊坡削坡面較大,雨水較大破壞預留層,導致渠道表面形成雨水沖溝,大部都是以人工找平、蛙夯處理為主。 建議施工時采取挖排水溝、預留保護層、削坡與襯砌盡量保持同步進行等施工措施。

        ⑧凍土對渠道的影響問題:

        渠道線路較長,從南到北凍土厚度不一,凍土厚度0.54~0.88m, 在渠道設計中應注意不同凍土深度對渠底及渠道邊坡的影響,對于渠道沿線多采用聚苯乙烯保溫板,對于高地下水區(qū)往往采用截流溝引開地表水、并且采用渠底置換50cm厚砂礫料為保溫板防凍脹等措施。

        ⑨建基面的不均勻沉降問題:由于建筑物處于不同的工程地質(zhì)結構,導致地基產(chǎn)生不均勻沉降,特別是建基面存在軟弱下臥層的情況。 在設計時采用設置沉降縫、圈梁、合理布置縱橫墻等措施。 施工中淺層多采用換填法、對建筑物建基面多采用復合樁基形式進行地基處理。

        2 結語

        南水北調(diào)總干渠京石應急段渠道注要存在黃土狀土濕陷性、渠道邊坡穩(wěn)定、渠道滲漏與高地下水位、河灘地成渠、飽和砂土地震液化、清基問題、斜坡側向沖刷、凍土對渠道影響、不均勻沉降等施工地質(zhì)問題,本文對施工中遇到的工程地質(zhì)問題根據(jù)不同地質(zhì)、 地形地貌的情況結合施工處理措施,進行了分析和總結以便在其它工程中應予重視。

        [1]GB50487-2008 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程[S].

        [2]SL251-2000 水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程[S].

        [3]SL274-2001 碾壓土石壩設計規(guī)范[S].

        [4]SL55-2005 中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程[S].

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