□何運(yùn)龍

磁縣位于河北省最南端，南水北調(diào)中線總干渠在磁縣內(nèi)全長40.056km。布置大型河渠交叉工程滏陽河渡槽、牤牛河南支渡槽，左岸排水、渠渠交叉工程、分水口門、路渠交叉建筑物。渠道所經(jīng)過的地段工程地質(zhì)條件復(fù)雜，涉及砂土液化、黃土濕陷性、膨脹巖土等重大工程地質(zhì)問題。

1.地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

磁縣段總干渠位于京廣鐵路與太行山東麓邊緣之間的狹長地帶上，西部是太行山東麓丘陵、隴崗，東部為太行山前傾斜平原區(qū)，傾斜平原與崗地交錯(cuò)分布。地貌總體特征西高東低，地面高程83～106m。壟崗表面被水流切割形成V字型沖溝。河流主要有漳河、滏陽河、牤牛河，河流及溝谷流向均自西向東，河谷兩岸分布一、二級(jí)階地，河床、河漫灘較為開闊。

1.2 地層巖性

此段發(fā)育的地層下部主要為上第三系中新統(tǒng)湖積物，上部為第四系地層，兩者呈不整合接觸。上第三系黏土巖以棕紅色、灰白灰綠色為主，具脹縮性，層位連續(xù)穩(wěn)定，夾砂土、卵石及砂礫巖，廣泛分布。第四系中更新統(tǒng)紅色泥礫廣泛分布，為黏土及風(fēng)化砂粒充填包裹卵礫石。第四系上更新統(tǒng)上中段為黃土狀壤土具大孔隙、垂直節(jié)理，部分具濕陷性。全新統(tǒng)主要分布于河流溝谷表層。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

渠段附近的斷裂多為隱伏斷裂，邊界控制性斷裂走向以NNE和NWW向?yàn)橹?。主要斷裂有邯鄲邢臺(tái)斷裂、紫山西斷裂、紫山東斷裂、磁縣斷裂。磁縣1830年曾發(fā)生7.5級(jí)地震，距總干渠不足10km，磁縣斷裂為發(fā)震斷裂。地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度。

1.4 水文地質(zhì)條件

此區(qū)域氣候特點(diǎn)為冬春干旱，夏季多雨。漳河、滏陽河、牤牛河受到上游水庫控制，多為季節(jié)性河流，僅在汛期或輸水渠排水才見有明流。地下水主要是孔隙水，賦存于卵石、砂土層中。卵石、砂土具較強(qiáng)透水性，富水量較大。

2.工程地質(zhì)問題

2.1 飽和土震動(dòng)液化

漳河以北河漫灘渠道地基為第四系全新統(tǒng)中砂，地下水位埋深5.2m，具輕微～中等液化。雙廟溝以南渠道地基為輕粉質(zhì)壤土，地下水埋深10m，具有輕微～中等液化。當(dāng)作為地基的飽和砂土或少黏性土受到震動(dòng)時(shí)，飽和砂土中的孔隙水壓力驟然升高，孔隙水壓力來不及消散，砂層會(huì)完全喪失抗剪強(qiáng)度和承載能力，對(duì)渠堤和建筑物安全產(chǎn)生較嚴(yán)重影響，渠堤出現(xiàn)裂縫，形成潰口，建筑物整體發(fā)生沉陷，傾斜。消除液化的措施主要有全部消除或部分消除兩大類方法。全部消除液化應(yīng)處理至液化層底面，部分消除應(yīng)使液化指數(shù)減少。液化層埋深不大，宜采取全部消除液化措施。采用加密法，如振沖、振動(dòng)加密、擠密碎石樁、夯擴(kuò)樁，樁體可就地取材，采用泥礫料或漳河內(nèi)砂卵石，即經(jīng)濟(jì)又合理。

2.2 濕陷性黃土

具濕陷性黃土狀壤土主要分布在滏陽河左岸以北至北側(cè)隴崗前緣部位。土質(zhì)疏松，大孔隙及蟲孔發(fā)育，具垂直節(jié)理，鈣質(zhì)結(jié)核局部富集，濕陷性特征較明顯。受濕陷性黃土影響主要是渠堤，濕陷性黃土浸水后，產(chǎn)生濕陷變形，特別是堤基發(fā)生不均勻變形，堤基沉陷，地基承載力降低，堤身從而會(huì)產(chǎn)生不同程度的裂縫，破壞渠道襯砌，導(dǎo)致漏水。處理措施宜采用部分消除濕陷性的措施，如換土墊層、碎石樁或強(qiáng)夯等。

2.3 膨脹巖土

牤牛河以南膨脹巖土埋深較大，強(qiáng)度等級(jí)以中弱為主，分布不連續(xù)。牤牛河以北出露于地表或埋深不大，強(qiáng)度等級(jí)以中強(qiáng)為主，地層連續(xù)穩(wěn)定。膨脹巖土具有吸水膨脹失水收縮的特性，據(jù)自由膨脹率劃分為強(qiáng)、中、弱3個(gè)等級(jí)。膨脹土巖中富含以蒙脫石為主的親水礦物，裂隙發(fā)育，強(qiáng)、中、弱膨脹土交錯(cuò)分布，地下水賦存于砂礫巖透鏡體中，工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜。含水量的反復(fù)變化導(dǎo)致膨脹土巖反復(fù)脹縮，使得土巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，力學(xué)強(qiáng)度隨之降低。地下水及地表水是影響膨脹土危害性的主要條件，當(dāng)渠道開挖后，地下水會(huì)從透鏡體中釋放，如果透鏡體在渠道附近未被揭露，水則會(huì)從膨脹土微裂隙中滲出。在地下水及地表水的共同作用下，渠道邊坡及渠底表面膨脹土吸水膨脹，造成表面土體的反復(fù)破壞，當(dāng)破壞達(dá)到一定深度，就會(huì)發(fā)生淺層或深層滑動(dòng)，影響渠坡穩(wěn)定。膨脹土巖產(chǎn)生的膨脹力對(duì)渠道襯砌也會(huì)引起破壞。因此，膨脹土主要對(duì)渠道邊坡及襯砌產(chǎn)生不利的影響。處理的措施應(yīng)重點(diǎn)防止膨脹土巖含水量反復(fù)變化與加強(qiáng)排水措施上。具體措施為換土，設(shè)置排水層等。

3.結(jié)語

磁縣段內(nèi)發(fā)育的地層主要為上第三系黏土巖、砂礫巖，第四系中更新統(tǒng)泥礫，第四系上更新統(tǒng)黃土狀土以及第四系全新統(tǒng)砂土。黏土巖、泥礫層承載力較高，可作為倒虹吸、渡槽、分水閘、公路橋等建筑物較好的持力層。部分黃土狀壤土具濕陷性，需要對(duì)其進(jìn)行處理。飽和砂土易產(chǎn)生液化，對(duì)渠堤及建筑物的穩(wěn)定有不利影響。膨脹性土巖分布較廣，是磁縣段內(nèi)非常突出的工程地質(zhì)問題，也是工程需要解決的重點(diǎn)問題。