【摘要】本文闡述了供水工程地質(zhì)勘察的一些實踐認(rèn)識。
【關(guān)鍵詞】水利電力工程;地質(zhì)勘察;稔平半島
1、工程概況
稔平半島供水工程位于廣東惠東縣,從西枝江取水,自北向南經(jīng)碧山、白云、稔山、鐵涌到達(dá)虎坑水庫和平海。供水線路全長約62.300km,設(shè)計流量Q=5.2m3/s。工程由鯉魚嶺取水泵站,調(diào)壓塔、黃坑泵站、黃坑泵站前池堤壩和供水管道、隧洞等建筑物組成,為Ⅱ等工程,主要建筑物為2級,次要建筑物為3級。
2、地形地貌
工程場區(qū)位于廣東省東南沿海丘陵谷地及中低山地貌。南部為海岸地貌,中部為中低山,北部為丘陵、盆地。除了局部靠近海灘段地面高程為2 m~5m,大多地面高程為20m~50m;隧洞部分為低山丘陵地貌,高程為100m~300m,大部分山體植被良好,山坡坡度較平緩,沖溝較發(fā)育,切割較深,物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育,較穩(wěn)定。主要發(fā)育的河流為西枝江,屬東江流域第二大支流,自北東流向西南,沿西枝江發(fā)育有一級階地,高程為18 m~24m,屬侵蝕-堆積階地類型。
3、地層巖性
本區(qū)分布地層主要有古生界的沉積砂巖、石英砂巖和中生界侏羅系火山噴發(fā)巖、火山碎屑巖。在吉隆一帶見有燕山期侵入的花崗巖出露。在西枝江兩岸及南部海岸見有第四系粘性土和砂礫石等。
4、地質(zhì)構(gòu)造與場地地震
工程區(qū)位于粵中坳陷帶的紫金—惠陽凹褶斷束的東南側(cè),蓮花山斷裂帶的五華—深圳斷裂和大埔—海豐斷裂的南西端。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造以斷裂為主,主要為北東走向的斷裂,次為北西向斷裂。兩組斷裂構(gòu)成了全區(qū)構(gòu)造的基本骨架。根據(jù)調(diào)查研究,未發(fā)現(xiàn)活動性斷層從工程區(qū)通過;參照《水電水利工程區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性勘察技術(shù)規(guī)程》DL/T5335-2006有關(guān)區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性分級標(biāo)準(zhǔn),本區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定較差。
根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306—2001) 以及廣東省地震工程勘測中心《惠州市惠東縣稔平半島供水工程場地地震安全性評價報告》,按50年超越概率10%,場區(qū)在鐵涌鎮(zhèn)三多村以北地段地震動峰值加速度為0.05g,對應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度;以南地段的地震動峰值加速度為0.1g,對應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。
5、主要勘察方法及分析
5.1 地震液化
根據(jù)震害調(diào)查資料及理論分析表明,局部的場地土條件對地震破壞影響十分顯著,在場址范圍內(nèi)選擇了13個有代表性的工程地震鉆孔(勘察鉆孔),采用單孔檢層法進行現(xiàn)場剪切波速測定。各土層等效剪切波速地震動反應(yīng)譜特征周期及場地類別成果見表1。
按照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487-2008)附錄P和《建筑地基抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)第4.3.4條,在地面以下15m深度范圍內(nèi)由標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)可對飽和砂土地震液化作判別,當(dāng)N63.5
根據(jù)以上公式,運用標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)對飽和砂土地震液化進行判別,取樣本數(shù)據(jù)共10組,其中埋深較淺的(2-2)砂層全部屬液化砂土層、下部(4-2)礫砂層大部分為不液化層,見表2。
5.2 水文地質(zhì)
工程穿越山坡、溪流和鹽場等,分別采取了水樣和土樣各3組,同時在現(xiàn)場開展測試電阻率等工作。分別檢測環(huán)境水及土對混凝土、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋的腐蝕性:
a) 共采取水樣6組進行環(huán)境水對混凝土腐蝕性的檢測,試驗成果見表3。
根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB 50487-2008)附錄L判定,本工程場區(qū)環(huán)境水根據(jù)pH值判定,對混凝土具有弱~中等腐蝕性,鐵涌河段地表水按pH值判定具中等腐蝕性,根據(jù)重碳酸根判定,具有碳酸型弱~中等腐蝕性。
b) 在供水沿線采取土樣27組,開展土對混凝土和鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋的腐蝕性評價工作,檢測試驗成果見表4。
根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021-2001)結(jié)合試驗資料判定區(qū)內(nèi)土對鋼筋具有中等腐蝕性。
c) 本次分別在供水線路、黃坑泵站和平海支線的鉆孔內(nèi)采用橫向電測深法測試,共測試了6個鉆孔,選擇了接近供水管埋設(shè)深度進行土壤電阻率測試,有關(guān)測試數(shù)據(jù)和評價見表5。
供水線路土壤對鋼結(jié)腐蝕性以微腐蝕為主,但靠近海邊的低洼地段則具有中等~強腐蝕。
5.3 工程地質(zhì)評價及結(jié)論、建議
5.3.1 鯉魚嶺泵站、黃坑泵站場地平坦,地基為弱~強風(fēng)化花崗巖,工程地質(zhì)條件良好。黃坑泵站前池堤壩兩側(cè)山體較雄厚,壩基為強透水的砂卵礫石層,層厚度約3m,建議采用垂直防滲措施,或挖除砂卵礫石,以全風(fēng)化花崗巖為壩基。前池靠山而建,巖性為燕山三期中粗?;◢弾r,周邊山坡較穩(wěn)定,植被良好。
5.3.2 大部分供水管廊地基主要為第四系沖積層或坡積層的粉質(zhì)粘土,部分為全風(fēng)化砂巖和花崗巖。大部份供水管廊地基承載力較高,工程地質(zhì)條件較好。全風(fēng)化花崗巖局部分布球狀風(fēng)化體,施工開挖較困難,應(yīng)注意。
5.3.3 部分供水管地基分布有淤泥、淤泥質(zhì)土,軟塑狀,承載力特征值fak≤100kPa,易產(chǎn)生較大沉降變形,工程地質(zhì)條件稍差,建議加大基礎(chǔ)寬度或換填粗砂碎石處理。
5.3.4 局部供水管廊地基分布有礫質(zhì)粗砂及砂卵礫石層,或位于中粗粒花崗巖全風(fēng)化的礫砂質(zhì)粉土層,這些地層屬強透水層,且與河流溪澗連通性較好,在施工開挖時易產(chǎn)生冒水、涌砂和基坑崩塌現(xiàn)象,施工開挖時應(yīng)加強基坑排水和支護工作,防止基坑產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象。其中上部(2-2)礫質(zhì)粗砂層在地震時易產(chǎn)生砂土液化現(xiàn)象,建議設(shè)計時考慮采取適當(dāng)措施。
5.3.5 供水沿線共設(shè)有7個隧洞,總長度達(dá)10013.5m。其中2#隧洞、4#隧洞、6#隧洞、7#隧洞埋深較大,大部分巖體屬塊狀結(jié)構(gòu),圍巖自穩(wěn)性較好,工程地質(zhì)條件相對較好; 3#隧洞、5#隧洞埋深較淺,大部分巖體屬碎裂結(jié)構(gòu),圍巖自穩(wěn)性差,工程地質(zhì)條件較差; 1#隧洞埋深淺,大部分巖體屬碎塊狀散體結(jié)構(gòu),圍巖極不穩(wěn)定,工程地質(zhì)條件差。
5.3.6 鯉魚嶺泵站調(diào)壓塔、黃坑泵站調(diào)壓塔:巖性主要為全風(fēng)化~強風(fēng)化中粗?;◢彴邘r、中粗?;◢弾r,開挖深度在6.5m~11.5m之間,井身為Ⅴ類圍巖,為防止施工開挖產(chǎn)生崩塌,開挖時建議加強支護。
5.3.7 虎坑水庫屬于山間溝谷型水庫,兩岸群山環(huán)抱,分水嶺較雄厚,無低矮山谷坳口,不存在庫水外滲現(xiàn)象。水庫岸坡較平緩,已運行多年均未發(fā)現(xiàn)明顯的山體山坡不穩(wěn)定現(xiàn)象,庫岸穩(wěn)定。主副壩為均質(zhì)土壩,壩體壓實度較差,存在滲漏現(xiàn)象,建議對體壩和壩基作防滲處理。
6、工程技術(shù)探討
6.1 本工程展布較廣,涉及地形地貌較全,對工程勘察要求細(xì)致詳盡,在資料收集完備基礎(chǔ)上需結(jié)合關(guān)鍵與否區(qū)別處理。由于巖體基本質(zhì)量分級影響因素較多,此外還有主體人為誤差,分級是個范圍值;因此在對待不同等級建筑時可區(qū)分處理:例如隧洞圍巖分類,之于模棱段,介于兩類別間,可適當(dāng)保守劃入較差等級;而公路或者埋管基礎(chǔ),僅涉及開挖鋪設(shè),巖體等級可適當(dāng)歸入較好等級類。
6.2 初步設(shè)計勘察,對于供水隧洞圍巖條件評價中,巖石節(jié)理裂隙統(tǒng)計不得馬虎,特別是與洞線小角度斜交甚至平行構(gòu)造。本工程在此項工作不夠詳盡。
6.3 在基巖強度條件較弱情況比如風(fēng)化較深,巖石破碎,要求對工程人員巖芯鑒別上提出較嚴(yán)要求,例如5#隧洞巖體強度較弱,風(fēng)化較深,鉆出巖芯呈半土半巖狀,甚至由于鉆取過程緣故造成表層土狀,巖芯內(nèi)部巖石與表層顏色相近,這種情況需要細(xì)致對比現(xiàn)場資料及原有資料,盡量統(tǒng)一;對于取芯質(zhì)量過差,以至難以判別,因當(dāng)即原處重新鉆取,不容松懈。
參考文獻(xiàn):
[1]李凌峰.稔平半島供水工程初步設(shè)計階段報告[J].廣州.