張　帆，孫戰(zhàn)爭(zhēng)，喬新穎，陳平貨

（1.河南省水利投資集團(tuán)有限公司，河南鄭州450000；2.河南省水利勘測(cè)有限公司，河南鄭州450003）

南水北調(diào)受水區(qū)安陽(yáng)市供水、輸水管線工程地質(zhì)問(wèn)題及處理措施

張帆*1，孫戰(zhàn)爭(zhēng)2，喬新穎2，陳平貨2

（1.河南省水利投資集團(tuán)有限公司，河南鄭州450000；2.河南省水利勘測(cè)有限公司，河南鄭州450003）

安陽(yáng)市共設(shè)置供水管線4條，分別向安陽(yáng)市、湯陰縣、內(nèi)黃縣、安陽(yáng)縣、滑縣5市、縣供水。主要存在的工程地質(zhì)問(wèn)題有：邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題、巖土的膨脹性問(wèn)題、黃土狀土的濕陷性等問(wèn)題。對(duì)安陽(yáng)4條輸水管線存在的問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出了處理建議，對(duì)管線設(shè)計(jì)、施工具有指導(dǎo)意義。

南水北調(diào)；受水區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害；防治措施

河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水配套工程是總干渠向沿線各市、縣供水的配套設(shè)施，據(jù)南水北調(diào)中線工程總體規(guī)劃：安陽(yáng)市共設(shè)置供水管線4條，分別向安陽(yáng)市、湯陰縣、內(nèi)黃縣、安陽(yáng)縣、滑縣5市、縣供水，供水線路總長(zhǎng)80.528km。詳見(jiàn)表1。

1　地質(zhì)概況

表1　安陽(yáng)市4條供水管線特性表

1.1地形地貌

南水北調(diào)安陽(yáng)受水區(qū)配套工程大地貌單元分為太行山前沖洪積傾斜平原和黃河沖積平原，地勢(shì)較為平坦，地形總體自西北向東南傾斜，小的地貌單元可分為：低丘崗地、沖洪積傾斜平原、黃衛(wèi)沖（洪）積平原、河谷地貌，局部沙丘沙地。

1號(hào)管線滑縣支線為衛(wèi)河沖洪積平原地貌，地面高程57.7～62.1m。

2號(hào)管線所處地貌單元分別為：崗地、丘前沖洪積傾斜平原和黃衛(wèi)沖（洪）積平原，地勢(shì)西高東低。越衛(wèi)河和衛(wèi)河的支流處河谷地貌形態(tài)呈“U”形，寬約100～200m，河底寬約10～30m，河漫灘較為發(fā)育，河水受季節(jié)影響較大；在樁號(hào)54+700附近穿越硝河，河谷地貌形態(tài)呈“U”形，無(wú)灘地或少灘。

3號(hào)管線西部地貌屬于太行山東麓山區(qū)向平原過(guò)渡帶的低丘丘陵區(qū)，東部地貌為沖洪積傾斜平原。

4號(hào)管線屬?zèng)_洪積平原地貌，地勢(shì)較為開(kāi)闊，地勢(shì)西北高東南低。地面高程為96.1～93.5m。

1.2地層巖性

評(píng)估區(qū)地表及鉆孔揭露地層主要為上第三系（N1h）河湖相沉積軟質(zhì)巖、第四系中更新統(tǒng)坡洪積層（Q2dlpl）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3alpl）、全新統(tǒng)沖洪積層（Q14alpl）和沖洪積層（Q24alpl）、風(fēng)積層（Q24eol），地表出露的地層絕大部分為第四系松散沉積物，上第三系僅在小營(yíng)分水口門(mén)和董莊分水口門(mén)附近有出露?，F(xiàn)由老至新分述如下：

（1）上第三系（N）：為上第三系中新統(tǒng)鶴壁組（N1h），巖性主要為粘土巖、泥灰?guī)r及粉砂巖，多呈互層狀或透鏡體狀。在分水口門(mén)附近主要揭示泥灰?guī)r與砂巖互層，在菜園鎮(zhèn)附近主要揭示粘土巖。

（2）第四系中更新統(tǒng)：坡洪積成因（Q2dlpl），巖性主要為重粉質(zhì)壤土。

（3）第四系上更新統(tǒng)：沖洪積成因（Q3alpl），巖性主要為黃土狀輕、中、重粉質(zhì)壤土。

我們國(guó)家在幾次經(jīng)濟(jì)危機(jī)當(dāng)中都是開(kāi)始率先實(shí)施積極財(cái)政政策，當(dāng)然積極財(cái)政政策起到了一定的效果，但是每次積極的財(cái)政政策和穩(wěn)健的貨幣政策是不是真正做到了一個(gè)相互配合？各個(gè)經(jīng)濟(jì)政策之間的效差異和目標(biāo)方向是不一樣的，在實(shí)施財(cái)政政策中就會(huì)看到“政出多門(mén)”和政策“打架”的問(wèn)題，最終的結(jié)果就是政策之間的效應(yīng)抵消了。我們不僅要看政府是否把錢(qián)花了，還要看政府錢(qián)花的花的產(chǎn)出與效果怎么樣。財(cái)政支出作為一個(gè)宏觀經(jīng)濟(jì)的外生變量，有沒(méi)有經(jīng)過(guò)認(rèn)真的測(cè)算？它帶來(lái)的效果究竟是怎么樣的？這個(gè)顯然都是一筆糊涂賬。

（4）第四系全新統(tǒng)：分為上段和下段。下段沖洪積成因（Q14alpl），巖性為粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)壤土、黃土狀中粉質(zhì)壤土。上段為沖洪積成因（Q24alpl），巖性主要為重粉質(zhì)壤土、輕粉質(zhì)壤土和砂壤土。

第四系全新統(tǒng)風(fēng)積層（Q24eol）：主要為沙丘、沙地，沙丘現(xiàn)多被改造為耕地。

1.3地質(zhì)構(gòu)造與地震

1.3.1地質(zhì)構(gòu)造

大地構(gòu)造分區(qū)屬華北準(zhǔn)地臺(tái)（I）黃淮海坳陷中南部，新構(gòu)造分區(qū)屬華北斷陷—隆起區(qū)（Ⅱ）的河北斷陷東南部。工程區(qū)附近構(gòu)造斷裂主要有安陽(yáng)南斷裂、湯東斷裂、湯中斷裂和湯西斷裂。

1.3.2地震

表2　各管線地震動(dòng)參數(shù)一覽表

2　各管線工程地質(zhì)問(wèn)題

通過(guò)對(duì)4條管線進(jìn)行勘察、地質(zhì)測(cè)繪及試驗(yàn)，主要存在的工程地質(zhì)問(wèn)題有：邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題、巖土的膨脹性問(wèn)題、黃土狀土的濕陷性等問(wèn)題。

2.1邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題

管底埋深一般3～5m，最深8～9m，基槽開(kāi)挖邊坡一般為土質(zhì)邊坡，地下水位以上的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性較好。臨時(shí)邊坡在地下水水位以下或接近地下水，土體呈飽和狀態(tài)或接近飽和狀態(tài)，邊坡穩(wěn)定性較差。部分管段揭示泥灰?guī)r、粘土巖，一般具弱膨脹潛勢(shì)，其脹縮變形影響邊坡的穩(wěn)定性。建議按照邊坡高低，采用分級(jí)開(kāi)挖，邊坡高寬比，粘性土采用（1∶1.00）～（1∶1.25），泥灰?guī)r、粘土巖采用（1∶1.00）～（1∶1.50）。

2.2巖土的膨脹性問(wèn)題

膨脹巖土多為上第三系河湖相沉積粘土巖，棕黃、棕紅色，微膠結(jié)，成巖差，多呈硬塑—堅(jiān)硬狀。巖芯多呈長(zhǎng)柱狀，多有黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核。具高角度裂面，裂面光滑，裂面見(jiàn)有灰黑色鐵錳質(zhì)薄膜及灰綠色泥質(zhì)團(tuán)塊或鈣質(zhì)團(tuán)塊。分布見(jiàn)表3。

表3　膨脹性粘土巖分布統(tǒng)計(jì)表

膨脹巖土遇水易膨脹崩解，對(duì)邊坡穩(wěn)定性危害很大。

各管線勘察時(shí)均取土、巖樣，做膨脹性試驗(yàn)，大部分粘土巖具弱膨脹潛勢(shì)，局部具中等—強(qiáng)膨脹潛勢(shì)；第四系中更新統(tǒng)重粉質(zhì)壤土多具弱膨脹潛勢(shì)，局部具中等膨脹潛勢(shì)。

管線沿線粘土巖及第四系中更新統(tǒng)重粉質(zhì)壤土多具弱膨脹潛勢(shì)，局部具中等—強(qiáng)膨脹潛勢(shì)，其脹縮變形影響管溝邊坡穩(wěn)定性。

建議施工過(guò)程中，根據(jù)邊坡地層巖性的組成及膨脹土的分布等特征，采取了粘性土換填、漿砌石封堵等不同的處理措施。

2.3黃土狀土的濕陷性

黃土狀土主要指第四系上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)形成的次生黃土。各管線黃土狀土濕陷性分類(lèi)成果見(jiàn)表4。

表4　黃土狀土濕陷性分類(lèi)成果表

依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004），通過(guò)計(jì)算各管段其自重濕陷量、總濕陷量，均為非自重濕陷性場(chǎng)地、濕陷等級(jí)為Ⅰ級(jí)（輕微）濕陷場(chǎng)地。黃土狀土的濕陷深度7.0m以內(nèi)，部分管段垂直濕陷不連續(xù)，呈層狀相間濕陷（如2號(hào)線，樁號(hào)0+000～21+000段），反映黃土狀土的濕陷性無(wú)論水平方向還是垂直方向都有不均勻性。黃土狀土濕陷主要對(duì)管線開(kāi)挖基槽邊坡及地基存在影響。

建議施工過(guò)程中根據(jù)黃土狀土的濕陷等級(jí)和填方高度分別采用了重夯和強(qiáng)夯對(duì)黃土狀土地基進(jìn)行了處理。

3　結(jié)論

安陽(yáng)市共設(shè)置供水管線分別向安陽(yáng)市、湯陰縣、內(nèi)黃縣、安陽(yáng)縣、滑縣5市、縣供水。主要存在的工程地質(zhì)問(wèn)題有：邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題、巖土的膨脹性問(wèn)題、黃土狀土的濕陷性等問(wèn)題。應(yīng)根據(jù)不同的工程地質(zhì)問(wèn)題，采取相應(yīng)的處理措施。

［1］GB50487－2008水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009.

［2］陳平貨.南水北調(diào)供水配套工程上街輸水管線工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)［J］.河南水利與南水北調(diào)，2011（13）.

［3］GB 20025－2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

P642

B

1004-5716（2016）09-0097-03

2015-12-30

2016-01-01

張帆（1974-），男（漢族），河南光山人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事水利水電工程地質(zhì)勘察、巖土工程和基礎(chǔ)處理施工工作。