孫承祥， 孫曉燕

(江蘇省淮沭新河管理處， 江蘇 淮安 223005)

1 工程概況

新沂河?？跇屑~工程是新沂河洪水入?？陂T段的控制建筑物，1997年開始一期工程建設，樞紐設計行洪標準為20年一遇，設計流量7 000 m3/s，擋潮設計標準為10年一遇。樞紐工程建成于1999年，主要建筑物包括：開挖南、北深泓并分別建控制閘，在南、中、北3個淺灘上建橡膠壩，形成3灘2泓聯(lián)合行洪的總體布局。2005年實施新沂河海口樞紐二期擴建工程，設計行洪標準提高為50年一遇，設計行洪流量增加至7 800 m3/s。2007年完成擴建工程，主要建設內容包括：將中淺灘橡膠壩改建為中泓控制閘，封堵南北淺灘橡膠壩，?？诙涡泻椴季钟摄鼮┞?lián)合泄洪調整為歸南、中、北3個深泓下泄入海。

現(xiàn)狀新沂河海口樞紐工程主要建筑物包括北深泓控制閘、中深泓控制閘、南深泓控制閘，其中：北深泓閘設計流量2 027 m3/s，共10孔，每孔寬10.0 m；南深泓閘設計流量2 425 m3/s，共12孔，每孔寬10.0 m；中深泓閘設計流量3 348 m3/s，共18孔，每孔寬10.0 m。

2 巖基標點建設緣由

根據(jù)觀測結果分析，南、北深泓閘沉降變化規(guī)律基本相同，本文以北深泓閘、中深泓閘為例分析沉降變化情況。

北深泓閘于1999年7月竣工，管理單位于1999年10月開始對工程進行沉降觀測，工程竣工驗收5年內每季度觀測1次，以后每年汛前、汛后各觀測1次，高程引自管理所院內國家水準點Ⅱ連六15—1[1]。北深泓閘1999—2010年底板3-1、3-1、4-1、4-2累計位移量見表1。

表1 北深泓閘底板累計位移量統(tǒng)計 單位：mm

通過表1可以看出，工程自2000—2005年，北深泓閘沉降變化較大，底板出現(xiàn)明顯的上浮現(xiàn)象，管理單位僅認為是海水頂托、地基反彈引起的。2006—2010年累計位移量發(fā)生較大變化，呈現(xiàn)上升與下沉交替的狀態(tài)，但同一塊底板以及相鄰底板間不均勻沉降量較小。管理單位簡單分析認為該工程所在地的地基基礎普遍存在較厚的淤泥質黏性土，場地地基抗震穩(wěn)定性差，工程的上浮與下沉受海水漲潮落潮影響較大。

2007年8月中深泓閘竣工，管理單位自2007年7月開始對工程進行沉降觀測，工程竣工驗收5年內每季度觀測1次，以后每年汛前汛后各觀測1次。根據(jù)觀測結果分析，2007年至2009年工程累計位移量最大為15 mm，工程呈逐年上升狀態(tài)。2010年9月，淮委組織對中深泓閘進行竣工技術預驗收，驗收專家對沉降觀測結果提出質疑。2010年10月，管理單位采用距離新沂河?？诠こ?0 km的國家水準點Ⅱ連六14對原工作基點Ⅱ連六15—1進行引測，發(fā)現(xiàn)Ⅱ連六15—1高程值比原高程降低了0.16 m。初步分析是自2006年燕尾港化工園區(qū)企業(yè)增多，大量開采地下水導致引測管理所院內國家水準點Ⅱ連六15—1下沉，且引測的國家水準點高程值未及時修正，導致工程上浮的假象。

2010年、2011年，管理單位采用國家水準點Ⅱ連六14對新沂河?？跇屑~進行沉降觀測，發(fā)現(xiàn)新沂河?？诠こ?座深泓閘整體出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，同時發(fā)現(xiàn)巖基標點周邊地面下沉，巖基標點已超出保護井，原保護蓋板已無法使用。經分析，因燕尾港化工企業(yè)不斷增加，大量開采地下水導致區(qū)域地面沉降。由于國家水準點Ⅱ連六14離化工區(qū)僅10 km，區(qū)域沉降有可能造成對國家水準點Ⅱ連六14的影響，因此工程觀測數(shù)據(jù)可能并不可靠，不能真實反映建筑物的沉降。為了保證觀測成果的可靠性，管理單位申請在工程附近建設巖基觀測標點，作為觀測工作基點。2012年5月，省水利廳批復同意在該處建設巖基觀測標點1座[2]。

3 巖基標點建設過程

3.1 工程選址

為方便工程觀測，經管理單位與施工單位進行現(xiàn)場查看，并查閱地質報告，確定巖基標點建設在中深泓閘上游左岸的導流堤上。該地區(qū)處于半濕潤的暖溫帶季風氣候區(qū)，具有海洋性氣候特點，有時受臺風影響，降雨量多集中在7—9月，全區(qū)多年平均降水量為949 mm，多年平均水面蒸發(fā)量1 240 mm，多年年平均氣溫14℃。

施工場地位于蘇北黃淮平原區(qū)，根據(jù)《江蘇省環(huán)境水文地質圖集》，場地地貌類型為海積平原中的海灣低平原，地勢較平坦，地面高程3.0～5.0 m，場地地面高程3.20 m左右。

施工場地處于下?lián)P子準地臺鹽阜凹陷的西北邊緣，太古界—下元古界區(qū)域中深變質巖系組成基底，白堊紀至第三紀沉積了一套碎屑巖系，上覆第四系海陸交互沉積地層。場地西北約35 km有海州—泗陽斷裂帶，東南約33 km有淮陰—響水口斷裂。場地處于相對穩(wěn)定地塊上，自新第三紀以來新構造運動表現(xiàn)為緩慢的上下振蕩運動，區(qū)域構造穩(wěn)定性較好。

巖基觀測標點所在的第四系土層下面的基巖為白堊系上統(tǒng)砂質泥巖、泥質砂巖和中上元古界海州群云臺組變質巖，標管坐落在中上元古界海州群云臺組中等風化的片麻巖上。

3.2 工程施工

基巖觀測點于2012年9月19日開鉆，開孔孔徑為219 mm，10月6日鉆至199.04 m，該深度的地層為白堊系砂質泥巖，10月8日安裝直徑168 mm保護管，保護管總長度為199.24 m。保護管安裝后，立即放入鉆桿，使用逆向閥從孔底對保護管的外側進行水泥漿灌注，一直封至地面。水泥漿凝固后使用直徑鉆具鉆至210.80 m，鉆孔進入灰青夾灰綠色中等風化片麻巖3.00 m結束，2012年10月17日安裝標管結束。

11月13日對巖基觀測標點的內、外管開始灌注蒽油，至14日將標管內、外灌滿蒽油。本次灌注的蒽油為脫晶蒽油，流動性較好，標管內、外灌注蒽油后，標管內、外的水被自動擠出標管外，蒽油自動取代標管內、外的水。工程于2012年12月通過竣工驗收[3]。

表3 中深泓閘3、4號底板沉降觀測成果 單位：mm

4 巖基標點應用效果分析

巖基標點竣工后，管理單位從2013—2015年每年進行2次考證，考證均引自國家水準點Ⅱ連六14，同步對開展建筑物沉降觀測。2015年起采用巖基標點作為觀測工作基點。北深泓閘、中深泓閘3、4號底板沉降觀測成果分別見表2、表3。

從表2、表3分析，采用巖基標點觀測后，建筑物沉降觀測間隔位移量、不均勻沉降量均較小，建筑物基本穩(wěn)定。

5 巖基標點可靠性分析

根據(jù)對北深泓閘1999—2019年觀測結果和中深泓閘2007—2019年觀測結果對比分析，建筑物垂直位移量較大，且為整體下沉狀況，但每塊底板不均勻沉降量較小，相鄰底板不均勻沉降量也較小。從沉降量變化過程可知，閘室的沉降在2012年前后開始有突變，分析主要是由于化工園區(qū)大量開采地下水累積到一定程度后區(qū)域整體沉降的集中體現(xiàn)，區(qū)域沉降造成了3座深泓閘整體下沉。

5.1 地面沉降分析

為了準確統(tǒng)計自1999年至今新沂河?？趨^(qū)域地表沉降，對比分析了1998年11月、2002年、2005年、2017年、2019年施測的新沂河?？诙蔚匦螆D。通過分析，1998年11月至2002年，新沂河?？趨^(qū)域地表沉降0.07 m；2002年至2005年，新沂河?？趨^(qū)域地表沉降0.06 m；2005年至2017年新沂河?？趨^(qū)域地表沉降0.51 m；2017年至2019年新沂河?？趨^(qū)域地表沉降0.07 m，新沂河?？趨^(qū)域地表自1999年至2019年累計下沉0.62 m[4]。

通過統(tǒng)計分析可知，該區(qū)域的沉降主要是2006年后由于周邊化工園區(qū)的上馬，大量開采深層地下水，導致區(qū)域整體沉降。

5.2 巖基標點考證

由于國家水準點Ⅱ連六14離工程僅10 km，為研究區(qū)域沉降是否也影響到該點的穩(wěn)定以及巖基標點的高程是否可靠,同時也為了進一步驗證新沂河?？跇屑~2013年布設的巖基標點高程，自新沂河海口控制工程建設區(qū)域40 km外穩(wěn)定的國家一等水準線進行了二等水準引測。

二等水準測量包括對國家一等水準線Ⅰ臨無線上水準點穩(wěn)定性進行檢測、自Ⅰ臨無線上水準點引測至新沂河海口控制巖基標點。本次對灌云線附近的Ⅰ臨無線國家水準點Ⅰ臨無35基、Ⅰ臨無37、Ⅰ臨無44等點進行了檢測。通過校測，Ⅰ臨無線國家水準點Ⅰ臨無35基、Ⅰ臨無37、Ⅰ臨無44等點位穩(wěn)定，可作為引測點。最后新沂河?？诳刂乒こ處r基標點高程計算以Ⅰ臨無44作為起算點，按二等水準支線推算高程為5.507 m(1985國家高程基準)，與2017年管理單位施測的巖基標點測量成果5.507 m一致，差值為0，說明巖基標點高程可靠，區(qū)域沉降對巖基標點沒有影響。

6 結 語

目前，隨著沿海開發(fā)的步伐加快，大量開采深層地下水，導致區(qū)域地面整體沉降。如果不及時開展沉降觀測，采取預防措施，對建筑物的穩(wěn)定以及防洪標準帶來一定的影響。新沂河?？诳刂乒こ處r基觀測標點是優(yōu)質深層基巖水準標石，不僅取得了寶貴的地層資料，而且為今后新沂河?？诳刂乒こ探ㄖ锍两涤^測的綜合研究，新沂河大堤及其它方面的高程控制和測量提供了可靠的、準確的依據(jù)，值得推廣使用。