楊 躍，李友龍

(江蘇省水文地質(zhì)海洋地質(zhì)勘查院，江蘇 淮安 223005)

龍門大橋主橋跨越龍門海峽，西錨碇位于灘涂區(qū)，上覆厚達(dá)10 m第四系淤泥，下伏侏羅系基巖，基巖裂隙比較發(fā)育，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，勘察過程中基巖裂隙水直接從孔口涌出，具有水頭壓力，場地地面標(biāo)高為-0.20～0.35 m。西錨碇圓形設(shè)計，開挖半徑42.50 m，底板設(shè)計標(biāo)高-15.00 m。

1 研究區(qū)地層概況

錨碇區(qū)上覆第四系地層為海陸相交互沉積的淤泥，層厚2.0～10.70 m之間，下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)泥巖、頁巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖；強風(fēng)化巖面標(biāo)高：-10.74～-4.27 m，埋深：4.5～10.7 m；中風(fēng)化巖面標(biāo)高：-17.55～-10.18 m，埋深：10.10～17.90 m。

淤泥：褐灰色，流塑，濕，含腐殖質(zhì)，含水量W=60.7%，孔隙比e=1.718。層底埋深：2.0～10.7 m，層頂標(biāo)高：-0.08～0.35 m。

強風(fēng)化泥巖：淺灰黃色，紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，風(fēng)化裂隙極發(fā)育。

強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：黃褐色，原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞。

強風(fēng)化砂巖：褐黃色，砂狀結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，鐵、泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙極發(fā)育。

中風(fēng)化頁巖：淺灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁理狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙多呈閉合狀，裂隙面見鐵質(zhì)浸染，巖芯多呈塊狀，遇水軟化。

中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：淺紅色，紫灰色，粉砂狀結(jié)構(gòu)，中厚-巨厚層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)。

中風(fēng)化砂巖：淺灰白色，灰紫色，砂狀結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，鐵、泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙極發(fā)育，裂隙多呈閉合狀，裂隙面見鐵質(zhì)浸染。

2 節(jié)理裂隙

場地內(nèi)發(fā)育一條欽州灣斷裂(F1)距離西錨碇約700 m，是一條沿欽州深水港線約NW320°走向的斷裂，向南東經(jīng)潿洲島、斜陽島延伸至雷州半島西部海域一帶，往NW向茅嶺方向延伸。斷裂帶走向平直，多傾向NE，傾角陡立，約50°～80°。斷裂寬度2～3 m，總體以左旋走滑運動為主，正斷為輔。

受斷層的影響及構(gòu)造應(yīng)力的作用下，橋址區(qū)巖層節(jié)理裂隙較發(fā)育，不同程度破壞了巖體的完整性，巖體表層裂隙密集，巖體多被切割呈碎塊狀、塊狀，巖體破碎，裂隙面較粗糙，裂隙多充填泥質(zhì)，主要發(fā)育2組節(jié)理裂隙，其中J1:254°∠86°、J2:174°∠72°。裂隙主要發(fā)育砂巖中，中等發(fā)育，巖體深部節(jié)理裂隙多為構(gòu)造剪節(jié)理，裂隙中多被砂、泥質(zhì)充填、部分為方解石脈充填，延展性較好，從節(jié)理裂隙統(tǒng)計來看，橋址區(qū)地層主節(jié)理傾向為SW向，走向多為NW向，主節(jié)理走向、傾向與物探揭露斷層走向、傾向大致一致。

3 地下水類型及分布特征

根據(jù)勘測資料，依據(jù)地層巖性分析，錨碇區(qū)主要地下水可分為潛水和基巖裂隙承壓水。

3.1 潛水

主要埋藏于橋位區(qū)第四系覆蓋層以及上部強風(fēng)化基巖中，主要靠大氣降水補給，含水量小，同時還接受側(cè)向滲透補給；含水量取決于巖體裂隙發(fā)育程度及離岸距離，巖體越破碎，離岸越近，含水量越大。

3.2 基巖裂隙承壓水

通過現(xiàn)場水文地質(zhì)調(diào)繪，基巖裂隙承壓含水層主要發(fā)育在中風(fēng)化以上巖層中，地下水多貯存于砂巖的垂向裂隙中，地面出露裂隙寬度1～6 cm不等。西錨碇多個鉆孔水頭高于地面，水頭標(biāo)高0.512～0.709 m，含水層成條帶狀、網(wǎng)格狀特征，富水性透水性強，主要補給來源為裸露區(qū)大氣降水入滲補給和第四系孔隙水的直接補給。

3.3 西錨碇地下水特征

西錨碇位于潮間帶，通過勘察多孔發(fā)現(xiàn)，孔內(nèi)地下水位超出套管口，地下水直接從孔口涌出，且水量較大，該地下水為基巖裂隙水，具有一定的水頭壓力，分析認(rèn)為：含水層主要發(fā)育在砂巖的垂向裂隙中，成條帶狀、網(wǎng)格狀特征，裂隙寬度1～6 cm不等,水質(zhì)清澈，發(fā)育層位在12～25 m左右，水位標(biāo)高0.48～0.51 m(2020年5月27日實測)。

4 影像特征

采用綜合性井下鉆孔電視，對鉆孔全柱面全景攝像，SZK05孔10.10～10.50 m、12.0～12.70 m之間掉塊形成空洞，張開約1 cm，11.40 m處發(fā)育1條水平裂隙，張開約10 cm；且16.0～21.40 m之間巖芯破碎，裂隙發(fā)育強烈，通過現(xiàn)場巖芯發(fā)現(xiàn)21～25 m之間巖芯裂隙面銹黃，水質(zhì)浸染痕跡明顯，可以判斷鉆探過程中涌出孔口的基巖裂隙水在該間斷內(nèi)形成水流通道。

5 抽水試驗

鉆探資料顯示，基巖裂隙發(fā)育層位在12.0～25.0 m左右，分布規(guī)律不明顯，對現(xiàn)場鉆孔進(jìn)行抽水試驗，其結(jié)果見表1和表2。

表1 簡易試驗水井基本情況

表2 水位恢復(fù)數(shù)據(jù)

依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)附錄E.0.5群井按大井簡化，均質(zhì)含水層承壓水-潛水完整井的基坑總涌水量按下式預(yù)測：

(1)

式中：K為滲透系數(shù)(m/d)；Q為涌水量(m3/d)；R為基坑影響半徑(m)用式R=10S√K求得；r0為基坑半徑(m)；S為承壓水降深(m)；H0為承壓含水層底部到承壓水頭的距離(m)；h為承壓含水層距離降水最低標(biāo)高的距離(m)；M為承壓含水層厚度(m)

按照工程最不利因素考慮，采用SZK5號孔的滲透系數(shù)為本次計算的滲透系數(shù)。本次基坑開挖深度為15 m，降水基坑以下2 m。

表3 基坑涌水量計算表

表4 水質(zhì)試驗分析結(jié)果

SZK5鉆孔抽水試驗，其滲透系數(shù)為：K=6.16 m/d，Q=4 288.24 m3/d。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB 50487-2008)的有關(guān)規(guī)定判定：錨碇區(qū)地層為極強透水層。在施工時候需要阻斷基巖裂隙水，防止該層基巖裂隙水涌出，軟化基坑巖石，給施工造成不良影響。

6 水質(zhì)分析

抽水試驗過程中，分別在西錨碇SZK05、SZK25、SZK31三個孔各取自流24 h后的地下水各1組和海水1組進(jìn)行水質(zhì)分析，水質(zhì)試驗分析結(jié)果見表4。

通過SZK31號孔、SZK25號孔、 SZK05號孔地下水，海水，水質(zhì)分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)， SZK31號孔總礦化度=350 mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于海水總礦化度=19 925 mg/L，可以判斷鉆孔自流水為基巖裂隙水，SZK05號孔總礦化度=7 397 mg/L，應(yīng)該為該段基巖裂隙水在上升過程中和海水進(jìn)行了混合，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋在長期浸水條件下具微腐蝕性、干濕交替條件下具中等腐蝕性。

7 錨碇基坑開挖

由于西錨碇位于茅尾海漫灘區(qū)，深基坑開挖深度達(dá)15 m，上部軟土發(fā)育層厚約10.7 m，下部發(fā)育有風(fēng)化巖，根據(jù)地層特征及開挖深度，錨碇四周宜采用大型內(nèi)支撐樁墻結(jié)構(gòu)。

同時在在錨碇基坑周邊應(yīng)先布置一定數(shù)量的降水井，在巖土體開挖前先對基坑內(nèi)進(jìn)行降水處理，降水水位應(yīng)控制在開挖面以下不小于2 m，開挖一級、防護(hù)一級，同時進(jìn)行注漿止水帷幕施工。受地形限制北側(cè)面海，以及海水對于施工以及結(jié)構(gòu)本身的影響，錨碇四周可采用大型內(nèi)支持樁墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力需要，樁基基底嵌入中風(fēng)化巖層不少于5 m，并能阻斷基巖裂隙水通道。

8 結(jié)語

(1)通過地質(zhì)勘探，場地發(fā)育第四系地層素填土、淤泥，基巖為侏羅系中統(tǒng)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖、頁巖。

(2)在斷層的影響及構(gòu)造應(yīng)力的作用下，含水層主要為裂隙承壓含水層，含水層主要發(fā)育在砂巖的裂隙中，地下水類型為裂隙承壓含水層。

(3)錨碇區(qū)內(nèi)基巖存在裂隙水，基巖裂隙發(fā)育層位在12～25 m，水頭標(biāo)高0.512～0.709 m，勘察過程中地下水直接能從孔口涌出，水質(zhì)清澈，連續(xù)多日不間斷。根據(jù)SZK5鉆孔抽水試驗，其滲透系數(shù)為：K=6.16 m/d，流量為Q=4 288.24 m3/d。

(4)錨碇四周宜采用大型內(nèi)支撐樁墻結(jié)構(gòu)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和隔水帷幕，應(yīng)能阻斷周邊海水和地下水對錨碇施工的影響，施工中地下水位應(yīng)保持在基坑底面下1.0～2.0 m，保證微承壓水和承壓水在錨碇開挖深度范圍時均無沖破上覆隔水層的可能性。