□王海旺 □祁安嶺

（1湯陰縣水務(wù)局湯河庫(kù)渠管理所；2河南省水利勘測(cè)有限公司）

0 引言

南水北調(diào)供水配套工程19號(hào)線入老觀寨水庫(kù)方案原設(shè)計(jì)為西壩頭壩下穿管方案，施工期設(shè)計(jì)根據(jù)業(yè)主要求對(duì)入庫(kù)方案進(jìn)行了調(diào)整，初步選定在東壩頭東側(cè)隧洞入庫(kù)方案，線路長(zhǎng)約1000m，設(shè)計(jì)洞高4.30m，洞寬3.60m，洞底板高程138.68～143.24m。

1 工程地質(zhì)概況

工程場(chǎng)區(qū)位于松散土覆蓋崗地上，揭露地層巖性主要為第四系松散層和上第三系中新統(tǒng)洛陽(yáng)組軟巖，分為7個(gè)巖土體單元，分述如下：①黃土狀輕壤土（alplQ3）：褐黃色，可塑，針狀孔隙發(fā)育，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，層厚0.60～5.10m。②重粉質(zhì)壤土（dlplQ2）：棕黃、淺棕紅色，硬塑，含有鈣質(zhì)結(jié)核，層厚0.60～2.80 m。③粘土巖（N1L）：棕紅、棕黃色，硬塑，含較多白色鈣質(zhì)團(tuán)塊，成巖差，層厚 0.70～5.60m。④粉砂巖（N1L）：灰黃色，含鈣質(zhì)團(tuán)塊，成巖較差，未膠結(jié)，層厚 6.90～19.40m。④-1粘土巖（N1L）：棕黃色，硬塑狀，含大量鈣質(zhì)團(tuán)塊，成巖差，層厚2.50～11.30m。⑤砂質(zhì)粘土巖（N1L）：棕紅、棕黃色，堅(jiān)硬至硬塑，含大量鈣質(zhì)團(tuán)塊，成巖差，層厚1.40～8.20m。⑥細(xì)砂巖（N1L）：灰黃至灰白色，偶見(jiàn)小礫石，局部鈣質(zhì)微膠結(jié)，最大揭露厚度10.30m。⑥-1粘土巖（N1L）：棕紅色，堅(jiān)硬至硬塑狀，見(jiàn)有鈣質(zhì)團(tuán)塊，成巖差，層厚0.90～1.50 m。⑦粘土巖：棕黃、棕紅色，硬塑，見(jiàn)有鈣質(zhì)團(tuán)塊，局部成巖較好，最大揭露厚度6.60m。各巖土體物理、力學(xué)性指標(biāo)建議值見(jiàn)表1。

2 水文地質(zhì)概況

場(chǎng)區(qū)地下水分為第四系潛水、上第三系裂隙水及承壓水。第四系潛水和第三系裂隙水為混合水，賦存于黃土狀輕壤土底部和粘土巖及粉砂巖中，水位高程132.58～153.15m。第三系承壓水賦存在細(xì)砂巖中，頂板高程134.80～140.30m，承壓水頭9.20～16.50m。場(chǎng)區(qū)地表水、地下水對(duì)混凝土和鋼筋均無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。各土巖體滲透試驗(yàn)成果見(jiàn)表2。

表1 巖土體物理、力學(xué)性能指標(biāo)表

表2 巖土體滲透試驗(yàn)成果表

3 地質(zhì)構(gòu)造和地震基本烈度

場(chǎng)區(qū)大地構(gòu)造分區(qū)位于華北準(zhǔn)地臺(tái)黃淮海坳陷西南部，新構(gòu)造分區(qū)位于豫皖隆起至坳陷區(qū)中部，地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，相當(dāng)于地震基本烈度Ⅶ度區(qū)。

4 主要工程地質(zhì)問(wèn)題分析

工程場(chǎng)區(qū)主要工程地質(zhì)問(wèn)題有：施工降排水問(wèn)題、承壓水頂托破壞問(wèn)題、圍巖穩(wěn)定問(wèn)題、邊坡穩(wěn)定問(wèn)題。

4.1 施工降排水問(wèn)題

場(chǎng)區(qū)第四系孔隙潛水水位高程132.58～153.15m。開(kāi)挖埋管段潛水水位高程約132.58m，建基面高程130.38m，潛水位高于基礎(chǔ)底面1～2m；隧洞段，洞底板高程138.68～143.24m，底板位于潛水位之下；進(jìn)水塔段潛水水位高程151.18m，建基面高程141.74m，位于潛水位以下，基坑臨近庫(kù)區(qū)，建基面低于庫(kù)水位?？梢钥闯觯核矶淳€全線施工均存在施工降排水問(wèn)題。

4.2 承壓水頂托破壞問(wèn)題

隧洞段存在上第三系軟巖承壓水，細(xì)砂巖為承壓水含水層，砂質(zhì)粘土巖為承壓水隔水層頂板，頂板高程134.80～140.30m，承壓水頭9.20～16.50m。該段洞底高程139.00～143.24m，底板以下隔水層厚度局部?jī)H1.20m。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）附錄W進(jìn)行抗?jié)B流穩(wěn)定性計(jì)算，結(jié)果列于表3：

γm（t+Δt）/pw≥1.1

式中：γm—透水層以上土的飽和重度（kN/m3）。

t+Δt—透水層頂面距基坑底面的深度（m）。

pw—含水層水壓力（kPa）。

表3 抗?jié)B流穩(wěn)定性計(jì)算成果表

可以看出：樁號(hào)0+341.50～0+957.10隧洞段洞底板抗?jié)B流穩(wěn)定性安全系數(shù)＜1.10，存在承壓水頂托破壞問(wèn)題。另外，進(jìn)水塔樁基礎(chǔ)施工需穿透承壓水頂板，承壓水頭高于建基面，樁基施工時(shí)需考慮下部承壓水的影響。

4.3 隧洞圍巖穩(wěn)定性問(wèn)題

隧洞1段(樁號(hào)0+171.50～0+267.65)：洞身圍巖黃土狀輕壤土具有輕微濕陷性，重粉質(zhì)壤土、粘土巖具膨脹潛勢(shì)，雨水入滲或干濕交替會(huì)導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低，在重力作用下易產(chǎn)生崩塌或冒頂，影響隧洞洞體穩(wěn)定。

隧洞2段(樁號(hào)0+267.70～0+957.10)：洞身圍巖粘土巖大部分具中等膨脹潛勢(shì)，干濕交替易產(chǎn)生膨脹破壞，粉砂巖大部分未膠結(jié)，在施工開(kāi)挖過(guò)程中易出現(xiàn)坍塌、冒頂?shù)确€(wěn)定問(wèn)題。洞底板距承壓水頂板1.20～16m，大部分隧洞底板存在承壓水頂托破壞問(wèn)題。

4.4 邊坡穩(wěn)定問(wèn)題

進(jìn)、出口洞臉和進(jìn)水塔段基坑均為土巖雙層結(jié)構(gòu)邊坡，進(jìn)水塔段基坑開(kāi)挖深度15～20m，屬于高邊坡、深基坑，構(gòu)成邊坡的黃土狀輕壤土豎向裂隙發(fā)育，具輕微濕陷性，重粉質(zhì)壤土和粘土巖具弱至中等膨脹潛勢(shì)，干濕交替易產(chǎn)生膨脹破壞，邊坡穩(wěn)定性差。

5 工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

5.1 進(jìn)口埋管段

進(jìn)口埋管段基礎(chǔ)持力層為粘土巖、粉砂巖，承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為300kPa和350kPa，承載力較高。溝槽開(kāi)挖深度3～7m，存在臨時(shí)邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，建議邊坡施工采用分段快速作業(yè)法，必要時(shí)采取支護(hù)措施。建議臨時(shí)邊坡比：黃土狀輕壤土1：1.25～1：1.50，重粉質(zhì)壤土和粘土巖 1：1.50～1：1.75。基坑底板位于地下水位以下，建議采取降排水措施。

5.2 隧洞段

隧洞1段(樁號(hào)0+171.50～0+267.65)：該段隧洞底板大部分位于潛水位之下，存在施工降排水問(wèn)題，建議采取洞室降排水措施。洞身圍巖巖性主要為黃土狀輕壤土和重粉質(zhì)壤土、粘土巖，雨水入滲或干濕交替會(huì)導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低，易產(chǎn)生崩塌或冒頂，存在洞身圍巖穩(wěn)定性問(wèn)題，建議采用“邊掘進(jìn)邊支護(hù)”的快速作業(yè)法。

隧洞2段(樁號(hào)0+267.70～0+603.80)：該段隧洞底板大部分位于粘土巖和粉砂巖層中，位于潛水位之下，且樁號(hào)0+341.50至0+957.10段底板距承壓水頂板僅1.20至9.70m，抗?jié)B流穩(wěn)定性安全系數(shù)＜1.10，存在承壓水頂托破壞問(wèn)題。建議隧洞開(kāi)挖前先采取降排水措施，尤其是預(yù)先降低下部的承壓水水位，防止承壓水頂托破壞。該段洞身圍巖粘土巖具中等膨脹潛勢(shì)，粉砂巖大部分未膠結(jié)，易產(chǎn)生坍塌或冒頂，存在洞身圍巖穩(wěn)定問(wèn)題，建議采用“邊掘進(jìn)邊支護(hù)”的快速作業(yè)法。另外粉砂巖局部存在鈣質(zhì)膠結(jié)層，掘進(jìn)施工較困難。

隧洞進(jìn)、出口洞臉：存在邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，建議采用適宜的邊坡支護(hù)措施。建議永久邊坡坡比≥1：2.00，黃土狀輕壤土基坑臨時(shí)邊坡采用1：1.25至1：1.50，重粉質(zhì)壤土和粘土巖采用1：1.50 至 1：1.75。

5.3 進(jìn)水塔

進(jìn)水塔建基面巖性為粉砂巖和粘土巖，承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為300kPa、350kPa，承載力較高，但是粘土巖具中等膨脹潛勢(shì)，應(yīng)注意粘土巖地基的保護(hù)，建議采取快速開(kāi)挖封閉作業(yè)法。進(jìn)水塔建基面位于地下水位以下，且距離水庫(kù)較近，建基面處于庫(kù)水位以下，建議采取基坑降排水措施。進(jìn)水塔基坑臨時(shí)邊坡為土巖雙層結(jié)構(gòu)，深度大、邊坡穩(wěn)定性差，建議采取邊坡支護(hù)措施。另外，進(jìn)水塔樁基礎(chǔ)施工需穿透第三系軟巖承壓水頂板，承壓水頭高于進(jìn)水塔基礎(chǔ)底板，樁基施工時(shí)需考慮下部承壓水的影響。