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(shè)，樞紐設(shè)計行洪標準為20年一遇，設(shè)計流量7 000 m3/s，擋潮設(shè)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?？跇屑~二期擴建工程，設(shè)計行洪標準提高為50年一遇，設(shè)計行洪流量增加至7 800 m3/s。2007年完成擴建工程，主要建設(shè)內(nèi)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(diào)整為歸南、中、北3個深泓下泄入海。

現(xiàn)狀新沂河?？跇屑~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(shè)計流量2 027 m3/s，共10孔，每孔寬10.0 m；南深泓閘設(shè)計流量2 425 m3/s，共12孔，每孔寬10.0 m；中深泓閘設(shè)計流量3 348 m3/s，共18孔，每孔寬10.0 m。

2 巖基標點建設(shè)緣由

根據(jù)觀測結(jié)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(nèi)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(nèi)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(chǔ)普遍存在較厚的淤泥質(zhì)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(nèi)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(jié)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(shù)預(yù)驗收，驗收專家對沉降觀測結(jié)果提出質(zhì)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(dǎo)致引測管理所院內(nèi)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(dǎo)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)新沂河海口工程3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(jīng)分析，因燕尾港化工企業(yè)不斷增加，大量開采地下水導(dǎo)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(shè)巖基觀測標點，作為觀測工作基點。2012年5月，省水利廳批復(fù)同意在該處建設(shè)巖基觀測標點1座[2]。

3 巖基標點建設(shè)過程

3.1 工程選址

為方便工程觀測，經(jīng)管理單位與施工單位進行現(xiàn)場查看，并查閱地質(zhì)報告，確定巖基標點建設(shè)在中深泓閘上游左岸的導(dǎo)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(zhì)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(zhì)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(gòu)造運動表現(xiàn)為緩慢的上下振蕩運動，區(qū)域構(gòu)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(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖和中上元古界海州群云臺組變質(zhì)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(zhì)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(cè)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(jié)束，2012年10月17日安裝標管結(jié)束。

11月13日對巖基觀測標點的內(nèi)、外管開始灌注蒽油，至14日將標管內(nèi)、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(nèi)、外灌注蒽油后，標管內(nèi)、外的水被自動擠出標管外，蒽油自動取代標管內(nèi)、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(yīng)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(jié)果和中深泓閘2007—2019年觀測結(jié)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，新沂河海口區(qū)域地表沉降0.06 m；2005年至2017年新沂河海口區(qū)域地表沉降0.51 m；2017年至2019年新沂河海口區(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(dǎo)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海口樞紐2013年布設(shè)的巖基標點高程，自新沂河?？诳刂乒こ探ㄔO(shè)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?？诳刂茙r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。最后新沂河海口控制工程巖基標點高程計算以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(jié) 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(dǎo)致區(qū)域地面整體沉降。如果不及時開展沉降觀測，采取預(yù)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(zhì)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。