□韓勝杰 閻傳寶 宋會圖

南水北調(diào)邢清干渠工程地質(zhì)問題分析

□韓勝杰 閻傳寶 宋會圖

邢清干渠橫穿華北平原中部，穿越多條河流及交通干線，沿線地質(zhì)條件復(fù)雜，涉及多個工程地質(zhì)問題，其中軟弱地基沉降變形及水土腐蝕性，將影響長距離管道輸水的工程安全及工程壽命，需要專門設(shè)計(jì)處理。

地質(zhì)問題；工程勘察；配套工程

邢清干渠起點(diǎn)為中線總干渠贊善分水口，終點(diǎn)到清河水廠和南宮群英水庫，受水區(qū)為邢臺市的11個縣市。輸水線路總長約168.7km。干渠穿越較大河道、渠道16次，穿鐵路4次，穿高速公路、國道、省道等18次，建調(diào)壓池1座、分水口門9座。邢清干渠全程采用管道輸水，管徑2.2～1.2m，管道埋深一般大于1.5m，河道位置滿足抗沖要求，穿路及管線位置滿足構(gòu)造要求。

1.工程地質(zhì)條件

輸水線路穿越多個地貌單元，京廣鐵路以西為山前丘陵及向平原過渡區(qū)，渠線位于沙河高漫灘地貌區(qū)，地形起伏變化大。京廣鐵路以東為平原地貌，地勢比較平坦。總體地勢自西向東及東北方向傾斜。

渠線通過地區(qū)第四系厚度400～500m，其中全新統(tǒng)厚20～50m。主要地層巖性有：下更新統(tǒng)冰水積及湖積粗砂、壤土，中更新統(tǒng)冰磧泥礫、壤土，上更新統(tǒng)沖積及河湖積砂土、壤土、含有機(jī)質(zhì)粘土及壤土，上更新統(tǒng)沖洪積卵石、砂土、壤土等，全新統(tǒng)沖積及河湖積砂壤土、壤土、含有機(jī)質(zhì)粘土及壤土，全新統(tǒng)沖洪積砂土、壤土，全新統(tǒng)沖積粉砂、砂壤土、壤土等。

渠段沿線附近的斷裂多為隱伏斷裂，邊界控制性斷裂以走向NNE和NWW向?yàn)橹?。主要斷裂有邢臺—邯鄲大斷裂、曲陌斷裂、無級—衡水?dāng)嗔?、新河斷裂及滄東斷裂。

沙河市、南和縣、平鄉(xiāng)縣、廣宗縣一部分，以及威縣前蘇莊村至南宮縣渠尾，地震動峰值加速度0.10g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度，其他渠段地震動峰值加速度為0.05g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。

表1 贊善分水口至調(diào)壓井段腐蝕性等級視電阻率標(biāo)準(zhǔn)判定表

線路跨越的河流多為季節(jié)性河流，偏北東流向，主要受降水控制，一般在汛期集中降水后見有明流。留壘河分洪道有污水，小漳河有少量水，老漳河、東風(fēng)渠、豐收渠有水，水量較大，多有不同程度污染。

地下水屬第四系孔隙潛水，局部存在上層滯水，主要賦存于砂壤土、粉細(xì)砂及中粗砂層孔隙中。渠首—滏陽河為淡水分布區(qū)，滏陽河以東為咸水分布區(qū)。

2.工程地質(zhì)問題分析與建議

沿線涉及的工程地質(zhì)問題有：軟弱地基；水土腐蝕性；臨時邊坡穩(wěn)定性；飽和砂土震動液化；地表水、地下水對施工影響。其中，軟弱地基沉降變形及水土腐蝕性，將影響長距離管道輸水的工程安全及工程壽命，需要進(jìn)行處理或?qū)ｉT設(shè)計(jì)。

2.1 軟弱地基

沿線土層巖性變化大，淺層粉砂、細(xì)砂層標(biāo)貫擊數(shù)大部分在7～13擊范圍，處于松散～稍密狀態(tài)；含有機(jī)質(zhì)粘土壤土壓縮系數(shù)0.44～0.72MPa-1,壓縮性較高。這些土層工程性狀較差，作為地基時存在沉降變形過大和不均勻沉降問題。對松散粉細(xì)砂、高壓縮性地基需要進(jìn)行適當(dāng)處理，并應(yīng)注意軟硬巖性突變部位管道連接的適應(yīng)性。

2.2 水土腐蝕性

2.2.1 環(huán)境水的腐蝕性

干渠跨越的留壘河分洪道有污水，留壘河、小漳河有少量水，老漳河、六支渠、東風(fēng)渠、豐收渠、群英水庫有地表水，水量較大，均有不同程度污染。

地表水、地下水對混凝土具有硫酸鹽型弱～強(qiáng)腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有弱～中等腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱～中等腐蝕性。建議對穿越河道、渠道工程采取防腐措施。

2.2.2 土的腐蝕性

依據(jù)沿線測點(diǎn)土的視電阻率值，采用鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范中土壤腐蝕性分級標(biāo)準(zhǔn)，判定土對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性，判定結(jié)果見表1。建議對中、強(qiáng)腐蝕地段的管道進(jìn)行相應(yīng)防護(hù)處理。

3.結(jié)語

邢清干渠輸水線路長，穿越多條河道及交通線，沿線地質(zhì)條件比較復(fù)雜。綜合分析場地工程地質(zhì)條件，沿線涉及的工程地質(zhì)問題有：軟弱地基；水土腐蝕性；臨時邊坡穩(wěn)定性；飽和砂土震動液化；地表水、地下水對施工影響。其中，軟弱地基沉降變形及水土腐蝕性，將影響長距離管道輸水的工程安全及工程壽命，設(shè)計(jì)對軟弱地基采取了夯實(shí)、換填碎石土處理，針對環(huán)境水土腐蝕性不同等級，管道分別或聯(lián)合采用了抗硫酸鹽水泥砂漿、環(huán)氧煤瀝青涂料、犧牲鋅合金陽極的保護(hù)措施。□

一是為緩解河北嚴(yán)重缺水局面、改善生態(tài)環(huán)境、發(fā)揮中線一期工程綜合效益，我省必須引足用好南水北調(diào)中線水分配水量。二是考慮中線一期工程城市供水達(dá)效前及漢江豐水等因素，具備利用中線水兼顧生態(tài)和農(nóng)業(yè)的水量條件。三是結(jié)合河北省南水北調(diào)配套、現(xiàn)代水網(wǎng)、地下水超采治理等工程建設(shè)，受水區(qū)水網(wǎng)工程體系不斷完善，南水北調(diào)中線工程能夠惠及廣大城市和鄉(xiāng)村，實(shí)現(xiàn)生活、生產(chǎn)、生態(tài)各行業(yè)共同受益。□

2016-05-06

韓勝杰，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，正高級工程師。

閻傳寶，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，正高級工程師。

宋會圖，男，漢族，河北水文工程地質(zhì)勘察院。