南水北调中线大沙河暗渠地质评价

□宋献萍（辉县市水利局）

一、概况

南水北调中线工程大沙河暗渠位于河南省博爱县阳庙镇鹿村南约300m处，博爱～武陟公路在场区南部约1.5km处经过，交通便利。

大沙河暗渠由进口渐变段、进口闸、暗渠洞身段、出口闸、出口渐变段5部分组成。其中进、出口渐变段及进、出口闸段设计基底应力160kPa；暗渠洞身段设计基底高程约98m,设计最大基底应力353kPa。

二、地形地貌

大沙河暗渠位于太行山山前洪积扇前缘，地形开阔平坦，西北部地势略高，向南东倾斜。

工程场区为河谷地貌形态，河道坡降约5‰，河谷呈宽浅形，河床宽约60m，紧靠右岸河床地面高程108～109m，两岸地面高程均为110m左右。

三、工程水文地质条件

（一）地层岩性

工程区钻孔揭露范围内为第四系上更新统及全新统洪积地层，分为6个土体单元，各土体单元力学性指标建议值见下表。

各土体单元力学性指标建议值表

（二）地质构造与地震

工程区位于中朝准地台华北断坳的西南部，区域构造线的方向主要为近EW向和NE向，焦作～新乡～商丘断裂在工程区南约6km处通过，焦作断裂在工程区北约1km处通过，区域稳定性较差。

工程区位于华北地震构造区与豫皖地震构造区交接部位，附近地震活动频度较高，强度较大。据记载，在场区100km范围内有记录以来，历史上发生过3次大于4.75级的地震。场区地震基本烈度为Ⅶ度。

（三）水文地质条件

工程区地下水类型主要为承压水，赋存于第④和第⑥层卵石层中，卵石层渗透系数K=1.4×10-2～2.4×10-1cm/s，属强透水性岩层，顶板高程99～105m，承压水头高程106m左右。

地下水为淡～微咸水，水化学类型为SO4-HCO3-Ca-Mg型，对普通水泥具硫酸盐型弱～中等腐蚀。

四、工程地质问题及评价

（一）工程地质问题

工程区存在的工程地质问题主要有边坡稳定问题、基坑涌水问题和不均匀沉降问题等。

1.边坡稳定问题

大沙河暗渠设计建基面高程98m左右，地面高程108～110m，施工开挖深度10～12m，形成上部粘性土，下部卵石的边坡。为求得边坡稳定时的高宽比，利用洛巴索夫图解法c/rh=f(β、φ)进行边坡稳定分析。

建议施工时分级开挖，中间设置马道，上部土层边坡结合经验分析可采用 1：0.75～1：1.0；下部卵石层边坡采用 1：1.5～1：2.0。

2.基坑涌水问题

工程区地下水类型为承压水，水位高程106m左右，赋存于第④层和第⑥层卵石中，含水层顶板高程99～105m，承压水头一般高出顶板1～6m。大沙河暗渠设计建基面高程98m左右，位于承压含水层第④层中，该层渗透系数K=1.4×10-2～2.4×10-1cm/s，属强透水性岩层，因此在基坑开挖过程中将产生严重的涌水问题，需采取相应的截渗、排水措施。

3.不均匀沉陷问题

暗渠各段建基面主要位于第④层卵石中，该层承载力标准值300kPa，能够满足基底应力要求，但建基面以下厚度不均匀，局部为细砂，且第⑤层重粉质壤土承载力标准值仅125kPa，强度较低，需考虑不均匀沉降的影响。

（二）工程地质评价

1.工程区地质结构类型属粘、砾多层结构，由卵石，重粉质壤土和中粉质壤土组成。暗渠共由5部分组成，各部分建基面主要位于第④层卵石层的中下部，局部接近第⑤层重粉质壤土；第④层承载力标准值300kPa，第⑤层承载力标准值125kPa，能满足暗渠建基面基底应力要求，但建基面下卵石厚度不均匀，强度存有差异，设计时须考虑不均匀沉降问题。

2.对于该工程存在的开挖边坡稳定问题，建议施工分两级开挖，上部土层采用1：0.75～1:11边坡，下部卵石采用1：1.5～1:2.0边坡；而对基坑涌水问题，则应采取截渗、排水等措施。

3.工程区地下水对普通水泥具硫酸盐型弱～中等腐蚀性，建议施工时采用抗硫酸盐水泥。