南水北调中线京石应急段渠道主要施工地质问题及处理措施

杨凤桂

（河北省水利水电勘测设计研究院，中国 天津300250）

0 概述

南水北调总干渠京石应急段，土体结构分为黄土状砂壤土、黄土状壤土、砂性土、卵石、岩石等，渠道施工形式主要为挖方渠段、填方段、半挖半填段。

1 施工地质问题、处理措施

①黄土状土湿陷性：部分渠段的上更新统黄土状壤土局部具轻微湿陷性，施工中对黄土状壤土为主地基段的填方渠段，采取夯实或碾压措施，减少湿陷性的影响。 在挖方段和半挖半填段多采用清除表土，然后强夯，至渠底以上5m，采用条幅形基础强夯的方形布置，间距选用10m；也可以通过做好渠道防渗、合理设置左堤截渗沟，预防、消除或减弱地基土的湿陷性对渠道的影响。

②渠道边坡稳定：渠道边坡稳定性是影响渠道成渠条件的重要因素。

部分渠段渠坡岩体倾向与坡向相近、 岩体风化程度较高、部分渠段存在高边坡、岩体风化强烈、局部存在滑坡的可能，采取固坡措施。 在施工期间由于雨季，多处岩层形成小型滑坡。 施工时对全、强风化岩采取挂网锚杆喷混凝土，对弱风化破碎带采取喷砼，局部加锚杆支护。 基岩渠坡弱风化、新鲜岩石段，先喷混凝土粗略找平，水泥砂浆抹面。

渠坡岩性以卵石或砂土为主，或粘砂、粘砾双层结构、多层结构，特别是存在地下水的影响的渠段，多分布于石家庄市及大型河流河漫滩的渠段。 河渠交叉建筑物基坑的临时边坡由砂土、砾卵石组成，一般受地下水的影响，边坡稳定性差。 在施工中主要采用渠坡铺设砾石料、降水井、排水管网等输排措施。

③渠道渗漏与地下水的问题：地下水对渠道的影响主要表现在施工排水和对边坡稳定的影响；较高的地下水位对渠道的运行和使用会产生不利的影响；较高的地下水位会产生地下水对渠道的回渗和静水压力对边坡、渠道衬砌的顶托破坏，另外地下水的浸泡对渠道的稳定也会有一定影响。 施工中主要采用设计永久性泵站，通过排水系统将地下水汇入集水井，水泵自动抽水强排，渠底置换50cm 厚砂砾料为保温板防冻胀，增设逆止阀消减扬压力的工程措施。 高地下水对渠道影响较大，由于土层及砂层透镜体的渗水量较大，对混凝板产生浮托力，水泵的自动抽排系统尚未安装运用，渗水来不及输排，表现为渠道混凝土板裂缝、错台、隆起、止水缝开裂、坡外渗水及渠底涌水，混凝土板破裂。

④河滩地成渠：较大河流，河滩多分布砂性土，当汛期洪水位抬高及高地下水位情况下， 对渠坡易造成渗透破坏，应加强对河滩地渠道防渗及排水措施。

建筑前先挖除渠底以上的粉砂，置换为粘土，边回填遍碾压，两侧宽根据失稳时弧滑动面位置确定，底部水平铺设反虑土工织物，上压砾石保护层，注意筑堤土的质量，工地施工中控制压实度0.98，且铺层以30cm 左右为宜。

⑤饱和砂土地震液化：对于饱和砂土液化问题，由于在勘察及施工过程中未见地下水，地下水埋深较大，中砂层厚度较深，其下部存在较强透水性的砾砂及卵石层，当遇见较强地震时， 渠底的中砂层的孔隙水与其下的强透水性的砾砂、卵石层连在一起，很难形成封闭的孔隙水压力，造成中砂层地基失效。 砂土的液化除与本身的粘粒含量、标贯击数、地震基本烈度有关，地下水水位埋深也至关重要，工程运行期间，渠道即便渗漏，对大区域地下水的抬升也不会造成太大的影响，经勘察试验表明本渠段地表薄层中砂不具地震液化的可能。 施工中多采用将中砂层挖除，换填壤土的处理措施。

⑥渠道半挖半填及填方段清基问题：

工地施工中控制压实度0.98，且铺层以30cm 左右为宜，对于较窄的沟渠，多采用1:3～1:6 缓坡顺总干渠轴向碾压。 这一问题暴露较为严重，由于场地较窄，施工难度较大，加上工期较紧，处理的坡比较大，及碾压土层较厚，导致渠道水外渗，最终渠水外流。 原状土和回填土的结合部位明显处理不到位，土压实度明显不够。 因此在施工过程中应特别注意老冲沟的回填和处理。

⑦斜坡地段侧向冲刷对渠道的影响问题：

渠道左侧或右侧地形处于斜坡地带，应注意雨季降水形成的面流对渠道的侧向冲刷问题。 施工时由于雨季渠道边坡削坡面较大，雨水较大破坏预留层，导致渠道表面形成雨水冲沟，大部都是以人工找平、蛙夯处理为主。 建议施工时采取挖排水沟、预留保护层、削坡与衬砌尽量保持同步进行等施工措施。

⑧冻土对渠道的影响问题：

渠道线路较长，从南到北冻土厚度不一，冻土厚度0.54～0.88m， 在渠道设计中应注意不同冻土深度对渠底及渠道边坡的影响，对于渠道沿线多采用聚苯乙烯保温板，对于高地下水区往往采用截流沟引开地表水、并且采用渠底置换50cm厚砂砾料为保温板防冻胀等措施。

⑨建基面的不均匀沉降问题：由于建筑物处于不同的工程地质结构，导致地基产生不均匀沉降，特别是建基面存在软弱下卧层的情况。 在设计时采用设置沉降缝、圈梁、合理布置纵横墙等措施。 施工中浅层多采用换填法、对建筑物建基面多采用复合桩基形式进行地基处理。

2 结语

南水北调总干渠京石应急段渠道注要存在黄土状土湿陷性、渠道边坡稳定、渠道渗漏与高地下水位、河滩地成渠、饱和砂土地震液化、清基问题、斜坡侧向冲刷、冻土对渠道影响、不均匀沉降等施工地质问题，本文对施工中遇到的工程地质问题根据不同地质、 地形地貌的情况结合施工处理措施，进行了分析和总结以便在其它工程中应予重视。

［1］GB50487-2008 水利水电工程地质勘察规程[S].

［2］SL251-2000 水利水电工程天然建筑材料勘察规程[S].

［3］SL274-2001 碾压土石坝设计规范[S].

［4］SL55-2005 中小型水利水电工程地质勘察规程[S].