古塔渡槽工程地质特征及评价

高立辉

（广西水利电力勘测设计研究院，南宁 530023）

古塔渡槽工程地质特征及评价

高立辉

（广西水利电力勘测设计研究院，南宁 530023）

古塔渡槽位于广西桂中治旱乐滩水库引水灌区工程北干渠中段，地处岩溶发育地区。覆盖层存在下卧软弱层，地基土承载力差异较大，地下水埋藏较浅，土洞、地表塌陷及溶沟、溶槽发育。针对上述问题，通过工程地质调查并采用多种勘探方法和手段，查明了工程地质条件，分析了工程地质存在的主要问题，为地基基础类型选择和地质参数提出了合理的建议。

地质勘察；下卧软弱层；岩溶；地下水；基础类型；古塔渡槽

1 工程概况

广西桂中治旱乐滩水库引水灌区位于红水河流域中下游的桂中旱片区内。灌区分布在红水河中下游两岸，设计灌溉面积128.79万亩。古塔渡槽位于北干渠的中段，设计流量为18.16m3/s，长度为1 626m，设计纵坡1/4 000[1]。

2 勘察方法及手段

针对下卧软弱土层的勘察，我们采取了原位测试的勘察手段。对粘性土采取标准贯入试验；对碎石土采取重型圆锥动力触探试验；对含碎石粘土采取标准贯入和重型圆锥动力触探两种试验方法进行综合分析。针对下伏基岩存在溶沟、溶槽及溶洞的问题，采取物探手段，利用高密度电法沿渡槽沿线进行初查，再利用钻孔进行验证分析。利用现场原位测试及室内试验对各土层物理力学指标进行统计分析，提出设计所需参数建议值。

3 场地工程地质特征

利用以上勘察方法及手段，查明场地工程地质特征如下：

（1）地形地貌。场地位于灰岩地区，属于峰丛丘陵地带，渡槽沿线地势低洼，地面高程88.7～92.5m，地形较平坦，以旱地为主。

（2）地层岩性。场地钻探深度范围内揭露的地层为：

耕植土和杂填土①：位于表层，层厚一般0.3～1.0m，以灰褐色为主，一般为粘土，含铁锰质结核与植物根系。

可塑状粘土②-1：黄褐、土黄色，可塑状，层厚一般2～6m，主要分布在钻孔GTXZK76～GTXZK98一带，少量零乱分布。该层共做标准贯入试验54组，修正后锤击数标准值为9.26击。

软塑状粘土②-2：黄褐色，软塑状，层厚一般0.5～2m，零乱分布在基岩面附近，该层为下卧软弱层。

可塑～硬塑状含碎石粘土③-1：黄褐、灰褐色，可塑～硬塑状态。碎石成分以强～弱风化硅质岩、灰岩为主，粒径一般1～6mm，含量一般10％～40％，分布不均，层厚2～8m，沿线多有分布。该层共做标准贯入试验75组，修正后锤击数标准值为10.4击；共做重型动力触探试验38.7m，修正后锤击数标准值为4.38击。

软塑状含碎石粘土③-2：黄褐色，软塑状。碎石成分以强～弱风化硅质岩、灰岩为主，粒径一般1～6mm，含量一般10％～40％，分布不均，层厚1～3m。一般分布在基岩面附近及溶沟溶槽处。该层共做标准贯入试验9组，修正后锤击数标准值为2.79击；共做重型动力触探试验19.6m，修正后锤击数标准值为1.91击。

稍密～中密碎石土④-1：黄褐色，稍密～中密。碎石成分以强～弱风化硅质岩、灰岩为主，粒径一般粒径一般1～6mm，含量一般40％～60％，分布不均，层厚2～5m，局部零星分布。该层共做标准贯入试验7组，修正后锤击数标准值为12.66击；共做重型动力触探试验8.3m，修正后锤击数标准值为5.56击。

松散状碎石土④-2：黄褐色，松散。碎石成分以强～弱风化硅质岩、灰岩为主，粒径一般1～6mm，含量一般40％～60％，分布不均，层厚1～4m。局部零星分布。该层共做重型动力触探试验2m，修正后锤击数标准值为2.08击。

岩溶强烈发育灰岩⑤：溶蚀发育，溶洞较多。典型断面见图1。

（3）地质构造与地震。工程区以新华夏构造体系为主，构造单元属华南准台地桂中-桂东台陷的桂中凹陷来宾断褶带，区域中有北东向桂林-来宾断裂带经过。拟建场地及其附近未发现有较大的断层或构造破碎带，场地稳定性较好。场地地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。

（4）岩溶发育特征。渡槽沿线钻孔内遇到溶洞底板最低高程约57m，高程62～80m段孔内常见溶洞发育，红水河河漫滩高程约60m，河底高程约40m。渡槽沿线岩体内溶洞发育高程一般低于古塔河河底高程，多数高于红水河河漫滩高程，均高于红水河河底高程，渡槽沿线溶洞发育主要受红水河排泄基准面控制。根据钻探及物探成果，靠近基岩面附近岩体岩溶发育，溶沟、溶槽及溶洞较多，已完成的115个钻孔中，遇洞钻孔数为56个，遇洞隙率为48.7％，平均线岩溶率为23.39％，岩溶发育等级为强烈发育。

4 岩土物理力学指标

物理力学试验包括室内和现场试验，统计成果及建议值见表1[2]。

图1 古塔渡槽工程地质纵剖面图（某段）

表1 岩/土层试验统计成果及建议值

5 存在的主要工程地质问题及评价

（1）抗震稳定问题。该渡槽地下水位埋深较浅，且溶沟溶槽发育，基岩面上部多处存在软弱土层，根据钻探资料，基岩面附近多个钻孔发现大溶洞，地震时可能发生地陷、地裂现象，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表4.1.1的规定，拟建场地属于建筑抗震危险地段。

（2）地下水、岩溶及其稳定问题。部分基础位置岩体岩溶强烈发育，溶沟溶槽发育，溶洞较多，部分溶洞充填泥质，部分无充填。整段渡槽地下水位汛期埋藏较浅，枯水季节则略低于基岩面，地下水的升降易造成岩溶强烈发育位置土层流失，从而形成土洞，导致地面塌陷，危及建筑物的稳定。建议对溶洞进行处理或采用桩基或调整渡槽跨度避开溶洞等措施。

（3）下卧软弱层稳定问题。覆盖层粘土②-2、含碎石粘土③-2、碎石土④-2均为下卧软弱层，容许承载力极低，设计应根据荷载进行下部土层承载力验算，若不能满足要求，应进行基础处理或采用桩基础。下卧软弱层与附近其它土层形成不均匀地基，再加上地下水升降的影响，极易引起不均匀沉降，危及建筑物的稳定。建议对基础进行处理或采用桩基础。

（4）地基土不均匀性问题。场地内有第①层耕植土，分布连续，力学性质差，厚度小，一般会挖除；其余土层均具有较强的突变型，空间上无明显规律，即使是同一土层，由于含水量及碎石含量的不同，土层的性状也不同，承载力差异很大，部分土层还存在下卧软弱层，天然地基为不均匀地基。

6 地基基础类型选择

（1）考虑到渡槽沿线地势低洼，若使用墩基，则大部分支承结构基础落于农田、水塘、河沟等常浸水区域的地基上。雨季施工，地下水位高于渡槽基础建基面，基础经常被雨水浸泡，雨季对渡槽基础施工影响较大，对施工进度的制约较严重。因此，宜采用桩基础方法处理。

（2）基础存在软弱下卧土层，承载力不满足墩基要求。软弱下卧土层太深无法挖除，若采用灌浆的方法进行处理，则需经过大量的灌浆试验，投资上也不经济，还会造成工地增多问题，不利于加快施工进度，因此，也宜采用桩基础方法处理。

（3）靠近基岩面附近岩体岩溶发育，溶沟、溶槽及溶洞较多，部分溶洞充填泥质，部分无充填。整段渡槽地下水位汛期埋藏较浅，枯水季节则略低于基岩面，地下水的升降易造成岩溶强烈发育位置土层流失，从而形成土洞，导致地面塌陷的发生，危及建筑物的稳定。若采用墩基础，则要对基础下部溶洞进行处理，但要完全填充溶洞，一则存在工程量大的问题，二则可能会改变原有地下水环境，造成当地出现内涝或旱灾等问题，给当地居民生产生活造成不利影响。因此，也宜采用桩基础方法处理。

综上所述，建议采用嵌岩桩，桩端应进入较完整基岩内。

7 结语

古塔渡槽的地质条件比较复杂，勘察中通过工程地质调查并采取钻探、物探、原位测试等多种方法和手段，查明了工程地质条件。该工程已于2016年年初竣工，施工揭露的地质条件与勘察结果基本一致，说明勘察采取的综合手段确实有效，评价合理。

[1] 广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院.桂中治旱乐滩水库引水灌区一期工程古塔渡槽施工详图阶段工程地质勘察报告[R].南宁：广西水利电力勘测设计研究院，2012.

[2] 水利电力部水利水电规划设计院.水利水电工程地质手册[M].北京：水利电力出版社，1985.

（责任编辑：刘征湛）

Engineering geological characteristics and evaluation of Guta aqueduct

GAO Li-hui
（Guangxi Water and Power Design Institute,Nanning 530023,China）

Guta aqueduct is located at the middle section of North trunk channel of Letan Reservoir Irrigation Project,a karst developed area where there exists underlying weak layer under the overburden layer;the bearing capacities of foundation earth vary greatly;groundwater has shallow embedment;earth holes,surface collapse,solution grooves and channels developed.In view of these problems,engineering geological survey was conducted by multiple survey methods to ascertain the geological conditions.Analysis was made on the geological problems,and foundation types and geological parameters were suggested.

Geological survey;underlying weak layer;karst;groundwater;type of foundation;Guta aqueduct

P642

B

1003-1510（2016）04-0031-03

2016-06-12

高立辉（1979-）男，吉林四平人，广西水利电力勘测设计研究院工程师，学士，主要从事水利工程地质勘察工作。