南淝河河道治理工程深坑专项处理方案探讨
2018-10-25合肥市董铺大房郢水库管理处安徽合肥340000
韩 松 (合肥市董铺大房郢水库管理处,安徽 合肥 340000)
关键字:深坑;处理;方案;探讨
1 工程概况
南淝河位于安徽省中部,江淮分水岭南侧,流域面积1464km2,南淝河属山丘型雨源性河流,呈不对称性水系。暴雨中心集中,源近比较陡,汇水迅速,洪峰高,流量大。中下游地势低而平坦,堤岸矮小,单薄,河床狭窄河身弯曲,阻水严重,不能及时宣泄,极易形成洪涝灾害及次生灾害。
合肥市南淝河河道治理工程主要包括:河道疏浚、土方开挖、浇混凝土挡土墙、草皮护坡、仿木栏杆、草皮及钢网护栏等。其中:浇混凝土挡土墙6km多(桩号0+000至6+360),其中混凝土约65000m3。
2 地质情况
南淝河河道原为天然冲沟,水量较小,河道蜿蜒曲折,弯道极多。后由于合肥市供水兼做董铺水库从滁河干渠引水渠道,水量变大,受水流冲刷影响,河流拐弯处迎流顶冲,河道岸坡不断失稳,岸坡不断后退,致使河道两侧田地流失,局部已威胁到坡上村庄安全。从本次地质测绘及调查结果来看,目前南淝河崩岸严重的河段主要为桩号0+000~6+800段。该段河流河道较窄,河流切割较深,岸坡高度一般在7~10m,局部达12~15m,坡度较陡,多数为峻坡、悬坡。岸坡上部可见明显裂缝,局部河道内尚见有因崩岸从原坡顶掉落河中的十数米高的树木,另有部分树木树根已裸露大半。南淝河目前岸坡尤其是桩号0+000~6+360段河谷较窄,两侧无滩地,岸坡坡度较陡,河水直接冲刷岸坡,加之岸坡坡体组成土体具膨胀性,干湿作用下土体强度衰减严重,目前边坡上部局部可见明显裂隙,岸坡稳定性较差,南淝河河道主要工程地质问题为岸坡稳定问题和河道淤积问题。
3 深坑的分布及大小
经现场确认沿线共发现深坑20余处,典型断面有6个,各坑的分布范围及大小见表1。
表1
由于坑内以淤泥为主,灰黑色,含少量腐殖质,流塑,表层含少量冲填土,黄棕色,含水率高,孔隙比大,疏浚级别为Ⅰ级,开挖级别为Ⅱ级。
4 深坑形成原因
根据初步设计的批复,河道范围内为黏状素土,作为混凝土挡土墙底板地基承载。该河道目前是合肥市城市补水主要通道,尤其是近年来补水量逐年加大,现全年300天在往董铺水库补水。施工过程中发现,河道常年流水,河道底部地质条件较复杂,由于长期补水原因,河道内尤其是河道转弯处河槽局部有深坑,并且深坑底部都是淤泥和流沙。原地质勘测结果、设计方案与河道现状基本吻合,但由于河道常年流水,勘测不可能全部探明,只有实施时才能发现深坑。现设计河道内混凝土挡墙有部分座落在深坑上。根据测量放线,有部分新建混凝土挡墙基础位于冲坑上。经现场测量,冲坑平均深度在1.13~1.70m,由于坑内以淤泥为主,灰黑色,含水率高,孔隙比大。根据实际问题,为保证挡墙结构安全,需对深坑进行针对性的方案研究和调整。
5 专项处理方案探讨
5.1 专项处理原则
依据原混凝土挡土墙施工方案,保证河道两岸混凝土挡土墙的结构稳定性。保证工程安全的前提下,尽量节约工程投资。
5.2 原设计方案
深坑处原设计方案均为清淤、开挖至底板设计高程,进行混凝土挡土墙浇筑护坡护岸处理。
5.3 专项处理方案
根据安徽省水利厅皖水基[2013]166号《关于合肥市南淝河三十岗至小庙段河道治理工程初步设计的批复》批复时,桩号0+200~6+400河道范围内下部采用混凝土挡土墙进行护脚,上部采用削坡护坡。
根据现场情况及深坑测绘资料,在保证混凝土挡土墙的后期稳定性及安全、经济的前提下,必选两种方案。
方案一:底板底各加宽50cm毛石混凝土浇筑。
针对影响混凝土挡墙安全及稳定性的深坑,清除影响挡墙质量的深坑内淤泥,清基至满足设计承载力的土层,深坑清淤后基底至混凝土挡墙基础底标高之间采用毛石混凝土浇筑,两侧分别加宽50cm。两岸混凝土挡墙之间的深坑部位同样清基至满足设计承载力的土层,然后距离底板顶高程40cm处采用M10浆砌块石护底。
方案一施工示意断面图
方案二:原C20钢筋混凝土通仓浇筑
方案二施工示意断面图
同样针对影响混凝土挡墙安全及稳定性的深坑,清除影响挡墙质量的深坑内淤泥,清基至满足设计承载力的土层,深坑清淤后基底至混凝土挡墙设计顶标高之间采用原图纸设计C20钢筋混凝土通仓浇筑。两岸混凝土挡墙之间的深坑部位清基至满足设计承载力的土层,然后距离底板顶高程40cm处采用M10浆砌块石护底。
两种方案工程可比投资见下表。
两种方案工程可比投资比较表
单价按施工单位投标文件中经监理批准的单价及费率进行计算(投标文件中有适用的单价执行原投标文件单价,没有适用的单价参照原投标文件及当月信息价组价原则编制)。
两种方案可投资分别为209.55万元、189.98万元。方案二即原C20钢筋混凝土通仓浇筑,较方案一节省投资19.57万元。
6 结论及建议
综上所述,本比选方案在遵循专项处理原则的前提下,拟对此次深坑处理采取方案二。
由于河道内局部有深坑,大部分坑底高程低于设计挡墙基础底高程,施工时将坑内淤泥挖除,回填以毛石或素混凝土作为挡墙基础。
由于坑内以淤泥为主,含水率高,孔隙比大,疏浚级别为Ⅰ级,开挖级别为Ⅱ级。
坑底基本为白垩系张桥组粉砂质泥岩和第四系地层中上更新统(Qal 3)粘土,强度高,承载力大,其物理力学性质指标见《合肥南淝河(三十岗、小庙段)河道治理工程地质勘察报告。