引江济淮工程软土特性及分布规律
2019-04-22安徽省水利水电勘测设计院安徽蚌埠233000
王 雷 (安徽省水利水电勘测设计院,安徽 蚌埠 233000)
1 引言
引江济淮工程是淮河流域综合规划、长江流域综合规划和全国水资源综合规划中明确提出的由长江下游向淮河中游地区跨流域补水的重大水资源配置工程,由引江济巢、江淮沟通、江水北送三大部分组成,其中引江济巢段又包括西兆河和菜子湖两条线路。
引江济淮工程沿线不规则分布有软土层,尤其以淤泥质土为主,这种软土的存在对堤岸边坡以及建筑物都会产生不良的工程地质作用,影响其安全。因此,研究工程区内软土的分布、组成以及工程特性,对工程建设均具有重要意义。本工程中一般将天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水率大于液限的粘性土判定为软土。对本工程而言,软土主要指淤泥质土和瓦埠湖区段淤泥。
2 软土特性
软土含水量高,孔隙比大,灵敏度大,抗剪强度低,压缩性高,液性指数大,渗透系数小,大部分为欠固结土。由于其具有絮状结构,一旦受到扰动(振动、挤压等),土的强度显著降低,甚至呈流动状态。软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,导致抗剪强度的衰减,在主固结沉降完成之后还可能继续产生一定的次固结沉降。在荷载的作用下,易产生较大的沉降。引江济淮工程各段软土特性见表1。
3 软土分布规律
引江济淮工程沿线软土揭露总长度约141km,其中约有67km软土位于菜子湖湖区和瓦埠湖湖区,为湖区航道两侧边坡的重要土层。除湖区的软土外,剩余约74km软土多集中于菜子湖线路两端的长河、白石天河段;派河口泵站引渠的白石天河河口段;以及江淮分水岭两端的派河和东淝河入瓦埠湖河段。
菜子湖线路南端的长河集中分布有约13km软土,北端的白石天河集中分布有约19km软土,软土相对较厚,且分布连续;派河口泵站引渠的白石天河段集中分布有约4km软土,软土在南端相对较厚,向北逐渐变薄,分布基本连续;江淮分水岭南端的派河集中分布有约15km软土,分水岭北端的东淝河集中分布有约18km软土。江淮沟通线路软土相对较薄,分布较为零星。
4 软土工程地质问题及处理措施
菜子湖线路段软土主要分布在现有河道的长河段及罗埠河、白石天河段。长河段软土抗剪强度较白石天河稍高,但厚度较大,厚度多大于10m,而枞阳枢纽附近厚度更增至20m左右,对边坡稳定较为不利;而白石天河段软土厚度多小于10m,但强度更低。应根据疏浚后的边坡高度、软土厚度、抗剪强度等因素,适当放缓边坡。同时在可能的情况下,坡顶的新筑堤防也宜适当远离坡肩,留出足够的平台宽度。如征地规模较大,经济性较差时,也可以考虑对软土进行预压固结或粉喷桩加固处理。
引江济淮工程各段软土特性一览表 表1
江淮沟通段淤泥质土主要分布于分水岭以南的派河下游段和分水岭以北的东淝河河段。由于软土抗剪强度较低,在软土厚度较大段易产生滑动、蠕动变形等破坏,边坡稳定性较差,宜根据软土厚度和边坡高度等因素采取放缓边坡的措施。
菜子湖湖区和瓦埠湖湖区软土为湖区航道两侧边坡的重要土层,软土揭露长度虽较长,但边坡高度一般仅0.5~4.0m,高度不大,且均为水下边坡,边坡稳定问题不突出。
设计时可根据堤身堆筑高度,下卧淤泥质土厚度、抗剪强度等因素,采取控制施工填筑速度、放缓堤坡、填塘固基和设平台反压等措施处理。软土不宜直接作为天然地基,若作为基础持力层可根据上部荷载情况采取换填土、粉喷桩等地基补强措施或采用桩基础。
5 结论
本文阐述了引江济淮工程沿线软土的工程地质特性及分布规律,有利于对该工程区软土特点有整体的了解,根据软土分布特点,统筹安排,科学处理,以加快工程进度,节约成本,提高经济、社会效益。