神塘河站主要工程地质问题及处理措施

2023-12-16何文龙

河南水利与南水北调 2023年9期

何文龙

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽合肥 230088）

1 工程概况

神塘河泵站位于无为大堤（桩号62+490）处，泵站设计抽排流量85 m3/s，排洪流量98 m3/s，采用5台立式混流泵，总装机容量10 000 kW，为II 等大（2）型泵站。该工程实施后，提高无为市区域排涝能力、减轻西河防汛压力，通过合理调度代排巢湖和裕溪河洪水，为区域经济社会发展提供支撑和保障。

2 神塘河站工程地质条件

2.1 地形地貌

工程区位于无为市境内长江中下游左岸滩区上，为河湖相冲积平原。地形较为平坦，地面高程8.00～9.50 m，马口河底高程5.00～6.50 m，两岸堤顶高程9.50～13.00 m，附近无为大堤堤顶高程17.50～18.00 m，距离长江支流叉江约0.90 km。

2.2 区域地质构造及地震

泵站工程区地处于扬子准地台（Ⅲ）下扬子台坳（Ⅲ2）沿江拱断褶带（）。经过本区的深-大断裂主要有姥山逆掩断层。工程建筑场地Ⅲ类，基本地震动峰值加速度0.05 g，相应地震基本烈度Ⅵ度。

2.3 地层分布及工程地质特征

2.4 水文地质条件

孔隙潜水主要赋存于①1、①2 和②1、②2、②夹层等粉质壤土、淤泥质土、粉细砂层中。主要接受大气降水和地表水补给，受大气降水补给，与地表水存在水力连系，富水性一般。

承压水主要赋存于相对隔水层（②1、②2、③1 层）之下的③1、③2、③3 和③4 层砂性土层中，具有承压性。主要受长江水补给，与长江水位有水力联系，和马口河水力连系较弱。

3 神塘河站工程地质条件评价及存在主要问题

3.1 泵站工程地质条件评价

（1）工程区内地层岩性及其空间分布比较稳定，同时也没有发现明显的不良地质现象，属稳定场地。但由于浅层地基土以软弱土为主，且下部多为透水性较大的粉细砂、砂壤土，拟建场地工程地质条件较差。（2）根据设计要求，进水闸建基面高程约1.50 m，底板位于②1 层淤泥质重粉质壤土中，允许承载力约为60 kPa，高压缩性，厚度大，层底起伏大，具微透水性。存在承载力不足及不均匀沉降问题。（3）前池、泵房及副厂房建基面高程分别为-1.00 m和-2.50 m，底板位于②1层土中，其允许承载力为60 kPa，具高压缩性，厚度不均。泵房荷载较大，地基须予以加固处理。（4）出水箱涵及出水闸建基面高程约5.00 m，底板位于②1 层土中，该层允许承载力约为60 kPa，高压缩性，厚度大于13 m。具微透水性。存在承载力不足问题。（5）基坑边坡主要为人工填土、①1层、①2层、②1层土，②1层软土抗滑稳定性差，灵敏度高，抗剪强度较低，对基坑边坡稳定性不利。前池及泵房处基坑深度最大，约为12.00 m，由于无为大堤紧邻基坑边界线，施工需加强现场监测工作，保证基坑及无为大堤的安全。（6）下卧③3 层、③4 层粉细砂，强度均较高，属中等偏低压缩性土，厚度较大，可以选作桩端持力层，但需注意其顶板起伏较大。（7）地下水位较高，浅部为微透水性土层。泵房处基坑开挖较深，下覆②2层水平向、②夹层、③1层、③3层、③4层粉细砂层中承压水水头高出基坑底约6～11 m，采取深井降水以防止基坑突涌。

3.2 新筑堤防地质条件评价

新建无为大堤堤顶设计高程为17.60 m，进出水渠子堤堤顶设计高程15.50 m，堤基以下12 m左右土层主要为①1、②1、②2、③2层土，堤基地质结构为上黏中淤下砂结构。堤基存在不均匀沉降及抗滑稳定问题，新筑堤基工程地质定为较差的C类。

3.3 进出水渠工程地质条件评价

进、出水渠岸坡以①1 层、②1 层、②2 层土为主，可能会产生蠕变，部分岸坡以②2 层土为主，渠底揭露③2 层粉细砂，抗冲刷能力较差，建议采取一定的护砌措施。

3.4 建筑物地基承载力问题

神塘河泵站场地浅部地层以②1层软弱土为主，该层允许承载力较低，存在承载力偏低和不均匀沉降变形问题，需采取地基处理措施，采用水泥土搅拌桩、PHC管桩或钻孔灌注桩进行地基加固处理。PHC 管桩选择③1 和③3 层作为桩端持力层，钻孔灌注桩选择③3、③4层作为桩端持力层。

3.5 渗透稳定问题

人工填土、①1、②1 层等渗透变形均为流土，其允许比降计算值约0.36～0.45。

①2、②2、②夹、③3 层等砂壤土、淤泥质重粉质壤土夹粉细砂、粉细砂的渗透变形，除②夹层渗透变形为管涌和过渡型外，其余均为管涌、流土和过渡型。①2、②2 层土允许比降计算值约0.04～0.52，②夹、③3层土允许比降计算值约0.04～0.45，与土层不均一性密切相关。

3.6 基坑稳定问题

基坑坡比宜缓于1∶3.00，其中前池及泵房处基坑边坡高度较高，必要时需增设支护、补强等措施后再行开挖。工程场地地下水位均较高，建基面位于软土层中，其下卧层为粉砂性土，因此均需采取降排水措施。

4 地基处理措施

（1）泵房和压力水箱基础：设计采用钻孔灌注桩基础，利用③3 或③4 层作为持力层，桩径1.20 m，正方形布置，桩间距3.00～4.00 m，桩长28 m，且伸入持力层不小于2 m。（2）前池、进出水池两侧的翼墙和拦污闸基础：设计选用预制混凝土管桩和水泥土搅拌桩复合地基处理方案。管桩利用③3层做为桩基持力层，桩径0.5 m，正方形布置，桩间距2 m，除出水池翼墙桩长28 m 外，其余桩长20 m；水泥搅拌桩利用②2或③1层作为持力层，桩径0.50 m，正方形布置，桩间距2 m，除出进水和拦污闸桩长12 m 外，其余桩长16 m；桩顶至基础垫层采用0.80～1.00 m水泥土褥垫层过渡连接。（3）新建无为大堤和穿堤涵基础：设计基础采用置换率较高水泥双向搅拌桩复合地基加固，②2 层为持力层，桩径0.50 m，正方形布置，桩间距0.80～1.40 m，桩长16 m。（4）进出水渠连接段子堤基础：设计对连接段两侧堤防外堤脚向内侧10 m范围内采用双向搅拌桩基础处理，桩径0.50 m，正方形布置，桩间距1 m，桩长16 m。