俞金萍

(广东振通水电工程建设有限公司，广东 揭阳 515599)

1 工程概况

应急备用水源工程位于广东省东南海丰县西北部，水源工程主坝距海丰县城区6 km，坝址以上控制流域面积58.80 km2。水源工程始建于1958年11月，1960年4月建成并投入运行。水库库容8367×104m3，且保护着海丰县城的安全，防洪功能极其重要，是一座具有防洪、灌溉功能综合利用的中型水库。并保护广汕高速等交通设施。本工程主要建筑物包括主坝、8座副坝、主溢洪道、旧溢洪道、泄洪河道、4条灌溉涵管、1条输水涵管及坝后电站，电站总装机容量385 kW。工程新建水源工程到西闸的供水管线，以及新建成业路口到新地水厂管线，总长12.271 km。

本文结合城市供水、水库、河道、闸坝工程地质问题分析及处理控制措施有关案例[1-8]，基于广东沿海某应急备用水源工程拟选管道线路地质条件，对施工建设与应对方案进行分析探讨。

2 管道线路工程地质条件

2.1 地形地貌

水源工程管道线路选址位于莲花山脉的南侧山前平地，整个区域属中低山地貌，莲花山主峰高程达1336.2 m，次高峰大银瓶山，山顶高程为1110.4 m，南侧山峰有银瓶山、大径山、笔架山和大尖山等，山顶高程多250～500 m，山高坡陡，山体肥厚，从北向南由高变矮，逐渐变缓，沟壑比较发育，水系南东流向，近水库山坡比较平缓，坡角30°～40°，植被比较发育，未发现有规模较大的山体崩塌、滑坡、泥石流等不良地质灾害现象。边坡比较稳定。线路管道沿线主要为海陆交互沉积平原地貌，局部残丘分布。

2.2 地层岩性

水源工程管道线路区出露的地层比较单一，主要为侏罗系下统金鸡群(J1j)，岩性较简单，主要为一套紫红色、灰白色砂岩，粉砂岩和粉砂质泥质页岩，局部夹炭质页岩。岩石层理发育，页理清楚，局部由于受后期地质构造影响，节理裂隙发育，局部有石英脉穿插。第四系覆盖层主要为库岸的坡残积物和库内低洼地的冲洪积物。该区主要为海陆交互沉积地层，第四系覆盖层厚度较大，主要为淤泥、淤泥质土、中粗砂、卵石土。

2.3 区域地质及地震

据1∶20万地质构造纲要图，管道线路处于莲花山大断裂东断裂束的中部。水库两侧有多条断裂构造通过，其中规模比较大的断裂有如下三条：观音山—公平断裂，北东走向，倾向南东，倾角40°～70°断裂由观音山，经九经山顺水库北西岸向北东公平方向延长而去。西屯山—大面岭断裂，北东走向；倾向南东，倾角70°～80°、断裂由梅陇经西屯山绕过水库南岸顺着大面岭向北东方向延伸、直奔陆河，揭西境内。长埔—海丰断裂，北东走向倾向东南，倾角50°由梅陇经长埔海丰进入陆河揭西境内。莲花山大断裂形成于加里期，挽近时期没有规模较大的活动，加之断裂只从水库两侧山体通过，未直接穿过库区，对水库的稳定性、安全性没有直接影响，伴随断裂活动而形成节理、裂隙主要有东西向和南北向两组，两组裂隙相互交错形成“X”节理，其中东西向裂隙充填发育石英脉。根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306—2015)，本区域地震动峰值加速度为0.10 g，地震基本烈度为Ⅶ度，属构造稳定性较好区。同时，根据现场地质测绘和钻探成果，未发现断层，因此工程区可视为地质构造条件较为简单，综合分析有关资料认为，基底构造对本工程建设影响不大。

2.4 水文地质条件

区内地下水类型为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。第四系孔隙水埋藏于河漫滩、阶地冲积、堆积层和沟谷残坡积层中。主要受大气降水补给，排泄于冲沟、河流及水库中。含水量较丰富，地下水位一般埋藏较浅。本区基岩主要为板岩和花岗岩，板岩完整性较差，风化裂隙较发育，岩石破碎，含裂隙水较丰富。花岗岩完整性较好，裂隙不发育，裂隙水贫乏。受大气降水补给，在沟谷低注处以泉水排于地表，地下水动态类型属降雨——径流型。

3 管道线路工程地质评价

3.1 管道线路地层及工程地质评价

燕山侵入期花岗岩，场地内主要为强～弱风化花岗岩③-1：灰黄～黄褐，半岩半土状，节理、裂隙发育，矿物成分以石英及长石为主，大部分长石已风化呈土状，原岩结构可认。侏罗系下统金鸡群(J1j)，主要为强风化砂质页岩③-2：灰褐色、紫红色，岩石风化强烈，原岩结构已被破坏，呈半岩半土状或土状，与上伏地层呈渐变关系，界线模糊，风化不均匀，局部夹残积土或与残积土成为互层，属相对不透水层。厚度为1.60～21.20 m。标贯击数54～65击，平均为59击。地基承载力特征值fak=380 kPa。

3.2 管道线路及施工方式建议

本工程从备用水源调水到新地水厂，线路起点为应急备用水源，线路终点为新地水厂，线路总长约26.739 km，其中新建管道为应急备用水源→西闸段，管线长约10.362 km；市区→新地水厂段，管线长约1.909 km；现有管道为西闸→市区段，管线长度约14.468 km。备用水源——西闸段主要为深厚淤泥、含卵石中砂、黏土层，下伏强风化岩。成业路口——新地水厂段沿线地形地貌主要为低山丘陵地貌，沿路地层基本为深厚的第四纪坡残积土。管道施工建议采用埋管和架空的方式，局部过路段采用顶管方式，跨河段采用钢管架空方式通过。

3.3 场地饱和砂土液化评价

断层场区第四系冲积、沉积覆盖层多较深厚，钻孔揭露基础下部为砂质页岩强风化土，风化土层较厚，下部为中风化砂质页岩，所有钻孔控制深度范围内未揭露对工程有影响的断层，地质构造不会影响建筑物安全。本工程地震基本烈度为Ⅶ度，根据规程规范，场地松散饱和砂层存在易液化、软弱土层存在易震陷破坏危险，因此应对饱和砂土进行液化及软土震陷判定。根据现场标准贯入试验及地下水位观测成果，判断②-2层为不液化土层。而②-1层淤泥在发生烈度为Ⅶ度的地震时会产生震陷，含水量高，其力学性质(主要是承载力和凝聚力)会降低，降低程度与淤质含量、灵敏度关系密切，根据《软土地区岩土工程勘查规程》(JGJ 83—2011)，在地震烈度Ⅶ度区软土地震震陷估算值30～80 mm，对其上部建筑物稳定有一定影响，建议对地基采取抗震陷或清淤处理措施。

3.4 地震及地基稳定性评价

断层场区第四系沉积覆盖层多较深厚，钻孔揭露基础下部为砂质页岩强-中风化土，风化土层较厚，钻孔均未钻穿此层，所有钻孔控制深度范围内未揭露对工程有影响的断层，地质构造不会影响建筑物安全。场区内管道分布有流塑状淤泥，属高压缩性土，力学强度低，在上部荷载作用下，容易引起地基过大沉降和不均匀沉降，受震动荷载(或地震)作用下易产生侧向滑动、沉降等，甚至会产生震陷现象，从而使地基产生失稳，丧失承载能力。淤泥层分布范围大，埋深大，建议采取深基础处理措施。拟建场地浅部地基土均匀性和稳定性较差；深部为强-中风化砂质页岩硬质基底，地基稳定性好。

3.5 特殊岩土及不良地质现象

场地特殊性岩土及不良地质现象主要有：砂土液化、软土。

砂土液化：中砂层局部揭露，层厚1.80～7.40 m，埋深6.50～16.70 m。场地20 m深度范围内第2-2层饱和、稍密的中砂层遭遇地震时场地饱和砂土不具有液化趋势。软土：根据勘探揭示，场地内软土发育，主要分布在应急备用水源至西闸管道部分淤泥普遍分布，为冲积成因的淤泥，饱和，流塑状，层厚3.20～10.20 m。其具有地基承载力低、含水量高、孔隙比大、透水性差、强度低、压缩性高、高灵敏度等特殊性能。受震动荷载(或地震)作用下土层结构易受破坏，抗剪强度和承载力随之大幅下降，甚至产生侧向滑动、丧失承载力的可能性，地基土稳定性差，容易引起地基的不均匀沉降。建议对地基采取抗震陷或深基础处理措施。

4 结 语

应急备用水源管道线路场地主要地层岩性为第四系冲积层、和侏罗系下统金鸡群页岩、燕山侵入期花岗岩。水源工程管道线路地形地貌主要为低山丘陵地貌，沿路地层基本为深厚的第四纪坡残积土。填土层分布较广，力学性质较差，揭露不连续，局部为杂填土，厚度较大。淤泥层普遍存在，厚度较大，工程力学性质差，建议采取浅基础处理方式处理；含卵石中砂层，稍密-中密，局部揭露，埋深较深，工程力学性质一般，可作为管道持力层；强风化岩层，力学性质较好，埋深较深，可作为深基础的持力层；此外局部跨沟段需架空通过，跨主要道路段需顶管通过。