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1、舒庐干渠南港渡槽工程地质条件浅析摘要：文章对舒庐干渠南港渡槽的工程地质条件进行简 述，结合历次加固工作的经验与不足，从工程地质条件角度对 渡槽存在的问题进行分析并提出建议。关键词：工程地质条件 地基允许承载力不均匀沉降可灌性Abstract:inthispaperthemainShuLusocialengineeringgeolog icalconditionsoftheaqueductbriefly,combiningallprevious experienceintheworkofstrengtheningandinadequate,fromeng ineeringgeologicalco
2、nditionsoftheaqueductAngleandtheana lysisofexistingproblemsandputsforwardsomeSuggestions.Keywords:engineeringgeologicalconditionsofthebearingcap acityoffoundationallowunevensettlementcanbeirrigationsex中图分类号：P642文献标识码：A文章编号：1 工程概况南港渡槽为舒庐干渠跨南港河建筑物，位于南港镇南约 2km的郭墩庄。渡槽始建于 1967年，于1968年建成通水。槽第1 页共7 页墩为浆砌块石
3、，设计流量 50.5m3/s ,设计水深2.4m。双曲拱结 构，12孔，每孔净跨20m,全长273m渡槽运行初期因各种原 因即出现各种结构裂缝、槽身渗水、墩基悬空等问题。1977年起曾多次对渡槽不同部位进行了加固处理，均取得了不同程度 的效果。但因渡槽存在先天不足，都没有彻底解决渡槽存在的 问题。目前槽身、墩身均存在裂缝，漏水和渗水严重，主河槽 内墩基埋置较浅易遭水毁，槽身内壁、底板磴面层碳化老损严 重，槽底钢筋裸露锈蚀，人行道栏杆损坏，因此需要进一步加 固处理。2 区域地质概况工程区域属燕山构造层上侏罗系亚构造层，为陆相火山岩 建造。位于龙门冲南港破碎带，该线岩石普遍破碎和发育密集 的裂隙，
4、碎裂岩化、糜棱岩化普遍，但无规模较大断层发现。根据中国地震动参数区划图 (xxxx-2001 ),工程区地震动峰 值加速度为0.10g,相应地震基本烈度为W度，设计地震分组 为第一组。3 工程地质特性3.1 地层岩性工程区地貌类型有丘陵、岗冲及河谷等，地表高低不平， 起伏较大，南港河水沿谷底自东向西顺势而下。在勘察深度范 围内，所揭露的地层从上到下叙述如下：第2 页共7 页层，轻壤土（ Qal4）：灰黄色，主要分布于南港河右岸， 稍湿，松散，含有少量砾石，为中压缩性土层。层厚 0.2 2.3m,层底高程 43.22 45.60m。层，砂砾石（Qal4）：杂色，以灰黄色为主，松散中密 状，岩性成
5、分较复杂，以亚圆状和次棱角状为主，粒径变化较 大，多为20100mm中砂填充，胶结差。该层在南岗河主河 槽内被河水长期淘蚀，细颗粒流失，粗粒结构间隙较大，结构 松散，该层厚 0.33.1m,层底高程 39.7344.10m。1层，强风化凝灰岩（J）:灰色、红褐色、肉红色，破 裂状结构，裂隙发育，裂隙面紫红色，可见锈斑。岩面起伏较 大，层厚2.25.5m,层底高程 35.3843.20m。2层，弱风化凝灰岩（J）:灰色、夹肉红色，以基性侵 入体为主，裂隙较发育，该层未揭穿，已揭露最大层厚6.2m。地层分布情况见图。图3.1南港渡槽纵向工程地质剖面图结合室内外勘察成果，按照有关技术标准，通过统计分
6、 析，并类比类似工程，提出对该场区地层有关参数建议值，见 表 3.1。表3.1南港渡槽墩基主要土层指标建议值表注：层砂砾石建议值” ? /? ”意为“南港河河槽两 侧滩地/南港河河槽内”。第3 页共7 页3.2 水文地质条件根据地下水的储存、运动和排泄特点，场区内地下水类型 主要为孔隙潜水和基岩裂隙水。孔隙潜水主要赋存于层轻壤 土、层砂砾石中，基岩裂隙水主要赋存于下伏强风化岩石裂 隙中。主要的补给形式为大气降水和地表径流，与地表水有着 较强的水力联系，受季节变化影响，富水程度差异较大。依据水利水电工程地质勘察规范(xxxx-2008 )相关规定判定，勘察期间，南港河河水对混凝土具有重碳酸型弱腐
7、蚀 性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性； 地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，对钢 结构有弱腐蚀性。3.3 工程地质条件分析据勘察成果，层轻壤土仅在南港河右岸浅层分布，土体 较松散，中等压缩性，其地基允许承载力110kPa；层砂砾石，松散中密状，砂砾混合，级配良好，强度较高，其地基 允许承载力350kPa,可作为天然地基持力层。但在主河槽内由 于河水长期冲刷淘蚀，细粒流失，充填效应降低，结构松散， 承载力降低，沉降量变大，其地基允许承载力150kPa,若作为墩基持力层需进行地基加固处理；1层强风化凝灰岩强度较高，厚度较大，其地基允许承载力 800kPa,为较好的
8、墩基持力 层；2层弱风化凝灰岩强度较高，地基允许承载力1500kPa,第4 页共7 页 可做良好的墩基下卧层。4 工程地质问题与渡槽稳定性关系4.1 墩基不均匀沉降问题由于覆盖层局部厚度较大，当时施工条件有限，部分墩基 未深入嵌岩，座落在层砂砾石中。该土层受河水及地下潜水 共同作用，不同程度受到淘蚀，土体出现不同程度的松散，在 上部载荷的长期作用下，使各墩基沉降量差异较大，导致槽身 多处因不均匀沉降出现裂缝漏水。为遏制这种裂缝的产生和扩 大，应对墩基采取两方面措施：一是对现有墩基采取地基加固 措施，防止沉降差异进一步扩大；二是对加固后的地基采取保 护措施，采取止水措施防止其继续被淘蚀。4.2
9、地基加固处理土层可灌性问题勘察发现，河槽中心及近河槽处砂砾石层粗粒含量较多， 主要以卵石、碎石为主，这是由于细颗粒被河水冲蚀所致，近 河岸两侧部分受水流冲蚀影响相对较小，砂砾石层细粒含量稍 多，以粗砾为主，夹有卵石、碎石。通过室内颗粒分析试验可 以看到，河槽内砂砾石层的细粒成分明显缺失，两类砂砾石层 D15指标差别较大，平均值分别为 11.6mm 0.9mm （见图 4.1 ）由于D15是判断地层可灌性的重要指标，因此在施工中确 定可灌性时，应根据不同灌浆材料结合现场灌浆试验综合确 定。另外，由于河槽中心及近河槽处砂砾石层粗粒间孔隙较第5 页共7 页 大，结构较松散。为保证灌浆效果，建议在河槽
10、下游采取截渗 措施，防止浆液顺孔隙流失，保证浆液有足够固结时间。图4.1颗粒分析曲线图河道内砂砾石层可槽两侧砂砾石层4.3 水文条件对墩台安全性及对灌浆效果的影响渡槽所跨河段两侧为丘陵高岗，河水沿谷底自东向西顺势 而下，地表水及地下水受大气降水影响很大，水位水势变化较 大、较快、较急。河槽部位墩台长期位于水中受到冲刷。勘察 发现，原墩基表层的混凝土防冲铺盖被损毁严重。丰富的地表 水和地下潜水不但会冲刷墩台、冲毁防冲铺盖、淘蚀墩基土， 还会对灌浆加固的施工效果产生影响。建议重新设置混凝土防 冲铺盖，并扩大其范围，增加其厚度，提高其抗冲强度，减小 河水对墩台的冲刷影响。并且在南港河上游地基土的一定
11、深度 内采取保护措施，例如设置止水帷幕或混凝土墙，防止河水及 地下水对地基土的继续淘蚀和灌浆时对浆液的冲释。5 结语南港渡槽曾先后多次进行加固，取得了不同阶段的效果， 比如1977年的结构性加固，很大提高了运漕自身的强度和运水 能力。但渡槽的现状仍不容乐观，除了出现常规性问题比如止 水橡皮老化、磴面层碳化老损等外，槽身内喷浆能控制槽壁、 底板裂缝的发展，裂缝处粘贴的之水橡胶带几年就产生撕裂、第6 页共7 页 以及这些年来墩基础陆续出现悬空等问题，使我们不得不对墩 基础的稳定性引起重视。基础失稳对上部结构的破坏是很大的 甚至是毁灭性的，单纯的结构加固是提高上部构筑物自身的强 度和刚度，对因地基失稳造成的破坏在一定程度上起衡制作 用，但没有解决根本问题。治病寻根，标本兼治，笔者认为南 港渡槽的加固应首先进行工程地质勘察工作，查清渡槽的工程 地质和水文地质条件，了解其工程地质特征，不良地质隐患类 型及其分布。再根据实际地质条件制定出有针对性的加固补强 方案，固标固本，保障渡槽安全运行。参考文献1 吴昌春,吴刚.舒庐干渠南港渡槽存在问题与对策分析 J.安徽水利科技,2005 (6)注：文章内所有公式及图表请用 PDF形式查看。第7 页共7 页