4.3　灘地埋管工程地質(zhì)條件和主要地質(zhì)問題

4.3.1　工程地質(zhì)條件

4.3.1.1　地形地貌

灘地埋管地處魯中山區(qū)西北黃河南岸孤山殘丘地貌單元邊緣，埋管首部斜穿黃河南大堤(子路堤)，堤高11m左右，堤外為黃河灘地，灘地總體地勢開闊平坦，地面高程40m左右，現(xiàn)多為耕地，少量林地。埋管中部穿過原位山樞紐引河，河寬約400m，河底高程約37.5m。埋管末端位于解山村，該處地形略有起伏，地面高程43m左右。

4.3.1.2　地層巖性

灘地埋管工程穿過地層有古生界寒武系上統(tǒng)崮山組基巖，新生界第四系不同成因類型的松散堆積層，按地層時(shí)代從新到舊分述如下。

(1)新生界第四系松散堆積層。按成因類型、巖性及土的特征分述如下。

1)全新統(tǒng)(Q4):按成因類型分為人工填土、現(xiàn)代河流沖積層沖積湖積層下河流沖積層。

2)上更新統(tǒng)(Q3):

坡積洪積層巖性主要有壤土、黏土，棕黃、棕紅色，可塑狀，含姜石、鈣質(zhì)結(jié)核及碎石，具中等壓縮性。層頂面高程15.00～17.00m。勘探未揭穿，揭露層厚4m。

(2)古生界寒武系上統(tǒng)崮山組與工程相關(guān)為該巖組第二層巖性為薄板狀灰?guī)r夾頁巖;第三層巖性為薄層灰?guī)r與頁巖互層，強(qiáng)風(fēng)化，巖石破碎，在黃河南岸解山村灘地埋管與穿黃隧洞進(jìn)口豎井銜接處附近隱伏分布。

根據(jù)地層巖性，通過土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，給出灘地埋管各成因土層地質(zhì)建議參數(shù)見表4-1。

4.3.1.3　水文地質(zhì)條件

該段工程地下水有第四系松散層孔隙水和基巖裂隙巖溶水。孔隙水埋藏在與工程密切相關(guān)的現(xiàn)代河流沖積層和沖積湖積層的砂壤土和粉、細(xì)砂層中，補(bǔ)給來源為黃河、原位山樞紐引河滲流及大氣降水。地下水位受巖性控制由南向北逐漸降低，高程為33.29～37.66m，埋深4～7m。

埋管出口解山村下隱伏寒武系崮山組灰?guī)r，巖體呈強(qiáng)風(fēng)化狀，裂隙發(fā)育，由于緊靠黃河，補(bǔ)給條件良好，巖溶裂隙水水量充足。

4.3.2　主要工程地質(zhì)問題

4.3.2.1　開挖邊坡穩(wěn)定性問題

埋管基坑開挖深度12～17m。邊坡土層分布情況復(fù)雜，原位山樞紐引河以南以壤土為主、夾砂壤土和黏土透鏡體，以北以砂壤土為主，夾壤土和黏土透鏡體，基坑水下開挖深9～14m，基坑開挖滲、排水邊坡砂類土可能會(huì)出現(xiàn)流土，從而造成邊坡失穩(wěn)，因此，對(duì)邊坡不穩(wěn)定地段采取了防護(hù)措施。

樁號(hào)6+437m至穿黃隧洞進(jìn)水豎井為巖土混合邊坡，解山斜坡段由北向南邊坡土層厚度2～18m，邊坡為砂壤土，邊坡穩(wěn)定性差，基巖邊坡巖性為寒武系崮山組中上部灰?guī)r、頁巖地層，巖層產(chǎn)狀平緩，但受構(gòu)造和風(fēng)化的影響，巖體較為破碎。

4.3.2.2　地基不均勻沉陷問題

樁號(hào)6+437m附近地基巖土交界帶，為第四系全新統(tǒng)沖積湖積層壤土和寒武系崮山組灰?guī)r、頁巖等。壤土承載力低且具有中等壓縮性，巖土交界帶存在不均勻沉陷。另外，子路堤下地基土較堤外地基土密實(shí)，也存在不均勻沉陷問題。

4.3.2.3　基坑開挖滲(涌)水問題

埋管主要位于黃河灘地，土層分布情況復(fù)雜，子路堤地段、原位山樞紐引河兩岸地段土層以壤土為主，其余地段以砂壤土為主，灘地埋管土層基坑估算滲水總量13762～20501m3/d，解山處崮山組灰?guī)r段根據(jù)探洞涌水每延米3.96m3/h，預(yù)測基坑滲水量8930m3/d，需考慮基坑排水措施。

原位山樞紐引河常年積水，水深1～2m，開挖時(shí)應(yīng)考慮修筑臨時(shí)圍堰，防止河水進(jìn)入基坑。

4.3.2.4　地基土振動(dòng)液化問題

埋管段基礎(chǔ)樁號(hào)3+270～4+100(長830m)，分布一層連續(xù)性較好的沖積湖積層砂壤土及細(xì)砂，呈飽和，稍密狀，透鏡體狀起伏延伸，根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB 50287—99)，土層黏粒含量ρc=6.1%～13.9%<16%，初判在Ⅶ度地震烈度情況下為可液化土層，標(biāo)貫法進(jìn)行復(fù)判，標(biāo)貫擊數(shù)N63.5=4～5<Ncr≤6，液性指數(shù)判別IL=0.87～1.17>0.75，為可液化土，該層砂壤土液化指數(shù)IlE=1.6，屬于輕微液化土層。該段地基底板下砂壤土厚2.0～2.4m，對(duì)該段基礎(chǔ)可液化砂壤土進(jìn)行了地基處理。