探析三个泉倒虹吸工程的地质条件

三个泉倒虹吸横穿吉拉沟，沟宽11km，沟深约170m。北岸坡顶高程580～625m，岩坡平均坡度4．5°；南岸坡顶高程560～580m，岩坡平均坡度6°～7°，沟底地形向南倾，最低处位于南岩坡脚，高程420m。三个泉倒虹吸出露的岩性为第三系古—始新统砂岩、泥岩和第四系中更新统冲洪积含细粒土砂与细砂。沟地内发育几条宽度不大的小冲沟，沟内有洪水流过的痕迹。

8.1.2.1　进口段

三个泉倒虹吸进口段，开挖深度30．64～39．16m，坑底干燥无地下水。主要岩层为第三系（E1-2），砂岩、砂质泥岩、泥岩，产状近水平，从地表向下按不同岩性可分四层：

（1）第一层：红色砂质泥岩为主，膨胀裂隙发育，但均短小，一般长度3～5cm，属弱膨胀岩，干密度γd=1．76g/cm3。分布于桩号0+000～0+075段的584～587m高程以上至地表，在桩号0+090以后此层已挖除。

（2）第二层：红色泥岩，中等胶结，膨胀裂隙发育，一般长度0．4～1．0m，最长达1．5m，裂隙面光滑，属强膨胀泥岩。经取样试验，天然干密度为2．14g/cm3，干抗压强度为7．5MPa，饱和抗压强度为0．09MPa，饱和快剪：c=48．6kPa，φ=18．5°。红色泥岩主要分布于桩号0+000～0+190段，高程570～576．5m以上至第一层砂质泥岩底面。其中在0+000～0+031段分布于边坡和建基面，在0+031～0+190段分布于高程578．4m平台以下基坑边坡上。承载力特征值为400kPa，饱和快剪：c=38．88kPa，φ=14．8°。

（3）第三层：灰白色细砂岩，呈巨厚层状，为泥钙质弱—中等胶结，砂岩新鲜完整，工程性质良好。在桩号0+031～0+122．8之间分布于建基面，在桩号0+122．8～0+190段分布于高程578．4m平台以下基坑边坡，无不稳定结构面，承载力特征值为400kPa。

（4）第四层：灰色、紫红色泥岩，膨胀裂隙较发育，一般长度为0．3～0．6m，最长达1．5m，属中强膨胀岩。在桩号0+122．8～0+158段分布于建基面，在桩号0+158～0+190段分布于深式进水口、进口镇墩边坡下部。经现场载荷试验，饱和承载力试验值为600kPa。承载力特征值为400kPa，饱和快剪：c=38．88kPa，φ=14．8°。

8.1.2.2　管道段

PCCP管道埋入地下，管基一般开挖深度为5～7．5m，最深为13m；由于钢管置于混凝土支墩和镇墩上，支墩建基面一般开挖深度约为4．8～6m，最深达10．7m，镇墩建基面一般开挖深度约为4．2～5m，最深达8．8m。(www.xing528.com)

1．管道地基条件

三个泉倒虹吸管道段通过的地层为第三系（E1-2）和第四系中更新统地层

第三系（E1-2）地层：分布于桩号0+190～9+004．8段，长度8．8148km，以砂岩为主，有少量泥岩、砂质泥岩。砂岩为灰白色，中、细粒结构，属半胶结—中等胶结，作为管基地质条件良好，在管道建基面分布长度为8．054km，地基承载力特征值为300kPa；泥岩、砂质泥岩，为灰红色、中等胶结，属中、强膨胀岩，经编录统计，中、强膨胀岩分布面积为7840．36m2，承载力特征值为250kPa，对中、强膨胀岩已做了砂砾料换填处理。

第四系中更新统冲洪积层分布于南岸斜坡段桩号9+004．8～10+757．27，长度1．75247km，岩性为冲洪积细砂，浅灰色，建基面开挖深度一般为3．5～8m，最深达19m，结构中等密实，经原位载荷试验，承载力特征值为80～100kPa。

2．地下水条件

桩号5+550～7+070段揭露出地下潜水位，水位埋深5．6～6．6m，与PCCP管槽建基面高程基本相同，在桩号7+070处水位高于钢管支墩设计建基面0．06m。经取样分析，硫酸根离子含量5947．4mg/L，氯离子含量6723．7mg/L，有强腐蚀性，因此，需作好防腐处理。此外，在管基开挖中，该段地下水对施工影响较大，其主要原因是建基面细砂岩绝大多数为含泥质弱胶结（其中：水云母含量占5%～10%），在地下水的浸泡作用下产生软化→泥化。因此应作好排水措施，排水降深保证低于建基面1m以下，在开挖、混凝土墩浇筑和基坑回填工序中不得回升。

8.1.2.3　出口段

三个泉倒虹吸出口段处于南岸大沙梁顶部，地形起伏较大，地面高程560～570m，起伏差3～10m，设计建基面高程537．65～538．65m，开挖深度12．5～17．7m；渐变段设计建基面高程543．77m，开挖深度5．5～10．5m；连接渠道段为半挖半填。出口段岩性均为第四系中更新统冲洪积细砂。经施工开挖后，0～5m结构中密，干密度γd=1．53～1．58g/cm3，属中等压缩性土。5．0m以下干密度γd=1．66～1．77g/cm3，相对密度Dr＞0．7，属低压缩性土，经建基面现场原位载荷试验其承载力特征值为100kPa。