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1、1前言1.1 工程概况肥乡区属资源性缺水地区,全区水资源严重不足,多年平均水资源总量 4879万m3,人均占有量为191m3,是全国人均水平的9%,属极度资源型缺 水地区。邯郸市肥乡区景观水系及路网工程PPP项目水系引水工程计划在利用已建 的东风渠程寨泵站和已铺设的直径1.0米以上管道的基础上,做进一步的管道铺 设延伸,将东风渠的黄河水引入城区、引入水系。以补充岳城水库引水不足, 高标准解决肥乡城区水系水源问题,彻底打造肥乡区主城区和团结渠景观水 系,完善区域市政基础设施和改善居民生活环境、建设漂亮肥乡、富裕肥乡、 宜居肥乡。本次工程拟建在原管道南侧布置新管道,东段位于原管道DN1000mm变
2、 DN800mm上游,在原管道上开设三通,并在原管道分叉后和新铺管道首部安 装控制阀门。新铺管线位于五排支渠道北坡坡顶下方,管道铺设至民有二干渠 城南堡节制闸下游,以便利用城南堡节制闸控制民有渠回水长度,减少水量损 失。本次工程管道0+000-1+640段埋深5.26-6.25m,桩号1+640-8+778段埋深 2.10-4.24m,采用材质为DN1000mm球墨铸铁管,施工方法为明挖施工法。根据招标文件要求,我院承担本次工程地质勘察工作。1.2 勘察目的为本次工程提供地质资料,本次勘察要解决的主要问题是:3. 2. 2 桩号 2+5005+000 段本段地层主要为上部砂壤土,下部黏土为主的
3、粘性土均一结构地层。上部 砂壤土厚度为3.705.40m。供水管线与地基砂壤土层磨擦系数取值0.35,与 地基黏土层磨擦系数取值0.25。3. 2. 3 桩号 5+0007+600 段本段地层主要为上部壤土,下部砂壤土为主的粘性土均一结构地层。上部 壤土层厚度为3.905.70m。供水管线与地基壤土层磨擦系数取值0.25,与地 基砂壤土层磨擦系数取值0.35 o3. 2. 4 桩号 7+6008+778 段本段地层主要为上部壤土,下部黏土为主的粘性土均一结构地层。上部壤 土层厚度为5.305.80m。供水管线与地基壤土层及黏土层磨擦系数取值0.25。对于钻孔中取得的土样进行了室内土工试验,综合
4、分析了土工试验成果并 结合地质测绘和钻探结果提出了土层的物理力学性质指标建议值,见表。 表3. 2. 1 物理力学性质指标建议值表岩性天然含 水率密度孔隙 比液性 指数压缩系 数压缩 模量饱和固结快剪渗透系数承载 力特 征值3PeI1a 1-2E81-2CqKv(%)(g/cm:0(MPa i)(MPa)( )(kPa)cm/s(kPa)第1层壤土24.21.870. 8030. 380. 375. 4619.517.43. 32E-05100第2层砂壤土21.41.720. 9030. 070. 336. 5021.97.94. 98E-04100第3层黏土29.01.880. 8660.
5、630. 434. 8016.021.62. 21E-061103. 3主要工程地质问题 地基评价第1层壤土位于地表水位以上,干燥情况下强度中等,侵水后强度偏低, 压缩性高,固结性差,未经处理不可做为天然地基持力层直接使用;第2层砂 壤土位于地下水位以上,干燥情况下强度中等,根据物力力学指标统计该层土 具有弱湿陷性,未经处理不可作为天然地基持力层直接使用。本段管线全长8. 778km,如管道开挖深度范围内土层主要为第1层壤土及 第2层砂壤土,建议换填垫层处理或者强夯处理,如采用换填垫层处理,建议 换填深度不小于1.50米,采用级配砂石或者3:7灰土换填,换填后承载力 特征值不小于lOOkPa;
6、如采用强夯处理,应根据场地实际施工条件进行试夯, 单击夯 击能不小于lOOOkN , m,处理后地基承载力特征值不小于lOOkPa。管底与地基砂壤土磨擦系数取值0.35,与壤土层磨擦系数取值0.25;经换 填处理后根据换填材料及换填面积建议设计管底与地基磨擦系数经验值取 0.35;经强夯处理后建议设计管底与地基磨擦系数经验值取0.35。3. 3. 2液化评价根据中国地震动参数区划图(GB18306-2022),本区地震动峰值加速度 为0. 10g,相当于地震基本烈度为VD度。根据粘粒含量初判及标准贯入试验复 判,该场地无液化土层。3. 3. 3边坡稳定性问题管线桩号0+0002+500段及5+
7、5008+778段开挖土层主要为壤土层,壤 土层物理力学性质较好,开挖边坡建议坡比为1:0.75。管线桩号2+5005+550段开挖土层主要为砂壤土,砂壤土呈松散至稍密 状态,开挖过程中易坍塌,建议对该段开挖暂时边坡坡比为1:1.0,并配合合理 的施工支护,以保证基坑暂时边坡的稳定,在坡顶附近不可施加荷载,如在雨 季施工应注意边坡的防水措施。如开挖深度较大,可采用简易土钉墙支护,坡比1,如开挖深度 大于5米,需另行委托相关资质单位进行支护设计。3. 3. 4 土的腐蚀性问题对该段管线所布钻孔选取有代表性的土层进行了易溶盐试验分析,分析结 果见表3. 3. Io表3. 3. 1易溶盐分析结果表桩
8、号野外 编号mg/100g离子 总量 mg/kgPHK+Na+Caa+Mg2+Cl-HCO;J0NO-J2+000ZK52.54.11.31.60.222.10.00.031.88.017+000ZK152.714.63.12.038.116.90.00.077.47.58对该段管线所布钻孔选取有代表性的土层进行了易溶盐试验分析,经试验 可知,该段管线土对混凝土结构具有微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中钢筋具有 微腐蚀性。表3. 3.2 管线土层的视电阻率表桩号视电阻率(Q -m)土对钢结 构腐蚀性等桩号视电阻率(Qm)土对钢结 构腐蚀性 等级4 (m)6 (m)4 (m)6 (m)0+00024.
9、5723.29级4+50027.2026.13中等0+50023.5624.27中等5+00030.2228.16中等1+00024.3722.34中等5+50032.5730.34中等1+50023.5622.14中等6+00035.1233.49中等2+00027.2123.26中等6+50035.7134.25中等2+50023.5821.30中等7+00038.5633.68中等3+00024.6122.37中等7+50032.3730.14中等3+50026.2723.13中等8+00033.2930.37中等4+00027.3725.05中等8+50034.0732.18中等本段管
10、线桩号全段土层视电阻率4m处为23.5638.56Qm,根据岩土工程勘察规范(GB500212001 (2022版),土对钢结构腐蚀性评价为中等。综上所述,该段管线土对混凝土结构具有微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中 钢筋具有微腐蚀性;对钢结构具有中等腐蚀性。4天然建造材料本次工程主要涉及土方的开挖机回填,开挖后土方经过表土剥离后可用于 回填,开挖土方和回填土方基本平衡,略有剩余,回填土方建议优先使用开挖 土方,对开挖土方进行清表并进行晾干控制含水率后使用。工程所需的砂料、 砾石料、块石料和人工骨料,用料相对较少且零散,可由当地建材市场采购, 采购距离不大于20km,其质量技术要求需满足水利水电工程
11、天然建造材料勘 察规程(SL251-2022)规范要求。5结论与建议(1)据1/400万中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2022)及中 国地震反应谱特征周期区划图(GB18306-2022),该工程所在肥乡区地震基本 烈度为VD度,地震动峰值加速度为0. 10g,地震反应谱特征周期为0.40s。(2)根据水利水电工程地质勘察规范(GB 50487-2022),判定场地土 层不存在液化问题。(3)管线桩号0+0002+500段及5+5008+778段开挖土层主要为壤土 层,壤土层物理力学性质较好,开挖边坡建议坡比为1: 0.75;管线桩号2+500 5+550段开挖土层主要为砂壤土,
12、砂壤土呈松散至稍密状态,开挖过程中易坍 塌,建议对该段开挖暂时边坡坡比为1:1。,并配合合理的施工支护,以保证基 坑暂时边坡的稳定,在坡顶附近不可施加荷载,如在雨季施工应注意边坡的防 水措施。(4)该段管线土对混凝土结构具有微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中钢筋 具有微腐蚀性;对钢结构具有中等腐蚀性。(5)勘察场地的标准冻土深度为0. 50m,建议管道布置顶深度大于标准冻土深度。工程名称:邯郸市肥乡区景观水系及路网工程第三标段水系引水工程设计阶段:勘察设计批准:谢永生审定:蔚高洋审核:蔚高洋校核:童乐一项目负责人:夏永成参加人员:丁洁晶孔贤锋勘察等级:乙 勘察证号:B233017126-3/11前言
13、11.1 工程概况11.2 勘察目的11.3 勘察依据的技术标准21.4 勘察设备及完成的工作量32地质嬲51. 1地形地貌52. 2地层岩性53. 3地质构造64. 4水文地质条件75. 5物理地质现象73管道的工程地质条件及评价83.1 地质概况83.2 2工程地质分段及评价93.3 主要工程地质问题 114天然建造材料135结论与建议14邯郸市肥乡区景观水系及路网工程第三标段水系引水工程地质勘察报告杭州水利水电勘测设计研究院有限公司2022年08月(1)查明管线沿线的地层结构,岩土性质。(2)查明管道沿线场地内是否有不良的地质现象。(3)查明地下水状况,承压水层的分布范围、埋藏深度、水头
14、压力,环 境水的腐蚀性。(4)提供管道地基各土层的物理力学性质指标统计值,并提供物理力学 性质指标的建议值。(5)查明场地是否有液化地层,并对液化地层提出管理措施。(6)提供地基变形参数。(7)提出地基土层的承载力标准值。(8)对管道地基进行合理的工程地质评价。(9)针对施工和使用过程中可能发生的岩土工程问题,对设计、施工和 现场监测工作提出应注意的问题和建议。1.3 勘察依据的技术标准根据本工程的建造物特征及场地的地质特征,本次勘察依据的技术标准 为:(1)水利水电工程地质勘察规范(GB50487-2022)(2)水利水电地质测绘规程(SL299-2004)(3)中小型水利水电工程地质勘察规
15、范(SL55-2005)(4)水利水电工程钻探规程(SL291-2003)(5)水利水电工程制图标准(SL73-2022)(6)岩土工程勘察规范(GB50021-2001) (2022年版)(7)市政工程勘察规范(CJJ56-2022)(8)中国地震动参数区划图(GB18306-2022)(9)建造地基基础设计规范(GB50007-2022)(10)水工建造物抗震设计规范(SL203-97)(11)土工试验规程(SL237-1999)1.4 勘察设备及完成的工作量1.4.1 设备配置本次工程地质勘察以钻探、地质测绘和室内土工试验为主,使用设备主要 为无锡200型钻机2台,取土、标准贯入设备各2
16、套,工程运输车辆1台,另 外地质测绘使用了罗盘、洛阳铲等工具。在野外取得满足试验要求的土样进行 室内试验。1.4.2 勘察完成的工作量本次工程对管道沿线进行了工程地质勘察及地质测绘工作,初次勘察管道 沿线每500m布置一个钻孔,第二次对部份地势起伏段补充勘察对管线进行了 加密,每100m布置一个钻孔,其余管线段通过开挖探坑对土层进行了验证。 工作量详见表。表 L 4. 1工作量统计表项目内容单位初次工作量补充工作量地质测绘地质测绘(km2)0.90 (1:1000)勘探钻探(m/孔)152/19240/30原位测试标贯(次)36取样原状个40室内试验常规试验个40颗粒分析个40饱和固结快剪个2
17、8渗透试验个182地质概况2.1地形地貌邯郸市地势自西向东呈阶梯状下降,高差悬殊,地貌类型复杂多样。以京 广铁路为界,西部为中、低山丘陵地貌,东部为华北平原。海拔最高1898. 7m, 最低32.7m,相对高差1866m,总坡降为11.8%。全市自西向东大致可分为五 级阶梯:西北部中山区、西部低山区、中部低山丘陵区、中部盆地区、东部冲 洪积平原。京广铁路以东为平原,根据形态和成因不同,可分为山前冲积洪积 平原和洪积平原,为华北平原的一部份。地势由北西,西和南微向渤海方向倾 斜,平原高程80m,逐渐向东及东北方向过渡到30m。地面坡降约千分之二。山前冲积洪积平原,沿太行山麓分布有永年,邯郸,马头
18、等河流冲洪积扇,西 高东低,西小东大,是丘陵和平原的过渡相连地带。东部冲洪积平原由漳河, 黄河等水系堆积而成。本次工程管道从东风渠西侧处原有管线处取水,沿五排支渠向西至民有二 干渠处,管道穿越的地貌为东部广袤的冲洪积平原,管线沿线地面高程为 44. 52-48. 61m,地势较平整,交通较方便。2. 2地层岩性该区域属渤海凹陷与太行山隆起带的过度地带,西部为高山丘陵地带,东 部为平原。西部沉积有古生界、中生界、新生界的灰岩、砂岩、泥岩以及煤系 地层,东部平原堆积了巨厚的第四纪和近代河流冲积层,造成为了泛博的冲积 平 原,堆积物属黏土、壤土、砂壤土和粉细砂等松散岩系。勘察区位于海河流域平原区南部
19、,区内发育有巨厚的第四系松散堆积物,厚度可达数百米。堆积物属黏土、壤土、砂壤土和粉细砂等松散岩系,由 于自然沉积,区域内土层的厚度在空间分布上有一定的差异。勘察区内揭露的 浅部地层主要为壤土、砂壤土、黏土及砂层。土层在空间分布上具有不均匀性。第四系全新统冲洪积(alp Q ):41)黏土:棕黄色,可塑,饱和,韧性较高,干强度较高,含姜石。2)壤土:褐黄色,可塑,饱和,韧性中等,含姜石,夹薄层砂壤土。3)砂壤土:褐黄色,可塑,稍密,稍湿,无韧性或者韧性低,摇震反 应迅速,层中夹粉砂。2. 3地质构造工程区位于华北平原沉降带的南部,为新生代的强烈拗陷区,主要包括临 清凹陷,内黄凹陷和鲁西隆起。区内
20、第三系、第四系地层厚达千米,基底构造 以断裂为主,主要可分为北北东向和北西向两组,地震分布与基底断裂构造有 关。本区属中朝准地台东部,基底隆起,该区域发育有较多断裂构造,邢台 安阳深断裂,北东10度摆布,为继承性正断层,形成于晚侏罗世末期;沧州 大名断裂为平原区的一条重要隐伏断裂,走向北东30度摆布,为中、新生代 继承性活动的正断层;临漳魏县隐伏断裂,走向北东70度摆布,为中、新生 代继承性活动的正断层。主要的历史强震有:1830年的磁县彭城地震,震级为7. 5级,震中烈度 为X度;1966年3月8日和22日的邢台地震,震级为6.8和7.2级,震中烈 度为X度,地震可能产生的破坏形式主要是地裂
21、缝、涌砂和河岸滑坡等。据1/400万中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2022)及中国 地震反应谱特征周期区划图(GB18306-2022),该工程所在肥乡区地震基本烈 度为VII度,地震动峰值加速度为0. 10g,地震反应谱特征周期为0. 40so2. 4水文地质条件该区域内主要河渠主要有东风渠及民有二干渠等;地下水主要为东部平原 的深层和浅层地下水。工程区内地层主要为河流冲积形成的松散堆积物,地表水径流较少,地下 水持续多年的超采导致了多年平均水位持续下降,地下含水层主要为砂壤土和 砂层的孔隙水,潜水稳定地下水位深度在15-30m之间,在挨近渠道和河流附 近可揭露有少量的上层滞水
22、,地下水主要以人工开采的方式排泄。本次勘察期间钻探深度内未揭露地下水。3. 5物理地质现象本次勘察的管道沿线主要发育的物理现象为冲沟和季节性冻土。由于河道 和渠道边坡多为壤土及砂性土,地面高差较大时可产生地表径流冲蚀的冲沟, 冲沟的深度普通在0. 30-0. 50m摆布。勘察区标准冻结深度为0. 50m。3管道的工程地质条件及评价本段管道总长为8.778km,管道自东风渠西侧北屯庄村南已有管道处引水, 沿东风五排支渠向西至民有二干渠东侧处。3.1 地质概况3.1.1 地形地貌管道自东风渠西侧北屯庄村南已有管道处引水,沿东风五排支渠向西至民 有二干渠东侧处。该段管线所在区域为平原地貌,地势西高东
23、低,东侧起点处 处地面高程为44.95m,西侧管线终点处地面高程为48.61 mo3.1.2 地层岩性根据地质测绘和钻探揭露的地层反应该段管道沿线揭露地层为第四系全 新统冲洪积地层,根据岩性、时代和成因将沿线的土层划分为3层,分述如下:第1层壤土(alp Q 2):褐黄,稍密,可塑,稍湿,湿,层中夹薄层黏土4及砂壤土,该层壤土分布于管线桩号0+000-2+500及桩号5+500-8+778段地表 浅层处,揭露厚度为3. 50-5. 80mo第2层砂壤土 (alp Q 2):褐黄,中密,稍湿,湿,层中含粉砂,分布于4桩号0+000-2+500段、桩号5+500-7+600段壤土层下部及桩号3+0
24、00-5+000段 地表浅层处。第3层黏土(alp Q 2):黄棕,褐灰色,可塑,饱和,断面光滑稍有光泽,4该层黏土位于壤土及砂壤土下部,本次勘察未穿透该层,最大揭露深度4. 10。3.1.3 地质构造据1/400万中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2022)及中国 地震反应谱特征周期区划图(GB18306-2022),该工程所在肥乡区地震基本烈 度为VD度,地震动峰值加速度为0. 10g,地震反应谱特征周期为0. 40so4. 1.4水文地质条件工程区内地层主要为河流冲积形成的松散堆积物,地表水径流较少,地下 水持续多年的超采导致了多年平均水位持续下降,地下含水层主要为砂壤土和 砂
25、层的孔隙水,潜水稳定地下水位深度在15-30m之间,在挨近渠道和河流附 近可揭露有少量的上层滞水,地下水主要以人工开采的方式排泄。本次勘察 8. 0m深度范围内未揭露地下水。5. 1.5物理地质现象本次勘察的管道沿线主要发育的物理现象为冲沟和季节性冻土。由于河道 和渠道边坡多为壤土及砂性土,地面高差较大时可产生地表径流冲蚀的冲沟, 冲沟的深度普通在0. 30-0. 50m摆布。勘察区标准冻结深度为0. 50m。3. 2工程地质分段及评价3. 2. 1 桩号 0+0002+500 段本段地层主要为上部壤土,下部砂壤土为主的粘性土均一结构地层,局部 夹有黏土,表层壤土层厚o供水管线与地基壤土层磨擦系数取值 0.25,与地基砂壤土层磨擦系数取值0.35。