安徽省水利水电勘测设计院勘测分院 安徽蚌埠 233000
摘要：本文对无为县凤凰颈新站拟建站址水文地质条件和工程地质条件进行简要分析。
关键词：水文地质；工程地质
1工程概况
拟建凤凰颈新站位于无为大堤凤凰颈闸附近，是改善西河和巢湖洪水出路问题的关键工程。根据新修编的巢湖流域防洪规划并结合引江济淮规划的要求，拟定该站设计排涝流量为150m3/s，另加50m3/s作为备用，引江流量100m3/s，按排涝、引江的双向功能布置，并考虑了自排、自引要求。
2 区域地质概况
工程区位于长江左岸，以河湖相冲积平原为主。工程范围内地形起伏不大，站址处无为大堤堤顶高程18.2～18.8m，堤内地面高程8.5~11.0m。
工程区位于扬子地层区下扬子地层分区六合巢县地层小区，工程区内地表广泛出露第四系松散堆积层，下伏地层为志留系—第三系（S—R）基岩。勘探深度范围内揭露地层主要为第四系粉质壤土、粉质粘土及砂壤土、细砂，粘性土与砂性土互层等。
工程区地处于扬子准地台（Ⅲ）下扬子台坳（Ⅲ2）沿江拱断褶带（Ⅲ2 2）。区域地质资料表明，震旦纪以来，沉积了以海相为主的地层。本区主要褶皱运动发生于印支旋回，燕山旋回则以岩浆活动及断裂变动为主，这是本区明显而剧烈的两场地壳运动，形成了长江挤压破碎带、含山挤压褶皱带；特别是燕山运动奠定了本区的各种构造型式的基本形态。其河道发育受淮阳弧东翼及宁镇弧形构造控制。燕山旋回剧烈运动形成的长江下游深断裂带。侏罗纪以来，穹断褶束断块隆起，凹断褶束转变为断陷盆地，断裂发育，以北北东向及东西向断层、断裂最为显著。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2015），工程区Ⅱ类场地条件下基本地震动峰值加速度为0.10g，工程区相应地震基本烈度为Ⅶ度，基本地震峰值加速度反应谱调整周期为0.45s。
3水文地质条件简述
根据工程区土层结构及其赋水特征，可划分两大含水层，主要特征如下：
孔隙潜水含水层：主要赋存于人工填土、①2层中、重粉质壤土中，由于上述地层局部夹有砂壤土、轻粉质壤土，具一定的含水性，构成含水层，分布不连续，主要受大气降水和地表水补给，并向附近河流排泄，长江和西河是地下水的最低排泄基准面。地下水位与附近地表水体水力连系密切，地下水位随季节变化，雨季水位较高，旱季埋藏较深。
孔隙承压水主要赋存于相对隔水层下部②夹层层砂层壤、③层粉细砂或以透镜体形式分布的砂壤土中。因其上部有一定厚度的相对不透水层的覆盖，从而形成一定的承压性，含水层厚度差异较大。该含水层顶板起伏较大，其承压水头受江河水位影响。
地下水主要由大气降水和地表水补给，其运动特征随季节变化。洪水期，江河水位抬高，地下水向远离江河方向的圩区运移，并在堤内局部地段呈散浸、渗漏、管涌的形式逸出；而枯水期，江河水位降低，地下水则向河道方向运移排入江河中。
4场地地质情况
4.1地层特征
根据勘探表明凤凰颈新站拟建址区的地层主要由第四系冲、洪积形成。根据勘探揭露，地层自上而下分为6层，现先后描述如下：
人工填土（Qml 4）：灰～灰黄色，稍湿～湿，可塑，以重粉质壤土为主，夹中、轻粉质壤土，局部为杂填土夹碎石等。属中等压缩性土。层厚1.40～11.70m，层底高程5.63～10.32m。
①1层淤泥（Qal 4）：灰色，饱和，流塑，局部夹砂壤土或粉细砂。属高压缩性土。层厚0.30～2.00m，层底高程1.32～7.20m。
①2层中、重粉质壤土（Qal 4）：灰～灰黄色，很湿，软塑～可塑，局部夹砂壤土，表层为耕土。属中等偏高压缩性土。层厚0.60～4.60m，层底高程3.34～9.28m。
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②层淤泥质中、重粉质壤土（Qal 4）：灰色，饱和，流塑～软塑，局部夹砂壤土、粉细砂，夹较多腐殖质，局部为草木灰。属高压缩性土。层厚1.40～21.40m，层底高程-14.82～5.78m。
②夹层淤泥质中、重粉质壤土与粉细砂互层（Qal 4）：灰色，饱和，松散～软可塑，局部稍密，夹腐殖质。属中等偏高压缩性土。层厚2.10～20.30m，层底高程-18.32～-4.65m。
③层粉细砂（Qal 4）：灰色，饱和，中密~密实，含云母碎片，夹砂壤土较多，局部夹薄层粉质壤土。本次勘察最大深度内未揭穿该层，已揭露最大厚度为24.10m，最低层底高程为-35.73m
4.2水文地质条件分析及评价
1）含、隔水层结构
根据本次勘探资料，注水试验及土工试验资料分析，工程区地面以下45.50m内勘探深度范围内，地下水类型地下水类型为孔隙潜水和孔隙承压水。
根据地层岩性和含水层特征可划分出两层含水层和一层隔水层，其中第一含水层为孔隙潜水，第二含水层为孔隙承压水，分层叙述如下：
第一含水层由人工填土、①2层中、重粉质壤土组成，由于上述地层局部夹有砂壤土、轻粉质壤土，具一定的含水性，构成含水层，该含水层为第四系冲积堆积物，结构松散，且受长期干湿交替和耕作的影响，主要接受大气降水和地表水补给。
第一隔水层为②层游泥质中、重粉质壤土，微透水性，该隔水层厚度不一，场区均有分布，为良好隔水层；
第二含水层为隔水层下部②夹层层砂层壤、③层粉细砂或以透镜体形式分布的砂壤土中，分布不连续，中等透水性。因其上部有一定厚度的相对不透水层的覆盖，从而形成一定的承压性，含水层厚度差异较大。该含水层顶板起伏较大，其承压水头受江河水位影响。
前期勘探期间内（2012年1月），测得凤凰颈闸进水渠水位高程为7.95m左右，场区潜水位高程为6.23～11.96m左右，测得第二含水层承压水位为7.00～7.95m，承压水头高度约为8.20~12.80m；本期勘探期间内，测得凤凰颈闸进出水渠水位高程均为8.70m左右，场区混合水位高程为8.20～12.42m左右。由于第一隔水层被长江、西河切割，使其下部第二含水层与上部潜水或江河水相通，使得场区内承压水同江河水位以及潜水相互影响较明显。
结合本工程情况，第一、二含水层对工程影响均较为密切，对于第一含水层，基坑开挖时只要作好一定的排水措施，该层地下水对工程影响不大。对于泵房、前池等处开挖较深，设计应需考虑第二含水层中承压水突涌的可能性，必要时采取深井降水措施。
4.3工程地质条件评价
1）根据本次勘察，工程区范围内地层岩性及其空间分布比较稳定，没有大的变化，同时也没有发现有明显的不良地质现象，属稳定场地。但由于浅层地基土以淤泥质粉质壤土为主，强度较低，且该层下部多为透水性较大的粉细砂、砂壤土，拟建场地工程地质条件较差。
2）根据设计要求，拟建泵房底板顶高程为-4.65m，结合勘察成果，泵房底板将主要座落于②层淤泥质中、重粉质壤土中，部分座落于②夹层淤泥质中、重粉质壤土与粉细砂互层中。②层土属软弱土层，其允许承载力约为65kPa，强度较低，高压缩性；②夹层土允许承载力约为90kPa，强度稍低，中～高压缩性。地基存在承载力偏低和沉降变形问题，必须予以加固处理，可采取钻孔灌注桩或水泥土搅拌桩处理。
长江侧出水渠与无为大堤交汇处设出水闸，闸底板顶高程3.00m，出水闸闸室底板将座落于②层淤泥质中、重粉质壤土中，为软弱土层，地基存在承载力偏低和沉降变形问题，地基必须予以加固处理，可采取水泥土搅拌桩或水泥土换填处理。
在西河侧引渠上设置进水闸，闸底板顶高程2.20m，进水闸闸室底板将座落于②层淤泥质中、重粉质壤土中和②夹层淤泥质中、重粉质壤土与粉细砂互层中，均为软弱土层，允许承载力分别为65kPa和90kPa，地基存在承载力偏低和沉降变形问题，地基必须予以加固处理，可采取水泥土搅拌桩或水泥土换填处理。
交通桥基础均座落于①2中、重粉质壤土、②层淤泥质中、重粉质壤土或②夹层淤泥质中、重粉质壤土与粉细砂互层中，上述土层均为中等偏高~高压缩性，允许承载力较低，不宜作为桥梁基础持力层，可采用钻孔灌注桩。
②夹层淤泥质中、重粉质壤土与粉细砂互层，据渗透试验成果分析，该层土具水平层理，水平向透水性较大，为中等透水性。
③层粉细砂，强度较高，平均标准贯入击数为22.7击，其允许承载力约为180kPa，属低压缩性土，该层分布在场区内分布较为稳定，本工程若采用桩基时，可以选用该层作为桩端持力层，但需注意，该层顶板高程起伏较大。
3）基坑稳定性评价
泵站基坑为深基坑，开挖土层以人工填土、①2层、②层及②夹层为主，厚度稳定，可采用放坡开挖，但由于基坑深度超过5m，应分级放坡开挖，分级处设过渡平台，开挖坡比宜缓于1：3.0，必要时需采取一定的基坑支护措施。基坑底下卧层为②夹层、③层土，有承压水，存在坑底突涌、流沙等问题，需采取一定的降水、排水措施。
参考文献
[1]《水利水电工程地质勘察规范》 GB50487-2008
[2]《泵站设计规范》 GB50265-2010
论文作者:翟启明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/22
标签：壤土论文; 含水层论文; 高程论文; 细砂论文; 水层论文; 地层论文; 压缩性论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;