張保勝

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

張峰水庫位于晉城市沁水縣張峰村沁河干流上，是一座以城市生活、工業(yè)用水和農(nóng)村人畜飲水為主，兼顧防洪、發(fā)電等綜合利用的大型水利樞紐工程。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值0.05 g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0.45 s，地震基本烈度為6度。

張峰水庫輸水工程原設(shè)計(jì)方案由總干、一干、大陽聯(lián)接段、二干和三干組成，主要建筑物有倒虹吸、渡槽、隧洞、明渠、輸水管道、調(diào)節(jié)水池和揚(yáng)水站等。

原方案總干始于張峰水庫供水發(fā)電洞出口，至?xí)x城市澤州縣東大陽村西北的調(diào)壓水池，長(zhǎng)50.05 km；后經(jīng)由聯(lián)接段至大陽鎮(zhèn)東1 km處的二、三干分水口，長(zhǎng)3.254 km。

根據(jù)水利部《關(guān)于山西省張峰水庫工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告的批復(fù)》中的有關(guān)內(nèi)容，于2005年4月至2006年9月，對(duì)輸水總干渠后半段煤（鐵）礦采空區(qū)及壓煤?jiǎn)栴}進(jìn)行了專題性研究，提出了《山西省張峰水庫輸水工程采空區(qū)調(diào)查報(bào)告》，全面調(diào)查了工程區(qū)煤礦采空區(qū)的分布，分析研究了煤礦采空沉陷變形的危害及其影響程度。為了輸水工程的運(yùn)行安全，工程中調(diào)蓄水池、隧洞等建筑物應(yīng)盡量避開采空區(qū)，壓力管道通過采空區(qū)時(shí)，在設(shè)計(jì)上應(yīng)采取相應(yīng)的工程措施。通過對(duì)煤礦采空區(qū)的進(jìn)一步調(diào)查分析，其初設(shè)方案總干線路未能完全避開采空區(qū)。為此，提出了總干輸水線路變更方案，并對(duì)輸水總干后半段線路布置進(jìn)行了多方案比選。

根據(jù)2007年1月11日總干輸水線路比選咨詢會(huì)專家意見，在掌握的采空區(qū)分布情況和地質(zhì)資料基礎(chǔ)上提出6個(gè)設(shè)計(jì)比選方案，以滿足輸水線路初步方案的比選要求。通過比選，推薦的壓力管線輸水方案具有較大的優(yōu)越性，是可行的方案。備用方案是對(duì)原初步設(shè)計(jì)方案線路布置進(jìn)行優(yōu)化，盡量避開采空區(qū)，對(duì)無法避開采空區(qū)隧洞段采取工程處理。

通過多個(gè)方案反復(fù)論證，最終選定壓力管線方案，該方案總干輸水工程從渠首至高平市南韓莊總干末端調(diào)蓄水池，全長(zhǎng)63 km。其中總干前25 km（渠首至沁水縣端氏鎮(zhèn)金峰村20號(hào)隧洞出口）仍為原線路設(shè)計(jì)方案；總干后38 km（沁水縣端氏鎮(zhèn)金峰村20號(hào)隧洞出口至高平市南韓莊總干末端調(diào)蓄水池）主要采用壓力管道輸水，壓力管道輸水接20號(hào)隧洞出口后，穿固縣河，經(jīng)胡底村、樊莊村、交河村、原村、陳莊村、掌里村，至南韓莊村東南總干末端調(diào)蓄水池。

2 總干壓力管線胡底河地段工程地質(zhì)條件

線路涉及的地層巖性主要為第四系全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal）卵石混合土、混合土卵石，偶見漂石，局部夾低液限黏土、含礫低液限黏土透鏡體，礫、卵石主要成份為砂巖，呈次棱角狀，顏色為紅、淡黃、灰綠色。在河漫灘地段，地表普遍覆蓋一層厚約1 m的人工造田形成的人工堆積低液限黏土，呈淡黃色，濕，可塑性高。

樁號(hào)0+924.77～14+000地段，胡底河谷底寬一般300 m左右，線路多位于河漫灘，局部地段穿過河床，地面高程641～888 m，河谷兩岸多為第四系中更新統(tǒng)（Q2pl）低液限黏土岸坡，局部地段裸露二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）泥巖，基巖強(qiáng)風(fēng)化帶厚2～5 m。

混合土卵石層實(shí)測(cè)錐貫錘擊數(shù)3～50擊，平均值16.22擊，鉆桿長(zhǎng)度修正后，錐貫錘擊數(shù)2.67～40.5擊，平均值13.01擊，共錐貫69點(diǎn)次。低液限黏土層實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)5～11擊，平均值8.83擊，修正后標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)4.58～10.48擊，平均值8.10擊，標(biāo)貫6點(diǎn)次。

混合土卵石層的漂卵石含量33.1%～63.0%，平均值56.3%；礫石含量18.6%～36.7%，平均值26.7%；砂含量11.7%～28.9%，平均值16.1%；粉黏粒含量0.2%～2%，平均值0.9%；不均勻系數(shù)68.1～420.9，平均值142.5；曲率系數(shù) 0.1～7.8，平均值 2.7。

混合土卵石層滲透系數(shù)9～23m/d，平均值15.0m/d，大值平均值19.5 m/d。鉆孔注水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 樁號(hào)0+0+924.77～14+000地段鉆孔注水試驗(yàn)成果

地基承載力建議值：混合土卵石300～400 kPa，低液限黏土、含礫低液限黏土80～100 kPa。基坑臨時(shí)開挖邊坡：混合土卵石水上 1∶1.0～1∶1.25，水下 1∶1.25～1∶1.5，低液限黏土、含礫低液限黏土 1∶0.75。

該段地下水位埋深一般0～5m。其中樁號(hào)0+924.77～6+582.50地段壓力管線多位于地下水位以下，或接近地下水位。樁號(hào)6+582.50～14+000地段壓力管線多位于地下水位水上，或接近地下水位?；旌贤谅咽瘜訚B透系數(shù)大，屬強(qiáng)透水地層，存在基坑涌水問題，基坑開挖時(shí)需采取排水和抗沖刷措施。

此外，局部地段地形地質(zhì)條件比較特殊，應(yīng)引起注意。其中在樁號(hào)5+050～5+127地段，線路位于胡底河左岸陡坎邊緣，地面高程705 m左右，該陡坎地層巖性為含礫低液限黏土，管線左側(cè)為一電站，施工場(chǎng)地不夠?qū)掗?。在樁?hào)5+869.18～6+138.10地段附近，存在含礫低液限黏土透鏡體，埋深約3 m，厚0～1.5 m。在樁號(hào) 7+917.15～7+971.50 地段，地表為生活垃圾，厚0～2 m，其下為混合土卵石。在樁號(hào) 10+846.87～12+220.33地段及樁號(hào) 12+944.58～13+959.752地段，通過玉溪村、王回村一帶胡底河右岸灘地，分布有含礫低液限黏土地層，埋深 3～3.5 m，厚 0～2.2 m。

樁號(hào)14+000～17+653.2地段位于沁水縣樊莊村西至河北村西的胡底河谷中，河谷底寬50～100 m，線路地面高程887～970 m。溝底常年有水，地下水位埋深0～3 m，局部地段穿過河床。

線路涉及的基巖地層巖性為二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s），以綠黃色泥質(zhì)砂巖為主，夾紫紅色泥巖、鈣質(zhì)砂巖、礫巖等，強(qiáng)風(fēng)化帶厚2～4 m。其中樁號(hào)14+448.52～15+063.16地段，分布有低液限黏土透鏡體，埋深 4～6 m，厚 0～4 m。

混合土卵石層漂卵石含量58.9%～65.0%，平均值61.7%；礫石含量23.4%～27.0%，平均值25.4%；砂含量10.6%～14.3%，平均值12.2%；粉黏粒含量0.2%～1.1%，平均值0.7%；不均勻系數(shù)92.7～133.1，平均值111.6；曲率系數(shù) 2.6～6.1，平均值 3.8。

混合土卵石層實(shí)測(cè)錐貫錘擊數(shù)2～14擊，平均值7.38擊，修正后錐貫錘擊數(shù)1.92～12.37擊，平均值5.54擊，共錐貫29點(diǎn)次。

地基承載力建議值：混合土卵石200～300 kPa，低液限黏土、含礫低液限黏土80～100 kPa?；旌贤谅咽瘜踊优R時(shí)開挖邊坡：水上 1∶1.0～1∶1.25，水下 1∶1.25～1∶1.5，低液限黏土、含礫低液限黏土 1∶0.75。

混合土卵石層滲透系數(shù)為19.5 m/d，屬強(qiáng)透水地層，存在基坑涌水問題，開挖時(shí)需采取排水措施。

3 結(jié)語

張峰水庫輸水工程總干位于呂梁—太行斷塊、沁水塊坳的沾尚武鄉(xiāng)—陽城北北東向褶帶的南部。工程區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要構(gòu)造形跡為褶皺，無活動(dòng)性斷裂。輸水線路沿線無滑坡或潛在不穩(wěn)定邊坡存在，場(chǎng)地穩(wěn)定性好。

輸水線路壓力管道主要從第四系松散覆蓋層通過，在交河以前地段管線涉及的地層巖性以混合土卵石、卵石混合土為主，局部地段為低液限黏土，線路多位于河床或河漫灘，存在防洪抗沖問題。