截潜流工程地质分析及评价

【关键词】截潜流；潜水储存量；基坑涌水量；分析及评价 

　　1 基本情况 

　　该截潜流工程位于郜河支流上，周边植被覆盖较好。该支流到枯水年和枯水季就会出现断流情况，而村民灌溉大多依靠郜河支流的地表水，为解决耕地在枯水年和枯水季的灌溉问题进行了本次截潜流工程。 

　　该工程构筑物有截潜构筑物和集潜构筑物。截潜构筑物为混凝土防渗墙（截潜坝），集潜构筑物为一口大口井。 

　　2 地形地貌 

　　工程位于县城城北方向，距县城约35km，属于太行山区，境内有浅山区和深山区，拟建工程位于九口子乡上连庄村西南方向郜河支流上，总体流向为由西向东方向，河滩宽度约50m，河床高程约216.5～217.9m。河流两岸山体较为对称，工程区两岸高程约220～222m，山体较为陡峭。河床宽阔，坡度较缓。 

　　河床两侧漫滩及阶地不发育。仅局部地段高出滩地0.5～2.0m，连续性差，推测为原阶地被侵蚀或人工改造所致。 

　　3 地层岩性 

　　为查明工程地质条件，在截潜坝中心线布置4个钻孔，主要揭露的地层岩性有太古界阜平群湾子组（Arw1）片麻岩，第四系全新统冲洪积（Q4pal）砾砂，第四系人工堆积（QS）素填土；地质剖面详见图1。 

　　通过初步勘察，截潜坝横跨郜河支流，河谷宽度约160m，覆盖层厚度5.3～13.5m，岩性主要为砾砂层，仅河道右侧梯田表层2.0m范围内为第四系人工堆积的素填土；砾砂层下伏强～弱风化片麻岩。 

　　4 工程地质分析及评价 

　　4.1 砾砂层透水性分析及评价 

　　河床砾砂层渗透系数k建议值7.0×10-2cm/s，具强透水性；砾砂层多呈稍密～中密状态，无软弱下卧层，承载力建议值260kPa。 

　　修建截潜坝，砾砂层被全部截断，对坝基的渗透稳定无不利影响。钻孔揭露截潜坝址地下水位埋深1.1～6.0m，含水层（只计算砾砂层）厚度7.4～7.8m。 

　　①潜水储存量计算，根据潜水储存量计算公式： 

　　Q储=μHF 

　　式中，μ―含水层给水度，工程区为砾砂，查表取0.25； 

　　H―不透水层顶板至正常年开发后最低潜水位的厚度（m），取7m； 

　　F―区域面积（m2），经推算截潜坝上游区域约为26000m2。 

　　根据上述数据，计算结果约为4.55万m3。 

　　储存量的作用为调节补给量和开采量的关系，在枯水年时，补给量减小，抽水量增多，这时需要动用储存水量，而在丰水年时再进行补充恢复。在补给量计算时需考虑降雨入渗补给、径流补给、河流入渗补给及年灌溉用水、蒸发量等因素。 

　　②基坑涌水量计算，根据设计方案，本工程截潜方案为地下连续墙，基坑主要为上部导槽开挖及其他临时工程所用，假设主河槽处基坑长60m，宽5m，深3m。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）附录E潜水完整井的计算公式： 

　　式中，K―渗透系数（m/d），取7.0×10-2cm/s（合60.5m/d）； 

　　H0―潜水含水层厚度（m），取7m； 

　　S0―基坑水位降深（m），假设水位降至坑底0.5m，即埋深3.5m处，地下水位埋深取1.3m，则S0为3.5-1.3=2.2m； 

　　R―降水影响半径（m），取河宽130m； 

　　r0―基坑等效半径（m），取30m。 

　　根据上述数据，计算结果为2948m3/d。 

　　因此，在基坑内作业时，为保证干场作业，每约4000m2的河底面积涌水量约为2948 m3/d。建议采用坑底开挖排水沟强排与集水井相结合的降排水方式，并请设计根据施工组织设计方案确定集水井的数量及水泵型号，确保施工中基坑涌水得到有效、及时排放。 

　　4.2 基岩地质特性评价 

　　坝基下伏片麻岩，勘察揭露强、弱两种风化状态。 

　　强风化片麻岩岩体较破碎，节理裂隙较发育，承载力建议值800kPa，岩体与混凝土接触面抗剪断强度建议值：f'=0.70、c'=0.35MPa，岩体的抗剪断强度建议值：f'=0.60、c'=0.35MPa，抗剪强度指标偏低。 

　　弱风化片麻岩岩体较完整，承载力建议值1200kPa，岩体与混凝土接触面的抗剪断强度f'=0.95、c'=0.80MPa，岩体的抗剪断强度f'=1.0、c'=0.90MPa，抗剪切强度指标较高。 

　　4.3 坝基渗漏分析及评价 

　　勘探过程中，坝址区未揭露大的断裂、破碎带等地质构造，也未发现软弱夹层，岩体中普遍存在节理，产状不稳定，节理贯通性较差，推断坝基岩层存在强渗漏情况的可能性不大。 

　　4.4 左右坝肩绕渗分析及评价 

　　左右坝肩均为岩体，表层强风化层厚2～3m，节理裂隙较为发育，岩体较为破碎，透水性较强，存在坝肩绕渗问题，建议进行防渗处理；弱风化岩体结合钻孔岩芯及压水试验成果，推测透水率小于3Lu，可视为相对隔水层。 

　　5 结 语 

　　截潜流工程建成后，能有效地解决农田灌溉问题；截潜坝顶高程与河底平齐，不抬高河床，使得洪水能够安全下泄；与其他坝型相比，减少了水面蒸发损失，水的利用率能得到很大提高。 

　　参考文献： 

　　[1] 骆鸿固.截潜流工程[M].水利出版社，1981：39～44. 

　　[2] JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程[S]. 

　　[3] GB50487-2008，水利水电工程地质勘察规范[S]. 

　　[4] SL 251-2000，水利水电工程天然建筑材料勘察规程[S].