张峰水库总干七坡泵站工程地质条件评价

张保胜

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概况

张峰水库位于晋城市沁水县张峰村沁河干流上，距晋城市城区90 km，总库容3.94亿m3，是沁河干流上一座以城市生活与工业用水、农村人畜饮水为主，兼顾防洪、发电等综合利用的大型水利枢纽工程。

原初设张峰水库输水工程方案由总干、一干、大阳联接段、二干和三干组成，主要建筑物有倒虹吸、隧洞、渡槽、明渠、输水管道、调节水池和扬水站等。

总干原初设方案始于张峰水库供水发电洞出口，至泽州县东大阳村西北末端的调压水池，长50.05 km；然后经联接段至大阳镇东1 km处的二、三干分水口，长3.254 km。

通过专家多个方案的反复论证，最终选定了压力管线方案。张峰水库总干输水方案工程从渠首至高平市南韩庄总干末端调蓄水池，全长63 km。其中总干前25 km（渠首至沁水县端氏镇金峰村20号隧洞出口）仍为原线路设计方案不变；总干后38 km（沁水县端氏镇金峰村20号隧洞出口至高平市南韩庄总干末端调蓄水池）主要采用压力管道输水，其管道接20号隧洞出口后，穿固县河，经过胡底村、樊庄村、交河村、原村、陈庄村、掌里村，终至南韩庄村东南总干末端调蓄水池。

2 七坡泵站工程地质条件及评价

2.1 工程地质条件

七坡泵站站址位于七坡村东胡底河左岸河漫滩，输水线路桩号5+869.18处。因河道整治，地势平坦开阔，地面高程718 m左右，现为桑园及耕地。

站址表层为第四系全新统（Q4pal）洪冲积物，岩性为混合土卵石、低液限黏土，厚度10～13 m。下伏基岩为二叠系上统上石盒子组（P2s）砂岩、砂质页岩。地基底高程712.9 m，开挖深度5～6 m。

场地地下水位埋深3.0 m左右，由南边向北边河床排泄。据钻孔ZK08Q-2、ZK08Q-4注水试验资料，卵石混合土渗透系数为23 m/d。

站址地基覆盖层从上到下地层岩性依次为：

第一层为耕植土，褐色，松散，多含植物根系，厚度 0.1～0.5 m。

第二层为混合土卵石、卵石混合土层，褐色，厚1.95～3.95 m，场地南部薄，北部逐步变厚。漂卵砾石成份多为砂岩，漂卵石含量55.5%～66.3%，多呈次棱角状，局部含孤石，砾含量21.6%～29.5%，呈次棱角～次圆状，砂为中粗砂，矿物成份主要为石英、长石及页岩碎屑，含量10%～16.1%，含少量细粒土。据勘探资料，本层锥贯击数13～36击，平均值23.17击，经钻杆修正后锥贯击数为22.7击，锥贯点数为6个点（次）。

第三层为含砾低液限黏土层，褐黄色，湿～饱和，硬塑，较均匀，厚0.6～3.8 m，场地南厚，沿北边河床方向逐步浸灭。据钻孔取样试验，含水率为17.3～18.5，平均值17.9，液性指数0.09～0.17，平均值0.14，饱和压缩系数大值平均值0.31 MPa-1，属中等压缩性土，饱和快剪小值平均值c=8.5 kPa，φ=16.8°，取每组峰值强度统计得出小值平均值，用最小二乘法算出c=9.4 kPa，φ=17.4°。据本次钻孔标准贯入试验锤击数8～13击，平均值9.8击，修正后标准贯入试验锤击数平均值9.01击。

第四层为混合土卵石、卵石混合土层，性状同第二层，局部夹薄层低液限粉土透镜体。本层钻孔锥贯锤击数12～50击，平均值为25.3击，钻杆修正后锥贯锤击数平均值为18.92击，锥贯点数为27点次。

2.2 工程地质评价

2.2.1 地基承载力

建筑物地基主要涉及地层有混合土卵石、卵石混合土层及低液限黏土层。据现场钻孔标锥贯试验及低液限黏土室内试验，地基承载力地质建议值：混合土卵石、卵石混合土层300～400 kPa，低液限粉土层80～100 kPa。

2.2.2 基坑边坡稳定

基坑边坡开挖涉及地层有混合土卵石、卵石混合土及低液限黏土层，结构松散，且地下水位埋深较浅，边坡稳定性较差。开挖边坡坡度建议值：低液限黏土为1∶0.75～1∶1.0；混合土卵石边坡坡度分两种情况：水上 1∶1.0～1∶1.25，水下 1∶1.25～1∶1.5，必要时进行支护处理。

2.2.3 基坑涌水

建筑物基础置于第四系全新统洪冲积（Q4pal）混合土卵石、低液限黏土中，基底为混合土卵石层。地基底高程712.9 m，开挖深度5～6 m。场地地下水位埋深3 m左右，基础底面低于场地地下水位，在开挖过程中，基坑将产生涌水现象。

根据钻孔资料，场地主要含水层为Q4pal地层中的卵石混合土层，含砾低液限黏土属相对隔水层。基坑涌水量估算参考《建筑基坑支护技术规程》，选用均质含水层承压—潜水非完整井基坑涌水量。计算公式如下：

式中：Q——涌水量，m3/d；

K——渗透系数，m/d，取值23.5；

M——含水层厚度，m，7.6；

H——承压水头高度，9.1 m；

h——降深后水位高度，6.1 m；

r0——基坑半径，取值20.3 m；

R——影响半径，取值77.0 m。

经计算，基坑涌水量约为2 001.08 m3/d。

2.2.4 场地水腐蚀性评价

场地地下水及河水均为HCO3-Ca型水，地下水及河水pH指标分别为6.3和6.28。据《水利水电工程地质勘察规范》附录G判别，环境水对混凝土腐蚀程度为弱腐蚀，腐蚀性类型为分解类一般酸性型。

3 结语

水库输水工程总干所处吕梁—太行断块、沁水块坳的沾尚武乡—阳城北北东向褶带的南部。工程区内地质构造简单，主要构造形迹为褶皱，无活动性断裂，其输水线路沿线无滑坡或潜在不稳定边坡存在，场地稳定性好。总干工程区地震动峰值加速度值0.05 g，地震动反应谱特征周期0.45 s，地震基本烈度为6度。