論地質勘探在泵站工程中的應用與分析

黃忠

摘要：右江河谷地質情況復雜，增加了高揚程抽水泵站建設難度，本文分析泵站四級揚程基本概況，采用現場地質鉆探揭露、原位測試與室內土工試驗相結合的方法，對四級泵站的工程地質條件及特征進行詳細探討，提出其不良地質問題主要是地形起伏大、有崩塌、場地排洪和地基隱患等四個方面，供泵站建設進行參考和決策。

關鍵詞：抽水站; 地質勘探; 地質條件;

1泵站基本情況

某抽水站為四級揚程，其中一級泵站位于田陽縣田州鎮三雷村右江河段左岸沖溝邊（控制洪水位線），擬建泵站整平高程約748 m，泵站設計揚程111m;二級泵站位于右江河左岸二級階地，擬建泵站整平高程843 m，泵站設計揚程125 m; 三級泵站位于右江河中游左岸一級基座階地，擬建泵站整平高程934 m，泵站設計揚程100m;四級泵站位于右江河左岸湖盆堆積物之上，擬建泵站整平高程1 010 m，泵站設計揚程96 m。

2 地質條件分析

2.1一級泵站工程地質條件

擬建泵站所處沖溝長約1 km，匯水面積約1 km2 ，溝頂高程約973 m，下游溝口部位溝心高程約733 m，溝心最大寬度約50 m。溝兩側均為上三疊統砂泥巖組成的陡峭巖質邊坡，呈多級臺階狀，總體坡度在40°左右。

根據現場調查，擬建場地地層產狀為NNE0 ～ 10NW∠1°～ 3°，擬建場地內未見有活動性斷裂，僅在基巖內發育一組近正交的共軛剪節理，傾角均近于直立。另在風化帶發育有風化節理，其發育程度因風化程度而異，一般發育深度在地面以下18 m 以內，18m 以下不發育。

根據鉆探揭露，擬建場地地下水位埋深3.5 m，水位標高729.0 m，地下水類型為沖積層松散巖類孔隙潛水，含水層巖性以卵石為主。

2.2二級泵站工程地質條件

擬建二級泵站所處二級階地，為一塊不規則矩形場地，長約280 m，寬約250 m，地面高程880 m，場地東側為一巖質谷坡，坡高約60 m，坡度約35°，現狀邊坡較為穩定。

根據現場調查，擬建場地地層產狀為NNE0 ～ 10NW∠1°～ 3°，擬建場地內未見有活動性斷裂，僅在基巖內發育一組近正交的共軛剪節理，傾角均近于直立。

根據鉆探揭露，擬建場地地下水位埋深大于50 m，水位標高約829.0 m，地下水類型為基巖裂縫水，含水層巖性以砂泥巖構造裂縫為主。

2.3三級泵站工程地質條件

擬建泵站位于右江河中游左岸一級基座階地，地面高程933 ～ 840 m，泵站北東方向為右江河左岸谷坡，現狀谷坡為第四系砂質粘土覆蓋，谷坡高度大于100 m，谷坡較陡地段坡度約30。泵站場地南北兩側沿谷坡各有一條小沖溝，北側沖溝匯水面積0.2 km2 ，南側沖溝匯水面積0. 007 km2。

擬建場地地貌部位為右江河左岸一級基座階地后緣，無基巖出露，根據現場調查，擬建場地無活動斷裂及其它地質構造，僅在場地東邊出露的風化石中存在垂直節理，易產生黃土崩塌。

根據鉆探揭露，擬建場地地下水位埋深5.2 m，水位標高928.33 m，高于右江河河槽地表水位。地下水類型為沖積層松散巖類孔隙潛水，含水層巖性為粉細砂層。

2.4四級泵站工程地質條件

擬建泵站位于右江河左岸湖盆堆積物之上，地面高程1 002 ～ 1 008 m，泵站北東方向為右江河左岸谷坡，現狀谷坡為砂礫質粘土覆蓋，谷坡高度大于50 m，谷坡坡度較緩。泵站場地南側有一條小沖溝，沖溝匯水面積0.3 km2。

擬建場地地貌部位為榆溪河左岸湖盆堆積物之上，無基巖出露，根據現場調查，擬建場地無活動斷裂及其它地質構造。

根據鉆探揭露，擬建場地地下水位埋深24.5 m，水位標高980.7 m，高于榆溪河河槽地表水位。地下水類型為沖積層松散巖類孔隙潛水，含水層巖性為粉細砂層。

3主要工程地質問題分析

3.1 地形起伏較大，增加了施工開挖量和難度

擬建泵站所處位置現狀地形起伏較大，如一級泵站高程定在742 m，則必須對現有坡腳進行塹坡，最大塹坡高度15m。塹坡時微風化砂巖可按10.5的綜合坡比塹坡; 中風化砂泥巖可取1.75的綜合坡比，強風化砂泥巖可取1：1的綜合坡比，具體設計時可結合地形條件將塹坡坡線設計為多級臺階狀，遵循陡坡寬臺的設計原則。二級泵站現狀地面高程約880 m，設計泵站場地整平高程約836 m，場地需開挖約44 m，上部約20 m 為砂質粘土邊坡，下部24 m 為風化巖邊坡，因此，邊坡開挖高度大，棄土方量大，工程造價高。

3.2 現有場地兩側谷坡均有大量崩塌隱患

雖然三級、四級泵站地勢開闊平坦，兩側無不良地質現象，但一級泵站場地位于右江河右岸一小型沖溝溝心部位，溝兩側基巖谷坡陡峭，崩塌發育，現狀坡腳堆積大量崩積塊石，崩塌體對泵站安全影響較大。二級泵站場地位于右江河左岸殘留二級階地頂部，左岸無崩塌隱患，但右江河右岸谷坡陡峭，巖石裸露，存在崩塌隱患。

3.3 場地排洪問題

一級泵站因為地勢低洼，需進行排洪建設。現有沖溝匯水面積約1 km2 ，溝心回填后，場區排洪問題需要采取相應的工程措施，建議沿溝心左岸布置排洪涵管。二級泵站由于場地整平后標高較低，設計時應充分考慮右江河洪水問題。三級泵站場地南北兩側沿谷坡各有一條小沖溝，北側沖溝匯水面積0.2km2 ，南側沖溝匯水面積0007 km2。四級泵站場地南側有一條小沖溝，沖溝匯水面積0.3 km2 ，所以需在場地內作好排洪渠建設。

3.4部分地基有隱患

一級泵站擬建場地如整平至742 m 高程，則溝心回填土厚度為6 m，大量的泵站設施將位于填方地基，因此必須采用壓實填土，填土材料可選用右江河河床的砂卵石。為避免大填大挖產生的工程地質問題，在工藝允許的情況下，盡量將泵站平面置于不同高程，在泵站平面內，可采用多級支擋的方式，這樣可減小土方工作量，同時提高安全保證。

4 結語

總之，工程地質是影響泵站安全建設的重要因素，通過地質鉆探、原位測試與室內土工試驗，對4 個泵站的地質條件詳細進行了分析，并對地層特征進行了深入討論，針對不良地質問題造成的不安全因素，分別從選址、工程設計、完善配套設施和施工等方面提出相關建議，以確保項目順利實施，值得右江河谷，乃至珠江流域河谷地區高揚程抽水工程進行借鑒。

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（作者單位：田陽區水利局）