南水北調(diào)受水區(qū)安陽(yáng)市供水、輸水管線地質(zhì)災(zāi)害防治措施

司　濤，喬新穎，李鳳穩(wěn)，陳平貨

（1.河南省土地整理中心，河南鄭州450000；2.河南省水利勘測(cè)有限公司，河南鄭州450003）

南水北調(diào)受水區(qū)安陽(yáng)市供水、輸水管線地質(zhì)災(zāi)害防治措施

司濤*1，喬新穎2，李鳳穩(wěn)2，陳平貨2

（1.河南省土地整理中心，河南鄭州450000；2.河南省水利勘測(cè)有限公司，河南鄭州450003）

安陽(yáng)市共設(shè)置供水管線4條，分別向安陽(yáng)市、湯陰縣、內(nèi)黃縣、安陽(yáng)縣、滑縣5市、縣供水。存在和可能引發(fā)的致災(zāi)地質(zhì)作用主要有崩塌、地面不均勻沉陷和膨脹土災(zāi)害等，針對(duì)不同地質(zhì)災(zāi)害采取相應(yīng)工程措施，同時(shí)合理規(guī)范工程活動(dòng)，杜絕或減輕誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的人為因素，加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警措施。管線施工中應(yīng)合理選擇工期，及時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。工程建設(shè)過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)高坡、穿越河流段等潛在崩塌、不穩(wěn)定斜坡段的監(jiān)測(cè)，對(duì)施工人員做好地質(zhì)災(zāi)害防治和安全知識(shí)的普及教育，并制定應(yīng)急預(yù)案，確保施工安全。在管線選材上盡量選用柔性材料，以適應(yīng)變形要求。

南水北調(diào)；受水區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害；防治措施

1　概述

河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水配套工程是總干渠向沿線各市、縣供水的配套設(shè)施，據(jù)南水北調(diào)中線工程總體規(guī)劃：安陽(yáng)市共設(shè)置供水管線4條，分別向安陽(yáng)市、湯陰縣、內(nèi)黃縣、安陽(yáng)縣、滑縣5市、縣供水，線路總長(zhǎng)80.528km。詳見(jiàn)表1。

表1　安陽(yáng)市4條供水管線特性表

2　地質(zhì)概況

2.1地形地貌

南水北調(diào)安陽(yáng)受水區(qū)配套工程大地貌單位分為太行山前沖洪積傾斜平原和黃河沖積平原，地勢(shì)較為平坦，地形總體自西北向東南傾斜，小的地貌單元可分為：低丘崗地、沖洪積傾斜平原、黃衛(wèi)沖（洪）積平原、河谷地貌，局部砂丘砂地。

1號(hào)管線滑縣支線為衛(wèi)河沖洪積平原地貌，管線在該段穿越4條河渠，地面高程57.7～62.1m。

2號(hào)管線所處地貌單元分別為：崗地、丘前沖洪積傾斜平原和黃衛(wèi)沖（洪）積平原，地勢(shì)西高東低。越衛(wèi)河和衛(wèi)河的支流處河谷地貌形態(tài)呈“U”形，寬約100～ 200m，河底寬約10～30m，河漫灘較為發(fā)育，河水受季節(jié)影響較大；在樁號(hào)54+700附近穿越硝河，河谷地貌形態(tài)呈“U”形，無(wú)灘地或少灘。

3號(hào)管線西部地貌屬于太行山東麓山區(qū)向平原過(guò)渡帶的低丘丘陵區(qū)，東部地貌為沖洪積傾斜平原。

4號(hào)管線屬?zèng)_洪積平原地貌，地勢(shì)較為開(kāi)闊，地勢(shì)西北高東南低。管線所經(jīng)地面高程為96.1～93.5m。

2.2地層巖性

評(píng)估區(qū)地表及鉆孔揭露地層主要為上第三系（N1h）河湖相沉積軟質(zhì)巖、第四系中更新統(tǒng)坡洪積層（Q2dlpl）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3alpl）、全新統(tǒng)下段沖洪積層（Q14alpl）和上段沖洪積層（Q24alpl）、風(fēng)積層（Q24eol），地表出露的地層絕大部分為第四系松散沉積物，上第三系僅在小營(yíng)分水口門和董莊分水口門附近有出露?，F(xiàn)由老至新分述如下：

（1）上第三系（N）：為上第三系中新統(tǒng)鶴壁組（N1h），巖性主要為粘土巖、泥灰?guī)r及粉砂巖，多呈互層狀或透鏡體狀。在分水口門附近主要揭示泥灰?guī)r與砂巖互層，在菜園鎮(zhèn)附近主要揭示粘土巖。

（2）第四系中更新統(tǒng)：坡洪積成因（Q2dlpl），巖性主要為重粉質(zhì)壤土。

（3）第四系上更新統(tǒng)：沖洪積成因（Q3alpl），巖性主要為黃土狀輕、中、重粉質(zhì)壤土。

（4）第四系全新統(tǒng)：分為上段和下段。下段沖洪積成因（Q14alpl），巖性為粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)壤土、黃土狀中粉質(zhì)壤土。上段為沖洪積成因（Q24alpl），巖性主要為重粉質(zhì)壤土、輕粉質(zhì)壤土和砂壤土。

第四系全新統(tǒng)風(fēng)積層（Q24eol）：主要為砂丘、砂地，砂丘現(xiàn)多被改造為耕地。

2.3地質(zhì)構(gòu)造與地震

2.3.1地質(zhì)構(gòu)造

大地構(gòu)造分區(qū)屬華北準(zhǔn)地臺(tái)（I）黃淮海坳陷中南部，新構(gòu)造分區(qū)屬華北斷陷—隆起區(qū)（Ⅱ）的河北斷陷東南部。工程區(qū)附近構(gòu)造斷裂主要有安陽(yáng)南斷裂、湯東斷裂、湯中斷裂和湯西斷裂。

2.3.2地震

位于華北地震構(gòu)造區(qū)的河北平原地震帶內(nèi)，河北平原地震帶地震頻度及強(qiáng)度均較高。根據(jù)中國(guó)地震局分析預(yù)報(bào)中心編制的《南水北調(diào)中線工程沿線設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃報(bào)告》（2004年4月）和《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）（中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖1∶400萬(wàn)）確定，該地區(qū)各管線場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度、地震基本烈度見(jiàn)表2。

表2　各管線地震動(dòng)參數(shù)一覽表

3　地質(zhì)災(zāi)害防治措施

地質(zhì)災(zāi)害的防治原則“以防為主，避讓與治理相結(jié)合”，以達(dá)到保護(hù)地質(zhì)環(huán)境，避免和減少災(zāi)害所造成的損失，根據(jù)工程沿線地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害種類及危險(xiǎn)性提出相應(yīng)的防治措施。

地質(zhì)災(zāi)害的防治主要有3個(gè)方面，一是阻止地質(zhì)災(zāi)害作用與受害對(duì)象相遇，即避繞；二是致災(zāi)地質(zhì)作用的防治；三是要減少誘發(fā)和產(chǎn)生新的地質(zhì)災(zāi)害。存在和可能引發(fā)的致災(zāi)地質(zhì)作用主要有崩塌、地面不均勻沉陷和膨脹土災(zāi)害等。對(duì)于不同的地質(zhì)災(zāi)害隱患可采用不同的工程措施和生物措施加以防治。

3.1地質(zhì)災(zāi)害的類型

項(xiàng)目區(qū)地貌類型為：低丘、崗地、沖洪積傾斜平原、黃衛(wèi)沖洪積平原、河谷地貌。現(xiàn)狀條件下未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。通過(guò)地質(zhì)環(huán)境背景條件的分析，結(jié)合人類工程活動(dòng)的影響程度和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查成果，現(xiàn)狀條件下發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害種類有崩塌、地面沉降等。

3.1.1崩塌

本次調(diào)查地面崩塌7處，主要分布于渠、溝、坑的陡峭岸坡處，大多為土質(zhì)坡，個(gè)別為第三系軟巖邊坡，這些崩塌規(guī)模均為小型，危害對(duì)象為耕地、公路、溝渠堤岸、房屋等，詳見(jiàn)表3。

3.1.2地面沉降

評(píng)估區(qū)城市生活和工業(yè)用水、農(nóng)村生活用水、農(nóng)田灌溉用水均主要取自地下水。由于地下水的持續(xù)開(kāi)采，已經(jīng)形成安陽(yáng)—鶴壁—濮陽(yáng)區(qū)域性漏斗，漏斗區(qū)面積為7007km2，水位埋深大于8m，漏斗中心水位埋深為24.56m（2008～2015年資料）。長(zhǎng)期過(guò)量開(kāi)采地下水引起的地面沉降，尚處于初始階段，累計(jì)沉降量和沉降速率均較小，平原區(qū)地面沉降所造成的危害還不太明顯。37號(hào)管線正位于降落漏斗中北部，對(duì)管線有一定的影響。

3.2防治工程措施

3.2.1崩塌的防治措施

崩塌的防治主要采取工程措施：施工中做好支護(hù)，尤其大型河岸、陡坎，做好地表水導(dǎo)流，防治雨水沖刷岸坡；做好支擋工程，增加滑坡的重力平衡條件，使滑坡恢復(fù)穩(wěn)定，禁止挖沙取土，保護(hù)坡腳。對(duì)于大型開(kāi)挖工程，如蓄水池，若開(kāi)挖面在地下水以下或地下水附近，應(yīng)做好降水工作。另外，管線施工中應(yīng)合理選擇工期，及時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，快挖快填，并做好坡面保護(hù)工作。

3.2.2地面不均勻沉陷、地面沉降的防治措施

地面不均勻沉陷的發(fā)生與填土的密實(shí)度和不均勻性有關(guān)，工程建設(shè)過(guò)程中，填方材料應(yīng)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，分層碾壓夯實(shí)應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作和施工。

表3　地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查點(diǎn)一覽表

地面沉降主要為地下水降落漏斗引起，對(duì)于該地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)主要從管道材料著手，采用能適應(yīng)變形的柔性材料。另外應(yīng)優(yōu)化城市供水結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大自來(lái)水供水量，嚴(yán)格控制城市地下水開(kāi)采，尤其是要充分利用地表水調(diào)整供水水源能力，防止降落漏斗進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.2.3膨脹巖地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

工程沿線有部分管段存在膨脹巖土現(xiàn)象，泥灰?guī)r、粘土巖（N）存在遇水膨脹、崩解、失水干裂，抗風(fēng)化能力差，抗剪強(qiáng)度低。大部分地段膨脹巖土為弱—中等膨脹性，工程建設(shè)本身遭受膨脹土災(zāi)害的危險(xiǎn)性小。

膨脹土地區(qū)的管溝、穿越工程、蓄水池工程應(yīng)采取以下措施：臨時(shí)邊坡開(kāi)挖應(yīng)盡量避開(kāi)雨季，縮短邊坡暴露時(shí)間，快挖快埋快填，避免干濕交替引起的邊坡失穩(wěn)，必要時(shí)采取支護(hù)措施。

3.2.4黃土狀土災(zāi)害防治措施

各管線黃土狀土分布區(qū)，管線基礎(chǔ)和管理機(jī)構(gòu)房屋基礎(chǔ)必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)夯處理，并采取必要的防水措施。

3.3合理規(guī)范工程活動(dòng)，杜絕或減輕誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的人為因素

工程設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，減少人為影響，避免因開(kāi)挖切坡、路堤填筑、棄渣堆放等引發(fā)崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。對(duì)于工程活動(dòng)中形成的邊坡采取合理的排水、支擋、護(hù)坡等措施，使工程建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)同步進(jìn)行。為防止工程建設(shè)棄土、棄渣堆放過(guò)程中出現(xiàn)新的地質(zhì)災(zāi)害隱患，棄渣堆放場(chǎng)應(yīng)選擇在地勢(shì)較緩的地帶，嚴(yán)禁在開(kāi)挖邊坡坡頂就近堆放，易受地表水沖刷的溝谷、溝口地帶不得堆放。

3.4地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警措施

工程建設(shè)過(guò)程中，尤其是雨季施工期，要加強(qiáng)對(duì)高邊坡、穿越河流段等潛在崩塌、不穩(wěn)定斜坡段的監(jiān)測(cè)，對(duì)施工人員做好地質(zhì)災(zāi)害防治和安全知識(shí)的普及教育，并制定防治方案，確保施工安全。

4　結(jié)論

針對(duì)不同地質(zhì)災(zāi)害采取相應(yīng)工程措施，同時(shí)合理規(guī)范工程活動(dòng)，杜絕或減輕誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的人為因素，加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警措施。管線施工中應(yīng)合理選擇工期，及時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。工程建設(shè)過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)高坡、穿越河流段等潛在崩塌、不穩(wěn)定斜坡段的監(jiān)測(cè)，對(duì)施工人員做好地質(zhì)災(zāi)害防治和安全知識(shí)的普及教育，并制定應(yīng)急預(yù)案，確保施工安全。在管線選材上盡量選用柔性材料，以適應(yīng)變形要求。

建議對(duì)影響工程安全的地質(zhì)災(zāi)害，采取合理的工程措施達(dá)到預(yù)防和消除危害的目的。

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1004-5716（2016）08-0135-03

2015-12-30

2016-01-01

司濤（1976-），男（漢族），河南周口人，工程師，現(xiàn)從事土地整理勘察、設(shè)計(jì)、施工管理及研究工作。

［1］GB50487－2008水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009.

［2］路苗娥.淺議膨脹土渠道的滑坡及處理措施［J］.西部探礦工程，2015（9）：14-17.