南水北调中线工程总干渠邯邢段渠道特殊地基处理技术

□杨松 姚慧敏

南水北调中线工程总干渠邯邢段渠道特殊地基处理技术

□杨松 姚慧敏

南水北调中线工程总干渠邯邢段渠道地质情况复杂，存在膨胀土（岩）、湿陷性土及饱和砂土等特殊地质渠段，需要采取特定的地基处理措施保证渠道安全。按照不同地基的特性，膨胀土（岩）地基采取换填黏性土方案进行处理，湿陷性黄土地基采取强夯、土挤密桩及翻压方案进行处理，饱和砂土地基采取等能量夯扩挤密碎石桩技术进行处理。根据埋设的长期观测仪器监测通水数据显示，总干渠渠道运行正常。

地基处理；膨胀土（岩）；湿陷性土；饱和砂土

南水北调中线工程总干渠邯邢段以冀豫交界处的漳河北为起点，沿京广铁路西侧的太行山东麓自南向北，经过河北省邯郸、邢台两市及所属8个县（市），至邢台石家庄交界的梁村为止，总长度172.751km，其中，渠道长162.107km，建筑物长10.644km。本段渠线较长，地层岩性变化较大，经过膨胀性土（岩）、湿陷性土及饱和砂土等特殊地质渠段，需要特定的基础处理措施，以确保渠道的运行安全。

1.渠道及特殊地质渠段情况

总干渠邯邢段渠道设计横断面为梯形断面，渠道设计底宽为13.0m～26.5m，设计边坡1∶0.3～1∶3.5，设计水深6m，渠道纵坡为1/28000～1/15720。按不同地形条件，分全挖、全填和半挖半填3种情况。

膨胀土（岩）主要分布在邯郸（桩号10+650～68+315）和邢台（桩号109+ 798～123+049）的部分渠段。在勘探深度范围内，强膨胀土（岩）分布长度3.65km，中等膨胀土（岩）20.705km，弱膨胀土（岩）17.655km。

湿陷性土主要分布在邯郸（桩号15+241～16+741、66+747～69+762，74+ 105～76+210）和邢台（桩号109+403～109+903）的部分渠段，总体评价为Ⅰ（轻微）级非自重湿陷性场地～Ⅱ（中等）级自重湿陷性场地。

饱和砂土主要分布于漳河北岸河漫滩（桩号0+000～1+851,4+500～4+ 950）渠段，局部范围内饱和中砂、轻粉质壤土层具有轻微和中等液化潜势。

2.地基处理技术

2.1 膨胀土（岩）地基

膨胀土（岩）地基的处理，一是清除膨胀土基础，换填非膨胀性土料；二是土性改良，通过化学或物理方法将膨胀土转变为非膨胀土或掺拌一定比例的非膨胀土降低胀缩性；三是采取复合地基或桩基的深层处理方式。

膨胀土渠道一般采用换填非膨胀土料处理。一级马道以下：挖深大于15m时，强、中、弱膨胀土的换土厚度分别为3.0m、2.5m、1.0m；挖深小于15m时，强、中、弱膨胀土的换土厚度分别为2.5m、2.0m、1.0m。一级马道以上：强、中膨胀换土厚度分别为1.5m、1m；弱膨胀土采取混凝土拱形框格植草防护，不再采取换填措施。在磁县设计单元部分渠段由于土料匮乏，采用渠道开挖的弱膨胀土掺和4%水泥改性土料进行换填。另外，针对施工过程中部分膨胀土滑坡渠段，采取抗滑桩与换土结合方案进行处理。

2.2 湿陷性土地基

湿陷性黄土地基采取工程措施，改善土的工程性质和结构，减小土的压缩性、渗水性，消除基底以下部分或全部湿陷量。当基底建基面的自重应力与附加应力之和大于湿陷起始压力时，按照湿陷系数和土层厚度计算湿陷量，对湿陷量大于50mm的地基进行处理，否则不处理。

对总干渠填方段湿陷性黄土地基首选强夯方式进行处理，夯击能根据处理深度分别选用1000kN·m～5000 kN·m，强夯夯击点正方形布置，间距5m，点夯2遍，满夯1遍；对周边环境影响区域，采用土挤密桩方案进行处理，土挤密桩直径400mm，桩间距1m×1m；受高压线及既有建筑物限制，强夯及挤密桩不能实施的，采取原土翻压处理。处理后的湿陷性黄土地基湿陷系数小于0.015。

2.3 饱和砂土地基

饱和砂土地基采用挤密、振密等方法，使得土体结构逐渐破坏，孔隙水排出，砂层孔隙比减小，密实度增大，达到消除液化的目的。

饱和砂土地基采用等能量夯扩挤密碎石桩技术进行处理。等能量夯扩挤密碎石桩利用碎石做填料，桩径550mm，桩间距1.8m×1.8m，桩孔位采用等边三角形布置，可见桩长7.0m，以卵石层为持力层。处理后地基承载力不小于200kpa，基本消除液化。

3.结语

南水北调中线工程总干渠邯邢段渠道特殊地基处理方式的选择除考虑安全性外，还考虑经济性、社会性等因素。地基处理型式经过多方案的论证，结合土的工程特性、处理工艺研究，施工期现场试验总结，得出了成套的特殊地基处理技术、工法。2014年12月18日，河北段正式通水，根据埋设的长期观测仪器监测数据，总干渠渠道运行状态正常。□

2016-05-06

杨松，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，高级工程师。

姚慧敏，女，汉族，河北天和咨询有限公司，工程师。