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城北湖泵站新建工程的地质结构分析论文

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城北湖泵站新建工程的地质结构分析论文

城北湖泵站新建工程位于凤台县城北湖出口，淮北大堤饶荆段桩号47＋414处。根据凤台县凤凰湖新区水系规划，城北湖泵站设计抽排流量为100m3/s，设计扬程6.3m，装机容量5×220kW，工程等级为II等，泵站规模为大（2）型，主要建筑物按2级水工建筑物设计。

1区域地质资料

城北湖泵站位于凤台县城以北淮北大堤饶荆段桩号47＋414处堤内侧，淮北大堤东依淮河，西临架河、城北湖。地貌上属淮河河漫滩，地形平坦，地面高程18.4~22.1m，淮北大堤堤顶高程27.6~28.0m。堤内距堤脚50m处为鱼塘，宽约50m，深约2.0m，堤外侧滩地宽约200m，滩地高程20.8m。

根据199*年版《中国地震烈度区划图》，本区的地震基本烈度为VI度。工程区地震活动轻微，区域构造稳定性相对较好。

2地质条件

拟建站址区，地层主要是由于冲洪积和湖积形成，地层中夹层、互层较多，局部为透镜体分布。软土分布广，厚度大，地质条件较差，自上而下地层分布为：

①2层，重粉质壤土（Q4al）：黄色、灰色，流塑～软塑，湿。高压缩性。该层分布于出水池，层厚1.50~1.60m，层底高程18.00~18.20m。

②层，重粉质壤土（Q4al）：黄色，软塑～可塑，夹薄层砂壤土。中等偏高压缩性土层。该层分布于进水池位置。层厚3.10~3.80m，层底高程17.10~18.00m。

③层，轻粉质壤土（Q4al）：黄色、灰色，软塑～可塑，湿，下部夹薄层淤泥质土。中等压缩性，该层广泛分布于站址区地表上部，层厚1.60~8.70m，层底高程12.85~15.64m。

④层，淤泥质重粉质壤土（Q4al）：灰色，软塑，湿，夹有砂壤土薄层，有臭味。高压缩性。该层站址区广泛分布，层厚1.00~4.30m，层底高程10.75~12.60m。

⑤层，重粉质壤土（Q4al）：灰绿色，黄色，暗灰色，可塑，湿。中等压缩性。该层站址区广泛分布，层厚4.50~8.40m，层底高程4.10~8.00m。

⑥层，细砂（Q3al）：灰色，中密～密实，饱和，夹有薄层重粉质壤土，含贝壳，夹砾石，粒径2~60mm。低压缩性。该层站址区广泛分布，厚度大，该层未有揭穿，已揭露最大厚度25.00m。地层分布见附图1。各土层力学性指标见表1。

3工程地质评价

3.1软弱持力层问题

3.1.1泵房建基面高程为8.64m，持力层为⑤层重粉质壤土。该层强度尚可，允许承载力标准值为130kPa。下伏⑥层细砂承载力210kPa。如⑤层直接作为建筑物天然地基，考虑到上部结构荷载较大，分布不均匀，不能满足泵房上部结构和压缩变形的要求，需进行地基处理。⑤层土渗透性较低，对泵房的渗透稳定性有利，但应验算下卧⑥层细砂的渗透稳定性。

3.1.2拦污闸建基面高程为12.80m，持力层为④层淤泥质重粉质壤土层中。基底下④层土厚度约1.2m，土层薄，下伏⑤层土承载力130kPa，地基存在承载能力不足和不均匀沉降等问题。闸基需进行处理，建议采用换土垫层处理。

穿堤箱涵建基面高程为15.3m，持力层为③层轻粉质壤土，该层强度尚可，但下卧有软弱的④层淤泥质土，也不宜采用天然地基。建基面距⑤层好土3.0m左右，可采用换土垫层或粉喷桩处理。

出口防洪闸建基面高程为14.9m，持力层为③、④层交界面上，下伏⑤层土承载力130kPa，其中⑤层以上厚约8.0m，呈流塑~软塑状态，属高压缩性、低强度的软弱层，承载力60~120kPa。作为天然闸基土，不仅承载能力不能满足上部结构的'需要，而且还存在地基变形和抗滑等问题，故需进行地基处理。

前池两侧的挡土墙高度最大，高约11m，为空箱式挡墙，相应基底平均荷载估算约在160kPa左右。而其持力层位于⑤层中，承载力不能满足要求；出口防洪闸处的挡土墙高度一般小于5.0m，基底荷载不大，持力层多位于③层中，承载力基本满足要求。但应验算下卧④层软弱土的影响；拦污闸处的挡土墙高度一般7.8~2.0m，基底荷载差异较大，持力层分别为④、③和②层土，宜分别情况考虑，基底荷载较大，承载力不能满足要求时，亦应采取必要的地基补强措施。另外，区内上部土层抗冲刷性能均较差，在建筑物上下游出口段，应进行必要的护砌。

泵站基坑开挖深度最大达14m以上，涉及填土、②、③、④和⑤层土，以上各层抗剪强度多较低，对基坑边坡稳定性不利。边坡开挖坡比宜缓于1:3.0，并在中部设置马道。泵房下卧⑥层细砂中含承压水，勘察期间承压水头高约12m，开挖时易产生基坑突涌。应采取深井降水，以保证正常施工。

城北湖泵站场地地层上部41.00m勘探深度范围内均为第四系河流相松散冲洪积地层，地下水为赋存于其中的孔隙水，按照地下水赋存和运移特征可分为孔隙潜水和孔隙承压水。孔隙潜水主要分布于地层表层的③层轻粉质壤土层中，该层具中等透水性，孔隙潜水主要接受大气降水和地表水补给，地下水运移迅速。孔隙承压水主要赋存于相对隔水层下部的⑥层细砂层中，因上部有厚层⑤层重粉质壤土覆盖而具有一定的承压性，并接受淮北平原深处地下水侧向补给，其承压水位为17.26m高程，承压水头12m左右。根据工程区水质化验测试资料，地表水、地下水对混凝土和混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

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