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水域物探在闽江下游龙城段引水工程勘察中应用
发布日期:2018-01-10  来源:工程勘察   浏览次数:13
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近年来闽江下游段由于河床下切、入海流量减少等原因,福州城区水厂取水口河水受咸潮上溯氯离子超标、海水涨潮顶托废污水回流污染等影响,水质日趋恶化,对福州城区供水造成严重影响。在开展闽江下游河道综合整治、合理开发利用大樟溪流域水资源、有效化解闽江下游现有福州城区各水厂取水口河水水质偏差问题的基础上,建设北水南调平潭及闽江口水资源配置工程显得必要而且十分紧迫。
平潭及闽江口引水工程(福州段)是福建省北水南调平潭及闽江口水资源配置(一闸三线)工程的重要组成部分,该工程计划从大樟溪莒口拦河闸上游取水,中途从闽江干流竹岐取水口调水补充,引水往平潭、福清、长乐、福州南港片等地,工程主要涉及闽江下游段、闽江下游重要支流大樟溪、龙江以及平潭岛等区域。
1、工程中遇到问题
平潭及闽江口引水工程设计的前期工作(地质勘察设计部分)由我公司承担。本工程地质勘察中位于尚干综合农场山龙鞋厂附近, 往北东方向穿越乌龙江接入城门水厂, 总长3.837km ,其中闽江乌龙江段河道龙祥岛至城门水厂(以下简称龙城段) 的过江管道,长约1.149km是勘察工作中重难点部分。我们在勘探施工中沿龙城段原拟输水管道线共布置勘探钻孔7个,揭示出地层如下:淤泥、中砂、卵石、强风化凝灰熔岩和弱风化凝灰熔岩。详见图1:




图1 原拟建管道工程地质纵断面图
根据图1,结合钻孔内采取岩石样本,经实验室进行相关岩石实验得知,原拟建管道于桩号HM4+828.5~HM5+488.5 段(龙城段)约660m需穿越凝灰熔岩及其风化层,岩石单轴饱和抗压强度为60~90MPa,属于工程坚硬岩类,不适合采用常规管道施工技术。根据龙城段输水管道沿线地形地质条件,加以从安全稳定、使用寿命和后期维护等方面因素综合考虑,设计部门拟推荐采用岩石顶管技术进行施工。顶管主要穿越地层为粉质粘土、淤泥、中砂以及各种风化的岩石,地层较为复杂且起伏较大。为减少施工对地层扰动,保证开挖面不发生坍塌与沉降,拟釆用泥水加压平衡模式进行顶管施工。经初步测算,岩石顶管技术施工造价约2.7万元/米,是常规顶管施工的2.2倍, 开挖沉管施工的3倍。由于岩石顶管技术施工难度大、造价高,故要求线路设计简捷精准。为此,设计部门要求我公司采用相应的勘察技术,对拟建线路乌龙江龙城段的上游和下游方向200m内地质情况进行初步勘察,探明该场区范围内岩土分布情况,为设计部门选择经济、合理的最优输水线路提供详实工程地质资料。
2、常规工程地质钻探
根据岩土勘察规范及前期踏勘资料, 按常规工程地质钻探要求,应在原拟建管道线路的上下游每隔50m横向设置勘探线8条,每条线路上布置勘探钻孔6个,勘探孔间距150m,共布置48个勘探钻孔。如此则面临以下问题:(1)初步预算钻探工程费用约45万元。(2)拟安排钻机工作船进行江上作业,由于施工场地位于闽江下游乌龙江段主航道上,无法长时间连续进行钻探施工,工期长难以预估。(3)施工场地受潮汐影响明显,导致勘探点测量放样、钻探深度、精度误差都较大。由于存在工程费用高、工期长、精度低等问题,本段地质勘察不适合釆用常规工程地质钻探方法。经研究拟采用工程物探与常规钻探相结合方法进行该段工程地质勘察,其中采用水域物探方法进行勘察工期7天,工程费用15.6万元。
3、水域工程物探
3.1、水域物探勘察工作基本原理及优点
本次水域物探勘察工作系采用水域走航式地震反射波方法。接收采用24道漂浮电缆,道间距1m,震源采用气动机械声波连续冲击震源,CAP多次覆盖叠加技术。
多道多次覆盖CAP叠加技术在地震反射波勘探技术中具有里程碑的意义。多次覆盖技术又称之为水平多次叠加,又称为共反射点(CAP)叠加。多次覆盖即是:将不同激震点、不同接收点上接收的来自相同反射点的地震反射信号,经过几何地震学校正后叠加起来,得到同一个反射点的叠加值。
覆盖次数取决于每次激震时接收点的数量和激震点间距,对于单边激震而言,覆盖次数n由下式确定:
 
 
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