(4) 黄土状砂壤土及(rQ4)人工堆积:分布于黄土梁峁及斜坡坡脚,冲沟间洼地,冲沟沟坡及沟底,人工堆积层主要为乡村道路,路基为人工铺筑的砂(碎)石土。本工程管线工程大部分线路布置在该地层上。 3.1.3地质构造与地震
本地区是“陇西系”构造体系的一个组成部分,工程区位于陇西系主褶皱带乌鞘岭—雷公山—六盘山褶带中段的北侧,受早期构造被晚期构造切割等复杂因素,从而形成以断裂为主,褶曲为辅的构造特征。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB 18306—2001,1/400万),工程区地震动峰值加速度为0.2g、局部地区0.3g,本地区相应地震基本烈度为Ⅷ度,建议本工程按Ⅷ度设防。 3.1.4不良物理地质现象
工程区属于黄土中一低山丘陵区,未见基岩裸露,区内广泛分布第四系地层,地形平缓,各沟道及冲沟均无地表水,地质构造不发育,无滑坡、泥石流、崩塌等不良物理地质现象分布。 3.2 水文地质评价
工程区内地表水资源缺乏,无常年性地表径流。第四系黄土孔隙潜水主要在黄土层的底部,埋深大,含水层薄,水量极小,迳流循环缓慢的特点,该类地下水受大气降水补给,向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。 3.3工程地质条件
3.3.1加压泵站的工程地质条件
本工程在输水干管设加压泵站2座,分别位于桩号5+165和10+150处,所处地层为上更新统中~重粉质砂壤土层,厚约9~11m,根据工程地质类比法以及参考其他工程的试验结果,其物理力学指标值为:天然密度为1.78~1.84g/cm3,干密度1.47~1.53g/cm3,自重湿陷系数δ
zs=0.0022~
0.0055,湿陷系数δs=0.0053~0.0093,抗剪强度:(固结快剪)φ=14°~1
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6°,c=0.029~0.031Mpa,变形模量24~30MPa,渗透系数K<4×10-5,属不透水~弱透水,为相对隔水层,压缩系数a1-2=0.24~0.39Mpa-1,属中等压缩性非湿陷性土,允许承载力0.18~0.20Mpa,(al-p1Q1)砂壤土均质性较3好,为良好的持力层。
3.3.2管网调节蓄水池的程地质条件
本工程在输水干管末端桩号11+545处设100 m3管网调节水池1座,水
2)风积马兰黄土。土层池都位于黄土梁峁顶上,所处地层为上更新统(eolQ3厚度约10m以上。根据工程地质类比及实验结果,土的天然密度1.78g/cm3,比重2.71~2.74,原状快剪时的凝聚力C=65.7Kpa,内摩擦角φ=26.1°;击实后的最大干密度1.75~1.82g/cm3,比重2.71,最优含水量12.6~18.1%,饱和抗剪强度的凝聚力C=28.5Kpa,内摩擦角φ=18.2°。该土壤的分类为中粉质壤土。建议蓄水池基础翻夯1.5m,干容重达到1.55g/cm2以上,铺垫10%水泥土(重量比)垫层0.5m,同时加强排水和防渗措施。 3.6.3管道工程地质条件
本工程设输水干管1条,长度11.776 km,配水干管2条,总长度为14.32 km,支管总共20条,总长度23.127km。供水线路主要经过以下5种地貌形态,国道109线段(输水干管0+000~1+205;1#配水干管4+570~5+210),乡村公路段(输水干管1+205~10+150、1#配水干管2+200~4+570、2#配水干管0+505~8+855;),穿越沙河段(输水干管1+860~1+900、8+434~8+450、11+100~11+134;1#配水干管1+000~1+150、2+150~2+200),沟道Ⅱ级阶地段(输水干管10+150~11+144)。
管线沿国道109线段,管线布置公路排水沟的一侧,地层岩性为黄土、砂质粘土;乡村公路段管线布置公路路基上,路基填筑岩性为黄土、砂质粘土以及细砂砾,国道段和乡村公路段都属于现代填筑,管槽开挖布置在已经运行多年现代填筑段,黄土的湿陷性已完全消除,基础稳定。沟道Ⅱ
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级阶地段地层岩性为冲洪积重粉质壤土,粘粒含量较高,结构密实,基础相对稳定。爬坡段为风积马兰黄土层,质地均一,结构稍密,具大孔隙及垂直节理,具有一定的湿陷性。建议管槽底部进行原土夯实即可,管道敷设完成后,应进行原土夯填,以防止由于积水造成陷穴或塌陷。在管道拐弯或起伏较大时设立管道镇支墩及止推墩,提高管道的稳定性。管道镇支墩基础原土翻夯1m。穿越沙河段基础地层为冲洪积砂壤土及砂(碎)石土层,基础稳定,由于沙河段都是洪水沟道,所以应采取相应的工程措施,防止洪水的冲刷、下切导致管道外露。
支管以及支管以下管网工程都处在第四系地层上。由于管道工程对地基的工程地质条件要求相对较低,建议支管管槽开挖后进行原土夯实,管道安装后再进行表夯。
在工程区广泛分布整个管线不存在影响管网工程的断裂带、滑坡体以及其他不稳定条件。 3.4天然建筑材料
砂砾石料场在井尔川砂砾石料场开采或直接购买。井尔川砂砾石料场位于平川王家山镇井尔川沟内,也是本工程的受益区范围,有县乡级公路相通,交通条件好。料场沟道宽70~90m,沟道砂砾石裸露,仅局部段有厚约0.5~1.0m土层覆盖,无占用耕地。该沟道砂砾石为冲洪积堆积物,产地地形平坦,砂砾石层厚4~7m,层位较稳定,结构较密实,料场开采条件较好,目前料场局部地段已被当地农民开采。
本工程的设计需用量较少,可直接从料场采购。
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4工程方案比较
总体设计在满足设计指标的前提下,方案的优化有两方面内容,一是投资少,二是建成后运行管理方便。本工程中供水规模较小,影响投资敏感的因素是水源地的选择、管线如何布置和如何选用管材;而运行管理方便与否主要在于泵站的级数多少。本次主要从水源的选择和线路布设两方面进行比较。 4.1水源选择比选
根据项目区人口居住情况以及水源分布特点,本项目可共选择三个水源做比较。
【方案Ⅰ】是采用靖远县兴堡子川水厂作为本项目供水水源,新堡子川水厂每天运行16h,水处理能力374.75 m3/h。水源为兴电灌区东干渠的农灌黄河水,修建了有效总容积为56.49万 m3的蓄水池2座,在灌溉停水期调节供水。
水厂原水蓄水池设计总容积为56.49万m3,安全超高1.0m。平川区王家山农村饮水安全供水工程设计年总用水量为9.77万m3,通过测算,兴堡子川水厂原水蓄水池设计水位只需抬高0.16 m就可以满足本工程蓄水需求。
而本工程的供水规模为348 m3/d,因此只要将水厂每天运行时间延长55min,就可以满足本项目的用水需求。
【方案Ⅱ】采用王家山煤业公司生活用水作为本工程的供水水源,王家山煤业公司生活用水也是净化后的黄河水,水质标准符合《生活饮用水卫生标准》要求,并且位于本项目区内,取水方便,管网布设容易且管线较短,工程投资相对较少。但是王家山煤业公司生活用水工程当时设计规模不大,水量没有较大程度的富裕,随着王家山煤业公司的日益发展壮大,工人数量逐年增加,生活用水量越来越多,原有工程供水规模已不能很好的满足现状用水需求。目前,王家山镇政府所在的武家拐拐社,已经接引
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了煤业公司生活用水了,但是,随着公司供水需求量的不断增加,已不能提供充足的水量,每天只能定时供水,并且水价偏高,不能满足用水需求。
【方案Ⅲ】采用项目区内井水作为供水水源,上世纪90年代当地群众为了生活用水,在井尔川沟脑打了机井1眼,据当地人回忆,当时机井出水量大,除可以满足当地的生活饮用水外,还可以有一定量的灌溉水量,但是近年来随着降雨量的逐年减少,地下水减少,机井出水量也越来越少,目前根据现场测定出水量为2~3 m3/h;水质也不符合饮用要求,根据《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),超标指标共7项分别为:总硬度1092.8mg/L,超标2.43倍和1.99倍;硫酸盐414.2mg/L,超标1.66倍和1.38倍;氯化物652.4mg/L,超标2.61倍和2.18倍;溶解性总固体2454mg/L,超标2.45倍和1.64倍;铁0.53mg/L,超标1.77倍和1.06倍;锰0.23mg/L,超标2.3倍和不超标;铝0.135mg/L,超标1.35倍和没有放宽值。
根据以上三个方案比较可知,【方案Ⅰ】不论从水质还是水量均可满足本工程的用水需求;【方案Ⅱ】虽然水质符合要求,但是水量不足;【方案Ⅲ】水质和水量均不满足要求,所以本工程水源选用【方案Ⅰ】水源。 4.2配水线路方案比选
项目区地处山区,沟壑纵横,山大沟深,地貌特征可分为河谷平原区及黄土梁峁地貌区,区域地表水匮乏,根据项目人口居住情况,可选择两个方案进行比较。
【方案一】是输水干管从靖远县兴堡子川水厂配水泵站接出,顺着109国道铺设,到桩号1+205后穿过砂台子砂河后进入王家山镇的于家大川社,经过中途加压泵站加压后(桩号5+165)向西铺设,途径贺家崖湾、俭菜堂,到达桩号10+150后再加压,然后顺着砂河右岸的Ⅱ阶台地上向西北方向行进,直达井尔川的高位水池,输水干管结束,末端桩号为11+645,全长11.776km。
1#配水干管从输水干管桩号5+165处加压后分水,沿东南方向铺设到桩号2+170后穿过砂河,再朝南铺设经过张家大坝到达国道109线,桩号为4+570,
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