防洪堤治理工程地质及水文地质探究

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摘要:文章在分析某防洪堤工程中工程区工程地质条件与水文地质条件的基础上，分段对防洪堤治理段的工程地质问题进行了分析及评价，并对天然建筑材料料场及材料进行选型分析，旨在为防洪堤建设提供相关设计施工依据，也为类似工程建设提供参考和借鉴。

关键词:防洪堤;工程地质;水文地质;地质评价;天然建筑材料

1工程及地质概况

工程区属低山丘陵地形，海拔高程在20m以下，风蚀较为严重，山丘区岩石经剥蚀造成破碎，山坡坡度较陡，坡面植被稀少，植被覆盖率约5%－35%，河流出山后连接山前洪积、冲积扇，进入川区平原。工程区地形西南高北东低，海拔高程由南部山区≥0m向北逐渐降15m，中部平原以海拔10－10m冲洪积平原的前缘为界，县境北部(工程区)和东北部为合黎山地，海拔－10m。北山区坡度一般为30°左右，平原区坡度一般为15°左右，植被稀少，由于受山洪冲击，形成大小不等的冲沟，经汇集而形成山洪沟道。工程区物理地质现象主要为沟道暴洪，因东段位于山前冲洪积倾斜平原下部，地面表层主要为砂卵砾石，地层结构松散，地面倾斜，植被稀少，地形开阔，属季节性洪水沟道，平时沟道内无地表水流，沟床裸露，突发暴洪时，洪流短时间内搬运地表大量的松散堆积物，快速汇集，形成强大的洪流。本次工程区八坝－十坝防洪治理工程治理沟道总长约16.05km，其中，八坝段治理河长约7.3km，九坝、十坝段治理河长约8.75km。共新建堤防总长29.065km，其中，八坝新建堤防长11.66km，九坝、十坝共新建堤防长17.5km。

2工程地质及水文地质评价

2.1水文地质条件及水、土的腐蚀性评价

1)地下水类型及赋存条件:工程区地地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水，山前冲洪积倾斜平原区地下水位埋深－15m不等，对本工程无影响，平原区地下水位埋深15－1.5m不等，各支沟汇入黑河口处地下水位埋深约1.5m，地下水位年变幅0.5－1m，含水层岩性为砂卵砾石、砂砾石、中细砂及粉细砂等，总厚度≥0m。地下水除接受工程区外围地下侧向径流补给外，上段汛期洪水渗入补给地下水，其形式为带状垂直入渗补给，下段接受农田灌溉期回归水及大气降水的入渗入补给，地下水自南西向北东径流，以蒸发、侧向流出、泉水溢出、人工开采的方式排泄。因此，在河谷平原区地下水埋深较浅，与本工程有着直接关系。2)环境水腐蚀性评价:为评价环境水对建筑材料的腐蚀性，本次在黑河取地表水、地下水各1组，按照《水利水电工程地质勘察规范》附录L进行评价可知［1］:黑河地表水对普通混凝土具有硫酸盐弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋和钢结构无腐蚀性。黑河两岸阶地地下对普通混凝土具有硫酸盐强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋和钢结构具有中等腐蚀性，环境水对混凝土的腐蚀性见表1。3)土的腐蚀性评价:经对堤基土取样进行土化学分析，根据分析结果参照《岩土工程勘察规范》，堤基土环境类型属Ⅲ类。按照《规范》表12.2.1评价可知，八坝段堤基粗粒土中SO42－含量为94.4－39.2mg/kg，Cl－含量35.5－5.5mg/L，pH值8.4，易溶盐含量2－63mg/kg;九坝、十坝段堤基粗粒土中SO42－含量为19.－32.4mg/kg，Cl－含量1.5－4.75mg/L，pH值8.4，易溶盐含量29－6mg/kg，地基土对普通混凝土具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微－中等腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性［1］。

2.2堤防工程地质条件及评价

篇幅所限，现将八坝段堤防工程地质条件分别说明如下:1)左岸桩号0+000－1+3段。根据工程布置，左岸桩号0+000－0+8段基本沿治理沟道岸坎布设，0+8－1+3段基本沿治理沟道沟床及漫滩布设，沟道岸坎高出主沟道0.5－1.5m，具二元结构，上部岩性为粉质壤土层，黄褐色，土质不均一，结构稍密，虫孔及大孔隙发育，含植物根系及砂砾石，厚0.5－1.0m。河床、河漫滩岩性为砂砾石层，灰黄色，结构稍密，磨圆度及分选性较差，颗粒岩性主要以砂岩、板岩、花岗岩为主，厚度＞5m。堤基砂砾石中砂的含量较高，其抗冲性均较差，在沟道洪水长期冲刷下，堤基易掏空，造成堤身失稳而垮塌，建议将堤防基础埋置于最大冲刷深度以下，建议砂砾石临时开挖边坡1∶1.0－1∶1.25。2)右岸桩号0+000－4+3段。根据工程布置，该段堤线大部分沿戈壁布设，地形相对较为平缓，地面高程介于75－33m之间，戈壁滩岩性以砂砾石层为主，灰黄色，结构稍密，磨圆度及分选性较差，颗粒岩性主要以砂岩、板岩、花岗岩为主，厚度＞5m。因堤基砂砾石中砂的含量较高，其抗冲性均较差，在沟道洪水长期冲刷下，堤基易掏空，造成堤身失稳而垮塌，建议将堤防基础埋置于最大冲刷深度以下，建议砂砾石临时开挖边坡1∶1.0－1∶1.25。3)左岸桩号1+3－4+3段。根据工程布置，该段堤线沿原有沟道岸坡布设，横穿国家公益林，局部横穿县道。根据现场勘察，堤基岩性上部为沙壤土，灰黄色，土质较均匀，结构稍密，虫孔及大孔隙发育，含植物根系及砂砾石，厚0.5－1.0m，下部为砂砾石层，灰黄色，结构稍密，磨圆度及分选性较差，颗粒岩性主要以砂岩、板岩、花岗岩为主，厚度＞5m。因堤基砂砾石中砂的含量较高，其抗冲性均较差，在沟道洪水长期冲刷下，堤基易掏空，造成堤身失稳而垮塌，建议将堤防基础埋置于最大冲刷深度以下，建议砂砾石临时开挖边坡1∶1.0－1∶1.25。4)右岸桩号4+3－7+300段。根据工程布置，该段堤线大部分横穿林地布设，局部横穿县道和双丰渠。根据现场勘察，堤基岩性上部为沙壤土，灰黄色，土质较均匀，结构稍密，虫孔及大孔隙发育，含植物根系及砂砾石，厚0.5－1.0m，下部为砂砾石层，灰黄色，结构稍密，磨圆度及分选性较差，颗粒岩性主要以砂岩、板岩、花岗岩为主，厚度＞5m。八坝段堤基砂砾石层地质参数汇总表见表2。

3天然建筑材料

根据因地制宜、就近取材的原则，主要进行了混凝土骨料、块石料等天然建筑材料详查。1)混凝土骨料。混凝土骨料为本工程所需的主要天然建筑材料，根据现场调查，摆浪河有砂砾石料场，其骨料质量好、储量大，可以满足本工程要求。料场至工地有公路相通，交通条件较好，平均运距约65km。该料场位于摆浪河河漫滩及河床，岩性为冲洪积砂卵砾石，厚度＞m，地下水位埋深一般为1－4m，并随河水的涨落而变化。砾石磨圆度较好，卵砾石成份以花岗岩、砂岩、灰岩等为主，砂为中细砂。砾石比重2.66－2.，堆积密度1.69－1.70g/cm3，孔隙率36.1－36.7%，吸水率0.7－0.8%，针片状颗粒含量0.5%－0.6%，轻物质含量0.21%－0.22%，含泥量0.8%－0.9%，硫酸盐及硫化物含量＜0.042%－0.0%，有机质含量浅于标准色，细度模数6.63－6.66。砂的比重2.63，堆积密度1.－15.1g/cm3，孔隙率42.6－.0%，云母含量0.035－0.0%，含泥量.2%－14.6%，硫酸盐及硫化物含量＜0.0%－0.0%，有机质含量浅于标准色，细度模数2.。除细骨料孔隙率、含泥量略有超标外，混凝土骨料其余各项指标符合规范要求。根据本工程特点及料场分布情况，建议混凝土骨料以采购为主，因骨料含泥量大多超标，为保证工程质量。建议生产过程中应加强冲洗需，购买时应选择合格骨料，并将含泥量控制在3%以下。混凝土粗骨料试验指标与质量技术指标对比表见表3。2)块石料。高台县城北部合黎乡六四村有块石料开采场，交通条件较好，平均运距约25km。本工程所需的块石料可从这些料场购买，储量满足本工程需求。块石岩性主要为石英砂岩、闪长岩、花岗岩等为主，经工程类比，其干密度2.64－2.65g/cm3，比重2.－2.75，干燥状态单轴饱和抗压强度平均值－.5MPa，饱和状态单轴饱和抗压强度平均值42－MPa，软化系数0.75－0.82，硫酸盐及硫化物含量(SO3)0.21，冻融系数0.87，冻融损失率为零。块石料各项指标符合设计和规范要求。3)填筑料。本工程堤线大多沿阶地前缘岸坎及河床、河漫滩埋设，堤身所需的填筑料首先采用堤基开挖的砂砾石，也可结合河道整治，在设计河床高程以上就近开挖砂砾石，严禁深挖。经对黑河右岸阶地表层的砂壤土取样进行试验其砂粒占.24%，粉、黏粒占.%;塑性指数7.;击实后最优含水率12.%，最大干密度1.84g/cm3。该层土各项指标均符合规范要求，可作为填筑料。主河道内开挖的砂砾石颗粒较细，压实度较低，不宜直接碾压，为防止压实度较低产生边坡失稳，产生滑塌，需放缓边坡或外包黏性土。此外，还可以采用混合填筑的方法，将阶地或冲洪积平原上部的砂壤土与河床开挖的砂砾石掺配，掺配后可显著提高其压实质量。由于高台县属北温带干旱气候区，区内砂砾石天然含水率均偏低，为保证压实质量，不管采用哪种填筑方法，均需加水至最优含水率±3%范围内，方可进行填筑。

4结论及建议

通过防洪堤工程区工程地质及水文地质资料分析，室内试验研究等，得到以下结论:工程区物理地质现象不甚发育，无大型崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害;工程区物理地质现象主要为季节性冻土和沟道暴洪;工程区地表水对普通混凝土具有硫酸盐弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋和钢结构无腐蚀性，地下水水质较差，对普通混凝土具有硫酸盐强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋和钢结构具有中等腐蚀性，地基土对普通混凝土具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微－中等腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性;天然建筑材料储量满足本工程需求，质量基本符合设计和规范要求。

参考文献:

［1］蒋献宇，张君江.上英水库溢洪道与输水洞工程地质及水文地质条件探析［J］.水利技术监督，6(06):26－28.

［2］唐清华.黄栗树水库溢洪道工程地质分析探讨［J］.治淮，7(09):6.

作者:王明 单位:江西省鄱阳县水利局