河床深厚覆蓋層的地質(zhì)特征研究

■　田云軍

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830091）

河床深厚覆蓋層的地質(zhì)特征研究

■田云軍

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830091）

堆積于河床之上的深厚覆蓋層是工程地質(zhì)研究的重要對(duì)象。在水利工程建設(shè)過(guò)程中，對(duì)河床深厚覆蓋層進(jìn)行深入的探究，將極大地幫助該工程的開(kāi)展。本文詳細(xì)介紹河床深厚覆蓋層的常規(guī)構(gòu)成，探討構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)河床深厚覆蓋層的影響，并從巖組特征入手，研究河床深厚覆蓋層的地質(zhì)特征，以期為水利工程建設(shè)在解決深厚覆蓋層問(wèn)題上提供可靠資料。

河床深厚覆蓋層巖組特征；構(gòu)造運(yùn)動(dòng)物質(zhì)組分特征

1　河床深厚覆蓋層

河床深厚覆蓋層由第四紀(jì)沉積物構(gòu)成，厚度較大，一般大于30米，堆積于河床內(nèi)，巖性連續(xù)性較差[1]。由于沉積時(shí)間較短，尚未被壓實(shí)固結(jié)，成巖作用進(jìn)行不完全或未開(kāi)始就被洪水沖散，因此多為松散堆積物，如泥、土壤、砂體或孤立的礫石等。

河床深厚覆蓋層作為河道沉積物中最為年輕的蓋層，與人類(lèi)工程建設(shè)息息相關(guān)，特別是在河道內(nèi)建設(shè)大壩等水利工程時(shí)，其影響尤為顯著。由于深厚覆蓋層尚未成巖或正處于成巖過(guò)程的某個(gè)階段，其結(jié)構(gòu)組分隨時(shí)都在發(fā)生變化，物理化學(xué)性質(zhì)也隨即發(fā)生變化。因而這對(duì)建設(shè)于其上方的水利工程，必將帶來(lái)連帶的影響。在深厚覆蓋層發(fā)展過(guò)程中，由于其壓實(shí)程度不一，導(dǎo)致河床的不均勻沉陷，壩體受其影響，往往發(fā)生爆裂而發(fā)育各種裂痕，裂痕的發(fā)育對(duì)水利工程的使用壽命有極大的影響。再者，河床深厚覆蓋層膠結(jié)的并不結(jié)實(shí)，其孔隙度大、松散的特點(diǎn)常常導(dǎo)致滲漏、塌陷等問(wèn)題。

綜合河床深厚覆蓋層對(duì)水利工程建設(shè)的重大影響，充分說(shuō)明加強(qiáng)對(duì)河床深厚覆蓋層的研究具有極其重要的意義。

2　河床深厚覆蓋層的形成

河床深厚覆蓋層的形成與許多因素有關(guān)，其中構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響最為明顯[2]。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)往往造成河流地形的變化，導(dǎo)致河床的高度發(fā)生變化。河床高度變與基準(zhǔn)面的升降息息相關(guān)。當(dāng)河床海拔升高時(shí)，基準(zhǔn)面相對(duì)下降河流以侵蝕為主，往往形成深切河谷，增大了沉積物的可容納空間。當(dāng)河床海拔降低時(shí)，基準(zhǔn)面相對(duì)升高，沉積物開(kāi)始大量堆積，形成河床深厚覆蓋層（圖1）。

3　巖組特征

河床深厚覆蓋層的巖組特征主要包括地質(zhì)年代特征、物質(zhì)組分特征及層位分布特征、物理力學(xué)性質(zhì)、工程特性等特征。本章著重介紹地質(zhì)年代特征、物質(zhì)組分特征及層位分布特征三者與工程特性的聯(lián)系，從河床深厚覆蓋層的地質(zhì)特征出發(fā)，結(jié)合水利工程建設(shè)，為工程施工提供可靠資料[3]。

3.1地質(zhì)年代特征

河床深厚覆蓋層的各巖組形成的地質(zhì)年代各不相同。

由于地殼運(yùn)動(dòng)的活躍性，現(xiàn)代河流多形成于第四紀(jì)，所以河床深厚覆蓋層沉積物的年齡往往不會(huì)超過(guò)這個(gè)年限。在河床深厚覆蓋層中，更新世巖組明顯厚于全新世巖組，這是由于更新世巖組多位于較深層位，即便是洪水作用也很少波及到它。在巖性上，更新世巖組往往包含磨圓較差、分選較差的礫石層，這是由于該時(shí)期冰川活動(dòng)活躍，帶來(lái)大量的冰漬物沉積于河床之上。

其次，不同時(shí)代的河床深厚覆蓋層具有不同的性質(zhì)，在工程地質(zhì)上的運(yùn)用也不盡相同。在水利工程建設(shè)時(shí)，選擇形成時(shí)代越老的巖組，其工程特性往往越好，僅需對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的工程加固即可。反之，選擇時(shí)代越新，其巖組固結(jié)程度弱、孔隙度大，穩(wěn)定性差，工程特性也隨之降低。

3.2物質(zhì)組分特征

不同巖組的物質(zhì)組成（顆粒粒度）具有很大差別。河床深厚覆蓋層主要包括砂礫石、泥質(zhì)成分、粘土、漂礫粗砂層等，不同巖組發(fā)育具有不同的特性。

河床內(nèi)深厚覆蓋層一般含泥質(zhì)，砂卵礫石為骨架，粗砂、泥等細(xì)小顆粒充填于空隙間，構(gòu)成底部沉積。這部分沉積為河流形成早期的沉積，包括河流底部滯留礫石相、河床沉積相等沉積相。

在靠近河岸地帶，常常存在少量較大的孤立礫石，這些礫石多是洪水作用的產(chǎn)物，從上游或其他物源區(qū)搬運(yùn)而來(lái)。

在水利工程建設(shè)時(shí)，分析河床深厚覆蓋層的物質(zhì)組分特征有很大的必要。這是因?yàn)?，不同的巖性具有不同的力學(xué)性質(zhì)。泥質(zhì)含量較高的巖組，穩(wěn)定性較差，易發(fā)生不均勻沉陷；含細(xì)砂夾層的巖組往往發(fā)生滲漏；含礫石較多或沖積層上往往孔隙度較大，需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)呐趴着啪噙M(jìn)行灌漿，以維持巖組的穩(wěn)定性。

3.3層位分布特征及成因類(lèi)型

從層位分布來(lái)看，河床深厚覆蓋層巖組在垂向上具有粗-細(xì)-粗的分布特征，底部發(fā)育河床滯留礫石，中部夾粉砂巖、泥巖等細(xì)粒沉積，頂部由于河水沖刷作用往往也沉積較大顆粒的碎屑。沉積韻律的發(fā)育，可以指示沉積環(huán)境的變化[4]。巖組沉積較大顆粒的碎屑物質(zhì)，往往指示該時(shí)期河水活動(dòng)性較強(qiáng)，水動(dòng)力條件較強(qiáng)。

在橫向上，河床中心沉積物粒度較大，往兩岸方向漸漸變細(xì)，到達(dá)河岸后顆粒粒度又急劇變大。這種變化往往由河水流體性質(zhì)決定。

在河床中心，河水流速較大，細(xì)粒物質(zhì)很難沉積下來(lái)而被帶走，只有粒徑較大的礫石或粗砂才有可能在河床底部沉積。而在河流兩岸，由于河岸的阻擋作用，沿岸流的流速往往較慢，但是由于河流的雙向環(huán)流作用，河岸兩處的細(xì)砂、泥質(zhì)等粒徑較小的物質(zhì)不易被保存下來(lái)，加上洪水作用帶來(lái)的礫石，往往沉積于河岸處，造成河岸沉積的復(fù)雜性。

河床深厚覆蓋層的厚度變化在橫向上和縱向上也存在較大差異，同一巖組的厚度，在縱向上變化較大，而在橫向上變化較小，且?guī)r組在縱向上往往存在尖滅現(xiàn)象。

4　結(jié)束語(yǔ)

對(duì)河床深厚覆蓋層進(jìn)行研究，是水利工程建設(shè)過(guò)程中不可忽視的環(huán)節(jié)。在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍地區(qū)容易形成深厚覆蓋層，在對(duì)其進(jìn)行研究時(shí)，搞清其地質(zhì)年代特征、物質(zhì)組成特征及層位分布特征等巖組特征具有極其重要的工程意義。

[1]李萬(wàn)逵.阿爾塔什河床深厚覆蓋層的研究 [J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2010,08 (4):181-186.

[2]石廣明,金星,馬健.深厚覆蓋層巖組特征及其形成條件探討 [J].甘肅水利水電技術(shù),2014,(1):30-34.

F416.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-96-1