古河槽地質(zhì)問題與處理

■田云軍

（新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830091）

古河槽地質(zhì)問題與處理

■田云軍

（新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830091）

古河槽常見的地質(zhì)問題包括深覆蓋層滲流、沉降變形、滑坡等，為進(jìn)一步探析這些地質(zhì)問題的處理方法，本文從古河槽的演變著手，分析了古河槽不同地質(zhì)問題產(chǎn)生的原因和處理方法，以期為古河槽水利工程地質(zhì)問題勘察提供一定的指導(dǎo)。

古河槽 地質(zhì)問題 演變過程 處理方法

0 前言

古河道形成的最根本原因就是河流發(fā)生了改道，而河流發(fā)生改道的原因有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。外部因素引起河流改道主要是因?yàn)闃?gòu)造運(yùn)動(dòng)使得河流流域段發(fā)生了大規(guī)模的變化，迫使河道抬升或下降。同時(shí)地質(zhì)災(zāi)害和人為因素也會(huì)引起河流改道，例如泥石流、滑坡等造成堰塞湖，從而使河流流向發(fā)生改變。由于古河槽特殊的地質(zhì)特征，深覆蓋層滲流、沉降變形、滑坡等地質(zhì)問題往往會(huì)給古河槽帶來很大的危害，因此如何探測古河槽地質(zhì)問題，以及研究這些地質(zhì)問題的處理方法是水利工作者的重要工作。

1 古河槽概況

1.1 古河槽演變成因

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、滑坡、崩塌、泥石流、人工等原因往往會(huì)導(dǎo)致河流改道，而被廢棄的河段經(jīng)沉降、埋藏后被抬高，位于分水嶺之上，從而在原河道的基礎(chǔ)上形成古河槽。統(tǒng)計(jì)水利水電工程古河槽的類型，主要有兩類，包括埋藏古河槽和地面古河槽。一般來說，埋藏古河槽在地貌上不易確定其分布位置和形態(tài)，只有通過地質(zhì)勘探和測繪才能分析出其具體的位置；而地面古河槽的形態(tài)和分布位置相對(duì)清晰，在地面就能確定其特征和堆積物情況。形成古河道最主要的原因是地殼構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng)，河流改道后原河道被廢棄，從而形成古河槽，因此古河槽是與河床相伴生的沉積產(chǎn)物，主要巖性為砂卵礫石，在縱向剖面上，其顆粒從底部向上部變細(xì)，呈正粒序特征。

1.2 古河槽地質(zhì)問題勘探方法

古河槽的地質(zhì)特性是水利工程的設(shè)計(jì)、施工等工程階段必須重點(diǎn)考慮的因素，針對(duì)古河槽滲透、變形、滑坡等地質(zhì)問題的具體情況，需要采用先進(jìn)的地質(zhì)勘探手段和方法，查明這些地質(zhì)問題的分布情況和工程特性。目前古河槽地質(zhì)問題常用的勘探方法包括遙感、測繪、鉆探、物探、槽探等，幾種常見勘探方法具體解決的問題如下：

（1）遙感技術(shù)主要是通過大范圍的影像成圖，了解河道形成和演變的過程，從而判斷古河槽的分布情況。

（2）測繪技術(shù)主要是通過對(duì)工區(qū)的地形、地貌、地層以及構(gòu)造進(jìn)行測量，以確定古河槽進(jìn)出口位置、規(guī)模，從而分析其堆積物類型、成因以及形成時(shí)代。

（3）鉆探方法則是通過鉆探取芯，分析鉆遇地層的巖性，并通過試驗(yàn)分析，確定古河槽的形態(tài)，地下地層巖性、構(gòu)造，并判斷沉積環(huán)境和其它巖石物理參數(shù)等。

2 古河槽常見地質(zhì)問題及處理方法

2.1 古河槽深覆蓋層滲流問題處理

2.1.1 滲流問題

某現(xiàn)代河流右岸附近存在一條古河槽，古河槽寬400余米，最大的切深達(dá)200米，目的地層自下而上分別是中更新統(tǒng)砂卵礫石層、第四系含土礫石層。該古河槽主要的工程地質(zhì)問題是深覆蓋層滲流問題。

古河槽滲漏量計(jì)算公式如下：

式中：q為古河槽滲漏量，m3/d；K為滲透系數(shù)；h1為水庫水位，m；h2為滲漏溢出水位，m。

經(jīng)計(jì)算，該古河槽的滲漏量達(dá)到了140m3/d，滲漏量非常大，因此必須采取有效的措施對(duì)深覆蓋層進(jìn)行防滲處理。

2.1.2 滲流問題處理辦法

古河槽滲流問題的處理辦法主要有兩種，一是垂直防滲，二是水平防滲。因此對(duì)古河槽地層的巖性特征、工程地質(zhì)條件、地形地理?xiàng)l件、滲透性等因素綜合考慮，決定選擇何種防滲處理辦法，以達(dá)到高效、合理的治理效果。對(duì)該古河槽選擇分離式混凝土板方法，進(jìn)行防滲處理，具體步驟如下：

（1）相對(duì)于松散的古河槽堆積物，天然風(fēng)積黃土的滲透系數(shù)相對(duì)比較小，因此就地選用黃土作為防滲材料。為有效降低松散砂卵礫石的滲透性，采用在堆積物上鋪筑粘土、混凝土等方法，以減小滲透坡降，提高防滲能力。

（2）深覆蓋層的地層巖性主要為砂礫石，這些巖土的顆粒級(jí)配極不均勻，往往是古河槽發(fā)生滲水的主要原因，因此針對(duì)這一地質(zhì)問題，一般采用防滲墻加斜心墻、分離式面板等，以起到防滲的作用。

2.2 古河槽沉降變形問題處理

由于形成古河槽的地質(zhì)條件影響，古河槽壩巖石的物理力學(xué)性質(zhì)比較特殊，下部的巖石抗剪強(qiáng)度、荷載能力等相對(duì)比較差，而上部的巖土相對(duì)較好，從而造成基底巖石承載力不足，導(dǎo)致壓縮變形，發(fā)生沉降現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)滲流、開裂等地質(zhì)災(zāi)害。

目前處理古河機(jī)遇沉降變形的方法比較多，比較成熟且常用的技術(shù)主要包括粉噴樁加固技術(shù)和筑堤預(yù)壓技術(shù)。處理時(shí)先采用筑堤預(yù)壓，使地基巖土層在荷載作用下固結(jié)排水，并將填堤壩連為一體。然后通過粉噴樁加固，形成一個(gè)復(fù)合的地基，從而控制古河槽沉降變形問題。

2.3 古河槽滑坡問題處理

古河槽滑坡現(xiàn)象主要是由于地震、強(qiáng)降雨、壩基不穩(wěn)等原因引起，因此在處理滑坡問題時(shí)，首先通過地震、電法、鉆探、物探等可靠性高的勘探方法，查明滑坡體的巖層走向以及邊坡方向。

古河槽滑坡問題處理方法一般有三種：①加強(qiáng)滑坡變形監(jiān)測，確定滑坡體的形態(tài)特征，然后做好滑坡治理；②通過人工方法改造河道，以繞過滑坡嚴(yán)重的地段；③合理控制河道蓄水容量，以減小滑坡體對(duì)古河槽帶來的影響。

3 結(jié)論

受內(nèi)外因因素的影響，河流改道，被廢棄的河道形成古河槽，古河槽具有特殊的地質(zhì)特征，常發(fā)生滲流、沉降變形以及滑坡等地質(zhì)問題。本文從古河槽的演變過程著手，簡述了幾種古河槽勘探方法的適用性，同時(shí)針對(duì)古河槽常見的地質(zhì)問題，分別對(duì)滲流、沉降變形、滑坡等產(chǎn)生的原因和處理方法進(jìn)行論述，以期為古河槽的水利工程設(shè)計(jì)、施工提供一定的參考。

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F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-48-1