赤峰市錫泊河新城區(qū)AI—I橡膠壩至錫泊河匯河口段左岸防洪工程地質(zhì)條件及評價

摘 要：通過對赤峰市錫泊河新城區(qū)AI-I橡膠壩至錫泊河匯河口段左岸防洪工程的工程地質(zhì)進行勘察和試驗分析，查明了場地工程地質(zhì)條件和存在的主要工程地質(zhì)問題，為工程設(shè)計和施工建設(shè)提供重要的工程資料。

關(guān)鍵詞：防洪工程；工程地質(zhì)條件；錫泊河；赤峰市

1 工程概況

赤峰市錫泊河新城區(qū)AI-I橡膠壩至錫泊河匯河口段左岸防洪工程，從錫泊河新城區(qū)AI-I橡膠壩下游開始至錫泊河河口段上游處。右岸防洪堤堤線總長4.016km，治理河道長4.05km。該防洪工程起止樁號為：從新城區(qū)AI-I橡膠壩下游樁號0+000開始至錫泊河河口段樁號4+016處。防洪工程主要建設(shè)內(nèi)容包括四部分，一是加高錫泊河新城區(qū)AI-I橡膠壩至錫泊河河口段右岸堤頂高度，更新堤頂砼磚及路緣石；二是更新該段防洪堤戧臺砼磚及路緣石；三是對戧臺以下破壞的砼護坡進行拆除新建。

2 地質(zhì)概況

工程區(qū)位于興安嶺山系遼西丘陵區(qū)，山勢低緩，起伏不大，地勢總體呈西北高東南低。工程區(qū)地貌形態(tài)為河流侵蝕堆積地貌，工程區(qū)外圍為黃土狀丘陵地貌、構(gòu)造剝蝕低山地貌。河流侵蝕堆積地貌：主要沿河流兩岸，呈條帶分布，構(gòu)成各河流的Ⅰ、Ⅱ級階地。工程區(qū)及其附近出露的地層為侏羅系上統(tǒng)第三巖組（J33）、第三系上新統(tǒng)（N2）、第四系上更新統(tǒng)風積層（Q32eol即馬蘭黃土）、第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）及燕山期侵入細?；◢弾r（γ52-1）。工程區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g。

工程區(qū)地下水類型為松散堆積層孔隙潛水，含水層巖性為砂卵礫石層，水位埋深大于10米，地表水及地下水水化學類型為HCO3-Ca型水，河水與地下水對混凝土無腐蝕性。

3 堤防工程地質(zhì)條件及評價

工程自新城區(qū)AI-I橡膠壩下游至錫伯河與陰河的匯河口，總長4016m，右岸堤防起止點樁號0+000-4+016?？辈觳贾茫?條縱向剖面線Y1-Y1'，3條橫向剖面線H1-H1'、H2-H2'和H3-H3'，鉆孔17個，總進尺212.5m，橫向剖面線上堤內(nèi)、堤外各布置一個鉆孔，目的是查明本次治理段地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良物理地質(zhì)現(xiàn)象的分布及工程地質(zhì)特性。

3.1 堤身工程地質(zhì)條件

該段堤防于2008年進行投資建設(shè)，防洪標準為50年一遇，堤防高5.98-6.37m（灘面以上）不等，設(shè)有4-40m不等寬景觀平臺（1+395-1+890段沒有平臺，迎水坡上部為草皮護坡，迎水坡下部為鋼筋混凝土護坡），景觀平臺上部邊坡為1：3，草皮護坡，堤頂寬為7 m，堤頂中間設(shè)3.15m寬5cm厚砼彩磚路面，下鋪設(shè)20cm砂礫石路基層。堤防復式斷面平臺之下采用半縫鋼筋砼護坡，護腳采用2m高漿砌石擋土墻。

堤防破損情況：（1）堤頂中間彩磚路面和平臺上的彩磚地面大部分已破壞，磚面破碎嚴重。（2）平臺以下鋼筋混凝土護坡部分已經(jīng)發(fā)生凍脹破壞，鋼筋混凝土板塊發(fā)生隆起變形，高度為7-10cm，板塊出現(xiàn)裂縫，變形中施工縫表面呈張開狀態(tài)，由于一些變形板塊位移下滑，與其上部未變形板塊間產(chǎn)生縫隙。（3）堤防1+950-2+870段出現(xiàn)滑坡，在堤頂彩磚路面上靠近迎水坡一側(cè)，堤身出現(xiàn)一條縱向裂縫，裂縫寬度為0.5-6cm。

根據(jù)野外鉆探及室內(nèi)試驗，堤身填筑土組成主要為粉土和圓礫。局部0+000-3+000段堤身填筑土組成主要為粉土，黃褐色，稍密-中密狀態(tài)，厚度4.5-5.7m，粉土主要物理力學指標[1]：天然含水量12.4%，比重2.65，干密度1.62g/cm3，塑性指數(shù)7.4，滲透系數(shù)建議值4.3×10-4cm/s，內(nèi)摩擦角建議值22°；3+000-4+016段堤身填土組成上部主要為含細粒土砂，淺黃色，稍密-中密狀態(tài)，厚度3.9-6.1m，含細粒土砂主要物理力學指標建議值：天然含水量7.4%，比重2.67，干密度1.68g/cm3，滲透系數(shù)建議值7.3×10-3cm/s，內(nèi)摩擦角建議值28°；0+000-1+750段堤身在粉土層下面分布一層級配不良圓礫，灰褐色，中密狀態(tài)，厚度0.7-2.3m。

3.2 堤基工程地質(zhì)條件

堤基位于錫伯河右岸一級階地上，地質(zhì)條件簡單，由第四系洪、沖積堆積組成，堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型大部分為粗粒土單一結(jié)構(gòu)，在2+500-4+077段堤基內(nèi)有一薄層粉土，厚度0.6-1.1m，在勘探深度內(nèi)所見地層為以下兩種。

（1）含細粒土砂：淺黃色，中密狀態(tài)，稍濕，厚度1.4-4m，含細粒土砂主要物理力學指標建議值：天然含水量11.6%，干密度1.85g/cm3，滲透系數(shù)建議值5.4×10-3cm/s，內(nèi)摩擦角建議值28°，承載力特征值建議取為120kPa。

（2）級配不良圓礫：灰褐色，中密狀態(tài)，稍濕，埋深5.3-9.1m，未揭穿該層，礫石磨圓度一般，礫石成分玄武巖、花崗巖、凝灰?guī)r，該層分布較連續(xù)，級配不良圓礫主要物理力學指標建議值：為天然含水量10.3%，比重2.66，干密度1.65g/cm3，滲透系數(shù)建議值2.7×10-2cm/s，內(nèi)摩擦角建議值36°，承載力特征值建議取為350kPa。

3.3 滲透變形分析

堤防建于第四系全新統(tǒng)沖積層上，地層巖性分別為含細粒土砂和圓礫。

（1）對于含細粒土砂滲透變形進行判別，根據(jù)典型顆分曲線，含細粒土砂是不均勻系數(shù)小于5的粗粒土，土的滲透變型類型為流土型，建議土的允許比降取值為0.25。（2）對于圓礫的滲透變形進行判別，圓礫的不均勻系數(shù)大于5，根據(jù)典型顆分曲線，確定土的細粒含量，經(jīng)計算土的細粒含量PC小于25%，土的滲透變型類型為管涌型，建議土的允許比降取值為0.1。

3.4 地震液化評價

堤防所在地層內(nèi)沒有大的地質(zhì)構(gòu)造存在。區(qū)域地震設(shè)計烈度為Ⅶ度，設(shè)計地震動峰值加速度為0.15g。工程正常運用后，地下水位以上的非飽和土，可判為不液化。根據(jù)野外勘察，鉆孔未揭露地下水，因此，堤基土層不會產(chǎn)生液化現(xiàn)象。

3.5 堤基凍脹性評價

堤防所在區(qū)歷年最大凍土深度2.01m，最冷月平均氣溫-10.4°。本次勘察期間，地下水埋深大于10m，錫伯河屬于季節(jié)性河流，堤基巖性分別為含細粒土砂和圓礫，各巖土層含水量較低。根據(jù)地基土的顆粒組成，含細粒土砂粒徑小于0.075mm的土粒平均含量為5.19%，小于10%；圓礫粒徑小于0.075mm的土粒平均含量為2.64%，小于10%，因此堤基各巖性為不凍脹性土，可不考慮發(fā)生凍脹性破壞。

4 結(jié)束語

通過野外鉆探、野外試驗、室內(nèi)試驗等工作，綜合分析研究表明：區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造規(guī)模較大者在地表無明顯地痕跡，但有較明顯地方向性，對工作區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性起控制作用的主要斷裂有：赤峰-老府大斷裂、赤峰-穆家營子斷裂。工程區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g，堤基地層為不液化土層。堤防屬于中等透水，建議加高培厚后，對堤防進行防護處理。堤基巖性為中等～強透水性巖層，堤基存在滲漏問題，因此設(shè)計應(yīng)根據(jù)行洪時段，全面考慮防滲措施。堤基為不凍脹性土，可不考慮發(fā)生凍脹性破壞。項目區(qū)附近地表水對混凝土均為無腐蝕性。

參考文獻

[1]毛魁智，朱倩.北屯城市防洪工程堤防設(shè)計[J].甘肅水利水電技術(shù)，2012，48（2）：41-43.

作者簡介：鄭曉瑞，男，漢族，助理工程師，本科，主要從事水利工程勘察設(shè)計方面工作。