韶關(guān)市龍歸河治理存在的工程地質(zhì)問(wèn)題及治理措施探討

王友能

摘 要： 根據(jù)廣東省水利廳粵水規(guī)計(jì)〔2015〕8號(hào)《廣東省水利廳關(guān)于印發(fā)廣東省山區(qū)五市中小河流治理實(shí)施方案的通知》及《廣東省山區(qū)五市中小河流治理實(shí)施方案》，全省加強(qiáng)化中小河流治理。本文根據(jù)龍歸河存在的工程地質(zhì)問(wèn)題，重點(diǎn)從堤基、岸坡兩方面探討，提出一些解決中小河流治理的措施。

關(guān)鍵詞： 探討； 地質(zhì)結(jié)構(gòu)； 允許水力比降； 格賓石籠； 雷諾

1. 引言

龍歸河屬于珠江流域北江水系上游南水的一級(jí)支流，河流集水面積524km2，河長(zhǎng)49km，河床平均坡降5.95‰，河流具有局部暴雨強(qiáng)度大、洪水突發(fā)性強(qiáng)、漲勢(shì)猛、洪峰流量大，極易造成堤基變形、岸坡坍塌等地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。在治理中，有針對(duì)性地進(jìn)行施工，可以起到事半功倍的效果，并且影響著工程項(xiàng)目的成敗。

2. 堤基工程地質(zhì)問(wèn)題及治理措施

2.1 堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)

區(qū)內(nèi)堤基典型的地質(zhì)結(jié)構(gòu)為：（1）人工堆積層，（2）粉質(zhì)黏土，（3）砂卵礫石（局部夾含礫砂層）。

第（1）層人工堆積層主要為原已建土堤的堤身和漿砌石堤后填土，成分以砂卵礫石為主，土質(zhì)較不均勻，稍密—中密，零星分布，透水性強(qiáng)，該層既是已建土堤堤身結(jié)構(gòu)的一部分，又是堤基的一部分。

第（2）層粉質(zhì)黏土又可為兩個(gè)亞層：A. 淤泥土，此層分布在低河漫灘地和河床，厚度0.1m～0.5m。以黏粒為主，夾少量卵礫石，含水量大，呈軟塑狀態(tài)。堤線上，本層出露很少。B. 細(xì)粒粉質(zhì)黏土，此層分布在高河漫灘地和一級(jí)階地表層，厚度1m～2m。以黏粒為主，夾少量卵礫石，靠上部土質(zhì)較疏松，含水量較少，呈稍濕潤(rùn)狀態(tài)?？肯虏客临|(zhì)一般呈中等密實(shí)狀態(tài)，土質(zhì)含水量增多，呈潤(rùn)濕、可塑狀態(tài)。透水性中等—弱。堤線上，本層分布出現(xiàn)頻繁，局部地段缺失。

第（3）層砂卵礫石屬于粗粒土，厚度大于10m，透水性強(qiáng)，構(gòu)成堤基強(qiáng)透水層，分布在一級(jí)階地下部、河漫灘及河床，本層為區(qū)內(nèi)堤基主要持力層，沿線均有揭露。

2.2 主要工程地質(zhì)問(wèn)題

當(dāng)?shù)虄?nèi)逸出點(diǎn)滲透水力比降超過(guò)土體的臨界水力比降后，就有可能引起土體的滲透變形，這就是堤基主要工程地質(zhì)問(wèn)題。根據(jù)砂卵礫石顆分試驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際情況，參考同類工程勘察成果進(jìn)行地質(zhì)類比，提出了堤基各巖土層的允許水力比降經(jīng)驗(yàn)值。

人工堆積層主要為原已建土堤的堤身和漿砌石堤后填土，其成分砂卵礫石與河床砂礫相近，透水性好，主要屬于粗粒土，其滲透變形類型屬管涌型，建議允許水力比降經(jīng)驗(yàn)值J允許=0.18。

沖積層粉質(zhì)黏土為細(xì)粒土，可塑，中密—密實(shí)，透水性中等—弱，其滲透變形類型屬流土型，建議允許水力比降經(jīng)驗(yàn)值J允許=0.45。

沖積層砂卵礫石，為基礎(chǔ)主要持力層，取樣分析，該層土的不均勻系數(shù)Cu>5，曲率系數(shù)Cc<1，級(jí)配不連續(xù)，細(xì)顆粒含量P<25%，滲透變形類型屬管涌型，建議允許水力比降經(jīng)驗(yàn)值J允許=0.18。

2.3 治理措施

經(jīng)過(guò)幾年探討，區(qū)內(nèi)堤基典型的地質(zhì)結(jié)構(gòu)治理措施為（1）人工堆積層，推薦采用臺(tái)階式（仰斜式、預(yù)制塊）砼護(hù)腳或格賓石籠護(hù)腳，基礎(chǔ)可置于土層中，但必須夯實(shí)。（2）淤泥土，開(kāi)挖換填；細(xì)粒粉質(zhì)黏土，推薦采用臺(tái)階式（仰斜式、預(yù)制塊）砼護(hù)腳或格賓石籠護(hù)腳，基礎(chǔ)可置于土層（3）砂卵礫石層中。推薦采用臺(tái)階式（仰斜式、預(yù)制塊）砼護(hù)腳或格賓石籠護(hù)腳，基礎(chǔ)可置于砂卵礫石層中。

3. 岸坡工程地質(zhì)問(wèn)題及治理措施

3.1 岸坡地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)依據(jù)岸坡巖土體性質(zhì)、組合結(jié)構(gòu)、抗沖刷能力及穩(wěn)定性，岸坡地質(zhì)特征類型可分為以下主要三類：

第一類岸坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)為（粉質(zhì)黏土/砂卵礫石）：

（1）沖積層粉質(zhì)黏土，可塑，稍密—中密，夾少量礫石，浸水飽和抗剪強(qiáng)度較低，透水性弱，屬于相對(duì)不透水層，厚度1m～2m。主要分布在階地表層及高漫灘，位于岸坡上部，抗沖刷能力差；

（2）沖積層砂卵礫石，中密—密實(shí)，表層密實(shí)度差，抗剪強(qiáng)度較高，屬?gòu)?qiáng)透水，厚度大于10m。主要分布在河床、漫灘及階地下部，位于岸坡中下部，其抗沖刷能力較粉土強(qiáng)。

本類型岸坡由沖積層粉質(zhì)黏土、砂卵礫石組成。該類型巖土組合岸坡抗沖刷能力較差，屬于穩(wěn)定性較差岸坡，工程地質(zhì)條件分類為3類，岸坡易失穩(wěn)破壞，需進(jìn)行岸坡防護(hù)，見(jiàn)圖1。

第二類岸坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)為（人工堆積層/砂卵礫石）：

（1）人工堆積層，主要為原已建土堤的堤身填土，厚度一般3m～5m，成分以砂卵礫石為主，其成分與河床砂礫石層相近，土質(zhì)較不均勻，稍密—中密，零星分布，透水性強(qiáng)， 抗沖能力差，飽和抗剪強(qiáng)度較低。

（2）沖積層砂卵礫石，抗沖刷能力相對(duì)粉質(zhì)黏土較強(qiáng)。

本類型岸坡主要由人工堆積層、砂卵礫石組成，該類型巖土組合岸坡抗沖刷能力較差，其穩(wěn)定性受水流條件控制，屬穩(wěn)定性較差岸坡，工程地質(zhì)條件分類為3類，岸坡易失穩(wěn)破壞，需進(jìn)行岸坡防護(hù)，區(qū)內(nèi)少量河岸屬于第二類，見(jiàn)圖2。

第三類岸坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)為（殘坡積土/基巖）：

（1）殘坡積層含礫粉質(zhì)黏土，土質(zhì)密實(shí)，透水性弱，屬于相對(duì)不透水層，厚度2m～5m不等，其抗沖刷能力較粉土強(qiáng)；

（2）基巖，埋藏較深，抗沖刷能力強(qiáng)。

本類型岸坡主要由殘坡積層及基巖組成，抗沖刷能力較強(qiáng)，其穩(wěn)定性受水流條件影響小，岸坡穩(wěn)定性較好，屬于基本穩(wěn)定岸坡，工程地質(zhì)條件分類為2類，見(jiàn)圖3。

3.2 岸坡工程地質(zhì)問(wèn)題

第一、二類地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在受河水迎流頂沖或深泓貼岸的河段，岸坡易失穩(wěn)破壞。且在汛期，岸坡外水位上升，岸坡內(nèi)地下水位亦上升，岸坡粉質(zhì)黏土土體飽水，抗剪強(qiáng)度降低，當(dāng)岸坡外水位迅速下降時(shí)，岸坡土體由于透水性較弱，土體中的水不能及時(shí)排出，岸坡易坍塌。從現(xiàn)場(chǎng)坍塌調(diào)查情況分析，坍岸主要發(fā)生在河道凹岸或沖刷側(cè)的岸坡，且均以岸坡中上部沖積層粉質(zhì)黏土坍落破壞開(kāi)始，直至整體岸坡破壞。

3.3 治理措施

經(jīng)過(guò)幾年探討，區(qū)內(nèi)岸坡典型的地質(zhì)結(jié)構(gòu)治理措施為；第一、二類地質(zhì)結(jié)構(gòu)，根據(jù)河道凹岸或沖刷側(cè)的岸坡，選擇（1）格賓石籠+雷諾護(hù)坡、草籽護(hù)坡；（2）臺(tái)階式砼護(hù)腳+雷諾護(hù)坡、草籽護(hù)坡；（3）仰斜式砼護(hù)腳+雷諾護(hù)坡、草籽護(hù)坡其中措施之一。第三類地質(zhì)結(jié)構(gòu)可以不做治理。

4. 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，龍歸河的堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)以粉質(zhì)黏土、砂卵礫石的雙層結(jié)構(gòu)為主，僅局部河道堤基是由人工堆積層、粉質(zhì)黏土、砂卵礫石組成的多層結(jié)構(gòu)。依據(jù)堤基巖土層物理力學(xué)性質(zhì)，結(jié)合建基面要求，砂礫卵礫石為主要的持力層，本工程治理措施是新建臺(tái)階式（仰斜式、預(yù)制塊）砼護(hù)腳或格賓石籠護(hù)腳基礎(chǔ)置于砂卵礫石層中，需抗沖設(shè)防，才能滿足基礎(chǔ)沖刷要求。

第一類、第二類岸坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)抗沖刷能力均較差，其穩(wěn)定性受水流條件控制，屬于穩(wěn)定性較差岸坡，工程地質(zhì)條件分類為3類，受河水迎流頂沖或深泓貼岸的河段，岸坡易失穩(wěn)破壞，需進(jìn)行岸坡防護(hù)整治。第三類岸坡抗沖刷能力較強(qiáng)，其穩(wěn)定性受水流條件影響小，岸坡穩(wěn)定性較好，屬于基本穩(wěn)定岸坡，工程地質(zhì)條件分類為2類，可不做治理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 常士驃. 工程地質(zhì)手冊(cè)[M]. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2007.

[2] GB50487—2008， 水利水電工程地質(zhì)勘查規(guī)范[S].

[3] 李廣誠(chéng)， 司富安， 杜忠信. 堤防工程地質(zhì)勘察與評(píng)價(jià)[M]. 中國(guó)水利水電出版社， 2004.

[4] 朱福文， 馮治國(guó). 中小河流治理工程地質(zhì)勘察的主要技術(shù)原則建議[J]. 水利科技與經(jīng)濟(jì)， 2013， 19（5）：23-24.

[5] 鄧志雄. 公路工程地質(zhì)勘察實(shí)例分析與探討[J]. 西部資源， 2015（3）：192-193.