烏江思南新區(qū)段河道治理工程地質(zhì)問題及評價

丁亞龍，楊再任，楊 偉

（貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002）

工程勘察

烏江思南新區(qū)段河道治理工程地質(zhì)問題及評價

丁亞龍，楊再任，楊 偉

（貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002）

針對烏江思南新區(qū)段防洪工程勘察工作的開展，查明了該段河道兩岸工程地質(zhì)條件。并針對該區(qū)地質(zhì)特征進行探討，同時對影響該工程的主要工程地質(zhì)問題進行評價及建議相應采取的工程措施。為設計和施工提供可靠的工程地質(zhì)依據(jù)及類似工程積累經(jīng)驗。

烏江思南；河道治理；工程地質(zhì)問題

1 概述

烏江是貴州省第一大河，全長1037km，發(fā)源于貴州威寧香爐山花魚洞，流經(jīng)黔北及渝東南酉陽彭水，在重慶涪陵注入長江。思南縣新區(qū)規(guī)劃由邵家橋鎮(zhèn)等多個村鎮(zhèn)構(gòu)成，烏江經(jīng)過該區(qū)將其分割成東西兩部分。隨著新區(qū)的建設，城鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展和人口的不斷增加，為保證汛期兩岸居民生活與工業(yè)生產(chǎn)安全，需開展本段河道治理工作。

2 地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

工程位于貴州省思南新區(qū)境內(nèi)，地處黔北高原東部，武陵山南緣，為中低山地貌。區(qū)內(nèi)河道走向為N13°E，河面寬150～350m，兩岸河谷寬緩，發(fā)育烏江峽谷期三級階地。Ⅰ級階地主要為堆積階地，基本沿烏江兩岸連續(xù)分布，大致左寬右窄；Ⅱ、Ⅲ級階地主要為侵蝕基座階地，均零星分布，可見少量砂卵石。河道兩岸沖溝發(fā)育，多為面流、洪流等間隙性流水。

2.2 地層巖性

2.2.1 三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1yn）

上部為灰白至灰色中厚、厚層狀白云巖、灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r及巖溶角礫巖；中、下部為淺灰、灰色薄層、中厚層狀石灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r。

2.2.2 三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第1段（T2g1）

為淺灰、灰綠色、紫紅色薄層、中厚層泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r及泥巖，區(qū)內(nèi)缺失本組2、3段。

2.2.3 第四系（Q）

區(qū)內(nèi)本組巖性巖相復雜多變，主要有：① 殘坡積層（Qel+dl）：黃褐色黏土夾碎石，碎石成分為泥巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r碎塊，分布于緩坡地帶、洼地、沖溝及溶溝、溶槽內(nèi)。②沖積層（Qal）：黃褐色粉質(zhì)黏土；灰黑色有機質(zhì)粉質(zhì)黏土；砂、卵石層。③崩塌堆積層（Qcol）：灰黃、灰色灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r及泥巖塊體夾黏土等。④人工填土（Qs）：主要為黃褐色黏土夾碎石、泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r及泥巖全、強風化巖石碎塊等，在局部為磚塊、混凝土塊及生活垃圾等組成，厚度及性狀不穩(wěn)定。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

2.3.1 地質(zhì)構(gòu)造

本區(qū)所處大地構(gòu)造單元為揚子（Pt）準地臺－（I1）黔北（Z-T23）臺?。↖1A2）遵義（D-C）斷拱－（I1A2）鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，構(gòu)造線主要為北北東向。區(qū)內(nèi)發(fā)育的構(gòu)造主要塘頭向斜，軸向基本上與烏江的流向重合。

2.3.2 地震

覃子建等（2011）認為目前本區(qū)所處的黔東地區(qū)不構(gòu)成地震帶，只有零星地震活動分布。而據(jù)地震資料記載，該區(qū)為中心的150km2范圍內(nèi)歷史上也僅發(fā)生過幾次地震，級數(shù)均較低。查國家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局2001版GB18306—2001《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，區(qū)內(nèi)地震動反應譜特征周期0.35s，動峰值加速度0.05g，相應的地震基本烈度Ⅵ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性好。

2.4 水文地質(zhì)概況

2.4.1 地下水類型及補、徑、排條件

烏江為本區(qū)相對最低排泄基準面，河道兩岸地下水主要由大氣降雨補給，通過地下暗河、巖溶管道、溶隙、裂隙及孔隙等徑流，最終向烏江排泄。此外，烏江兩岸坡水邊線附近的地下水與地表水相互補充。因此，本區(qū)地下水類型為二疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組一段（T2g1）泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖中的溶隙水、裂隙水及烏江兩岸階地上分布的黏土夾碎石、粉質(zhì)黏土、有機質(zhì)粉質(zhì)黏土及砂卵石層中的孔隙水。

2.4.2 水化學特征

根據(jù)所采集水樣實驗， 結(jié)合檢測標準GB50487—2008分析（表1），該區(qū)水質(zhì)類型為碳酸鹽鈣質(zhì)水（［C］CaⅠ型），對混凝土結(jié)構(gòu)無一般酸性型、碳酸型、重碳酸型、鎂離子型和硫酸鹽型等腐蝕性；對鋼筋混凝土中鋼筋無氯鹽腐蝕性。

表1 烏江水質(zhì)分析

續(xù)表1

2.5 物理地質(zhì)現(xiàn)象

2.5.1 塌岸

此類邊坡失穩(wěn)形式多見于兩岸堆積岸坡，主要受洪水期烏江河水沖蝕、下游沙陀水庫庫水淘蝕影響，造成岸坡塌岸。

2.5.2 滑坡

主要受洪水期烏江河水沖蝕、下游沙陀水庫庫水淘蝕影響以及邊坡上部堆載的影響，造成邊坡失穩(wěn)而產(chǎn)生滑坡。

2.5.3 崩塌

主要是陡崖上部巖體受風化或卸荷裂隙切割造成巖體破碎失穩(wěn)而產(chǎn)生崩塌。

2.5.4 卸荷

卸荷主要發(fā)生在新區(qū)左岸地形陡峭處、烏江峽谷兩岸陡崖或陡坡上部。

2.6 巖土工程地質(zhì)特征

本區(qū)巖土體按工程特性和質(zhì)量分可劃分為人工雜填土（Qs）、崩塌堆積體（Qcol）、殘坡積黏土（Qel+dl）、沖洪積物（Qal）等組成的松散巖土單元和三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第一段（T2g1）泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖等組成的巖質(zhì)單元，本次工作分別采取各單元樣品進行室內(nèi)分析，結(jié)果如表2，表3。

表2 巖質(zhì)單元主要物理力學指標

續(xù)表2

表3 松散巖土單元主要物理力學指標

由以上巖（土）體物理力學性質(zhì)分析結(jié)果可知，擬建工程基巖為較軟巖、軟巖組合，飽和后強度明顯較低；覆蓋層的粉土含水量較低，強度較好［1］。

3 主要工程地質(zhì)問題

根據(jù)此次勘察深度范圍內(nèi)的巖性巖相組合及巖土質(zhì)量單元的特征分析，本區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬松散巖土與巖石構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。本次工作結(jié)合區(qū)內(nèi)地層巖相、地質(zhì)構(gòu)造、河流現(xiàn)狀與周邊環(huán)境等綜合分析，認為該段河道治理存在部分一般工程地質(zhì)問題，如滲透穩(wěn)定、堤基穩(wěn)定、岸坡穩(wěn)定等，其中岸坡穩(wěn)定最為突出。

3.1 滲透穩(wěn)定

一般巖基段堤基不存在滲透破壞，該區(qū)巖基以滲透性弱的泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖等構(gòu)成，更是佐證區(qū)內(nèi)巖基無發(fā)生滲透破壞的可能。兩岸巖基之上為厚度較大的松散巖土堆積，自下而上呈現(xiàn)巖基→砂卵石層（部分段缺失）→黑色有機質(zhì)粉質(zhì)黏土→黃褐色粉質(zhì)黏土→人工填土（右岸部分段）的層序。其中，砂卵石層之上的黑色有機質(zhì)粉質(zhì)黏土常處于地下潛水面附近，且部分地段砂質(zhì)含量較高，易隨地下水滲流發(fā)生滲透破壞，發(fā)生流土和管涌，引起土的流失，隨之造成上覆土層失去支撐而垮塌。單一的黏性土組成的堤基土層具有良好的防滲性能，兩岸的黏性土覆蓋在各段厚薄不均，汛期水位較高時，堤內(nèi)黏性土分布較薄處在水頭壓力差作用下易發(fā)生滲水，進而發(fā)生滲透破壞［2］。因而，應加強相應岸坡反濾設施與排水設施的設計。

3.2 堤基穩(wěn)定

擬建堤防位于烏江Ⅰ級階地，兩岸岸坡坡度為5°～30°，覆蓋層厚度大，成分復雜，下伏基巖為淺灰、灰綠色、紫紅色薄層、中厚層泥灰?guī)r及泥巖，局部夾泥質(zhì)灰?guī)r。兩岸巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)均為順向坡，基巖面總體較平緩，岸坡主要為土質(zhì)邊坡或土石混合邊坡（右岸）。工程為護坡結(jié)構(gòu)，主要考慮邊坡穩(wěn)定和土質(zhì)邊坡防洪、沖刷等，兼顧生態(tài)、穩(wěn)固耐用。據(jù)堤基巖性物理力學指標（表3）、地質(zhì)構(gòu)造，承載力滿足上部荷載要求，但需考慮坡腳抗滑和護腳。另外，泥巖巖基受水浸泡后強度明顯下降，對基礎(chǔ)穩(wěn)定不利［3］，可將堤腳基礎(chǔ)放置于泥灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r及泥巖強風化下部至弱風化上部。

3.3 堤基基坑涌水

工程地處沙陀電站庫尾，水位變幅1～10m，堤腳位置覆蓋層主要為砂卵石層，透水性大；施工基坑涌水量較大。汛期河水上漲，涌水量急劇增加，將大大影響基坑邊坡穩(wěn)定與施工進度。若采用重力式擋墻型式，基坑開挖需設圍堰，但土石方量、防滲工作量大，施工難；可選用樁基型式堤腳基礎(chǔ)。另外，該位置覆蓋層透水性大，水位變化頻繁、水動力強，可采用沖擊鉆或旋挖鉆成孔［4］。同時，泥漿護壁困難，應利用全套管跟進旋挖鉆鉆進方式配合進行。

3.4 岸坡穩(wěn)定

兩岸岸坡下伏基巖均為順向坡，巖層傾角大于或近似等于坡角，巖質(zhì)邊坡滑坡可能性小。大部分覆蓋層厚度較大，多數(shù)地段土體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。由于受河流沖刷、掏蝕等作用及人工場平增加上覆荷載，外加部分雨水滲透，使兩岸均出現(xiàn)多處滑坡，且不乏規(guī)模較大者，另還有多處邊坡處于蠕變狀態(tài)，穩(wěn)定性差。因而，邊坡開挖后應及時支護并兼顧排水，避免邊坡長期暴露，風化、沖刷等作用，影響邊坡穩(wěn)定。同時建立觀測系統(tǒng)在各邊坡地段、大滑坡或潛在滑坡位置，進行邊坡變形觀測，確保人員、設備及工程安全。需注意的是，未來岸堤附近若需新增建筑，需嚴格進行邊坡的穩(wěn)定性評價方可進行［5］。

4 結(jié)語

本工程地處新區(qū)腹地，對于存在的工程地質(zhì)問題進行了詳細分析，探討并提出相關(guān)建議，為類似工程提供經(jīng)驗與參考。

［1］工程地質(zhì)手冊（第四版）［K］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

［2］桂坤.興隆河城區(qū)段治理研究［D］.大連：大連理工大學，2013.

［3］韓志誠.十三陵抽水蓄能電站幾個主要工程地質(zhì)問題及其處理［J］.水力發(fā)電，1996（2）：18-22.

［4］洪建，廖小永.長江下游馬鞍山河段河道治理初步研究［J］.長江科學院院報，2012（2）：1-10.

［5］王慶苗，楊業(yè)榮.淺析淮河河道治理工程的地質(zhì)評價［J］.中國水利，2005（8）：43-44.

（責任編輯：尹健婷）

The engineering geological problems and evaluation for the riverway harnessing project of Sinan New District

DING Ya-long，YANG Zai-ren，YANG Wei
（Guizhou Survey&Design Research Institute for Water Resources and Hydropower，Guiyang 550003，China）

The flood control project of Sinan New District is about the people’s security in the new urban areas of Sinan，Guizhou.This study identified engineering geological conditions for both sides riverbank by investigation of proposed construction.The geological characteristics is discussed for this area.The main engineering geological conditions that affects the project is evaluated and corresponding engineering measures is suggested.This paper provides a reliable engineering geological basis and experience for the design and construction of similar experiences.

Sinan，Wujiang；riverway harnessing；engineering geological problems

P556；P564

A

1672-9900（2017）01-0079-04

2016-12-19

丁亞龍（1991-），男（漢族），貴州遵義人，碩士，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)方向的研究，（Tel）15285118001。