白洋淀蓄滯洪區(qū)安全建設工程地質(zhì)論述

柳東亮

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

1 工程概況

白洋淀蓄滯洪區(qū)屬于大清河蓄滯洪區(qū)之一。大清河系地處海河流域中部，西倚太行山、東臨渤海灣、北臨永定河、南界子牙河，涉及京、津、冀三省市，歷史上洪水災害頻繁。新中國成立以來，經(jīng)過幾次較大規(guī)模治理，已初步形成較完整的防洪工程體系，但滯洪區(qū)建設滯后、工程設施不全、安全建設不足，已成為防洪系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。

白洋淀蓄滯區(qū)安全建設工程包括新安北堤、障水埝、北四門堤、南四門堤、淀南新堤、老千里堤、趙王新河左堤7條堤防（總長172.27km），北六、留村、大石橋等6座分洪口門，王莊、楊孟莊、寨里等24座穿堤建筑物（實際勘察建筑物27座）。

2 工程地質(zhì)

白洋淀位于安新縣境內(nèi)，四周主要以堤埝為界，南至千里堤，北至新安北堤，東至大清河口（趙北口溢流堰），西至四門堤、障水埝、東西長39.5km，南北寬28.5km。地貌類型屬于太行山東部沖洪積平原，總體地形比較平坦。地下水埋深差別較大。

白洋淀地表以下25m深度內(nèi)均為第四系全新統(tǒng)的沖洪積、湖沼積地層，巖性為壤土、粉土、砂壤土、粉砂、黏土等。

3 堤防工程地質(zhì)條件及評價

3.1 新安北堤

堤基巖性為粉土和砂壤土，滲透變形類型主要為流土。垂向滲透系數(shù)Kv＞1×10-4cm/s，具中等滲透性，高水位運行時易產(chǎn)生滲透及滲透變形破壞。

3.2 障水埝

障水埝堤頂高程10.1～11.3m，平均10.5m。堤頂高程10.5～11m，堤段占90%，堤身完整，較密實。

3.3 北四門堤

唐河北四門堤自與唐河左堤交匯處西澇淀開始至與唐河左堤交匯，堤頂高程10.7～12.8m，平均11m，一般堤高4～6m。堤頂高程11m以上堤段占70%。堤身土主要為粉土、砂壤土，以中粉質(zhì)壤土為主，其次為輕粉質(zhì)壤土和重粉質(zhì)壤土；關(guān)城分洪口門及關(guān)城排閘附近表層揭露粉砂和粉土。

3.4 南四門堤

堤頂高程10.7～12.8m，平均11m。堤身分為兩段，第1段孝義河左堤與任高公路交叉處～同口，堤高4～5.5m，堤身土質(zhì)均勻，主要為輕～中粉質(zhì)壤土；第2段為韓村～安新大橋堤段，堤高4～6m，堤身土質(zhì)以輕～中粉質(zhì)壤土為主，關(guān)城分洪口及關(guān)城排閘附近表層揭露粉砂和粉土。

3.5 淀南新堤

堤頂高程9.36～11.12m，平均高程不足10.5m。土體主要為粉土、砂壤土，土質(zhì)不均；干密度1.34～1.55g/cm3，密度偏小。黏粒含量0.3%～9.4%，塑性指數(shù)5.8～7.4， 垂向滲透系數(shù)多在1.4×10-4～1×10-3cm/s，各項指標不滿足規(guī)程要求。建議對上述范圍堤身進行必要的防滲和密實處理。

4 新安北堤穿堤建筑物及口門工程

4.1 留通揚水站排閘、引閘

留通揚水站排閘布置1孔，孔深15m。閘基巖性主要為湖沼積和沖洪積壤土，具中等壓縮性，微～極微透水性，地基條件較好。

4.2 北六分洪口門

新安北堤北六口門，位于北六與南河機站之間，口門長500m。布置1孔，孔深15m?？陂T的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為簡單，閘基巖性主要為沖洪積壤土，具中等壓縮性，微透水性，較高強度。未揭露不良地質(zhì)現(xiàn)象，工程地質(zhì)條件較好。

4.3 留村分洪口門

北六口門位于北六與南河機站之間，口門長500m，孔深15m。

口門地基主要持力層為第②2層砂壤土，具中等壓縮性和中等透水性，滲透穩(wěn)定性差，飽和時具液化潛勢。

5 障水埝口門工程

5.1 大石橋分洪口門

大石橋口門長400m，孔深15m。地基土主要為第②層壤土，中低壓縮性，微透水性，強度較高，為較好持力層。

5.2 王莊排閘

王莊排閘孔深15m。閘基主要為第②層壤土，地層厚度較大，巖性穩(wěn)定；具中等壓縮性，微透水性，較高強度。

5.3 楊孟莊排閘

楊孟莊排閘，孔深15m。閘基主要為第②上層壤土、③層壤土，地層厚度穩(wěn)定。第②下層壤土，粉粒含量較高，夾砂壤土薄層，土質(zhì)均勻性較差，7.8～9.7m呈軟塑狀，埋深較大，一般不影響地基穩(wěn)定。

5.4 寨里排閘

寨里排閘，孔深15m。閘基主要為第②層壤土，地層厚度較大，巖性穩(wěn)定；具中等壓縮性，微透水性，較高強度。

6 唐河北四門堤穿堤建筑物

6.1 西淀白排閘

西淀白排閘，孔深15m。閘基主要為第②層壤土，地層厚度較大，巖性穩(wěn)定；具中等壓縮性，微透水性，較高強度。

6.2 淀頭、泥李莊排閘

地基高程4.6～6.1m主要為第②層壤土，具中等壓縮性，微透水性，穩(wěn)定性較好。高程4.6m以下為第③層壤土，有機質(zhì)含量較高，具中等壓縮性，微透水性，工程地質(zhì)相對較差。

6.3 端村排閘

端村排閘，孔深15m。閘基高程6.9～7.9m為第②層壤土，構(gòu)成地基直接持力層，具中等壓縮性，微透水性，穩(wěn)定性較好。高程6.9～5m為②2層砂壤土，具中等壓縮性，中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差，具有液化潛勢。高程5～-1.1m為第③3層粉砂、③4層細砂，飽和，中密，中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差，具液化潛勢。

6.4 關(guān)城排閘

關(guān)城排閘，孔深15m。堤身0～1.4m為壤土，灰褐色，稍濕，堅硬，較密實。1.4～4.2m淺黃色，稍濕，塑性較差，粉粒含量較高，局部夾壤土團塊，較密實。

閘基高程4.3～6.8為第②2層砂壤土，構(gòu)成地基直接持力層，具中等壓縮性，中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差。高程3.3m以下為③壤土，具中等壓縮性，微透水性，土質(zhì)不均勻，含腐殖質(zhì)和貝殼碎屑等。

6.5 關(guān)城分洪口門

唐河北四門堤分洪工程建在關(guān)城大口子，口門長500m?？咨?5m。堤身0～0.5m為泥結(jié)碎石層，壤土、卵石為主，密實；0.5～3.2m為粉砂，淺黃色，稍濕，密實，粉粒含量較高，砂質(zhì)均勻；3.2～4.8m壤土，灰褐色，稍濕，硬塑。

閘基高程3.9～8.2m為第②層壤土，構(gòu)成地基直接持力層，具中等壓縮性，微透水性，穩(wěn)定性較好。高程3.3～3.3m為②1層粉土，中密，具中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差，具液化潛勢。高程3.3m以下為③壤土，具中等壓縮性，微透水性，土質(zhì)不均勻，含腐殖質(zhì)和貝殼碎屑等。

6.6 曲堤排閘

曲堤排閘孔深20m。閘基高程5.1～5.7m為第②層壤土，構(gòu)成地基直接持力層，具中等壓縮性，微透水性。高程5.1～3.7m為第②3層粉砂，中密，具中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差，具液化潛勢。高程3.7m以下為第②、③壤土和④1層黏土層，各具中等壓縮性，微透水性。其中，第③層壤土粉黏粒分布不均，含腐殖質(zhì)和貝殼碎屑等，局部軟塑，工程地質(zhì)性質(zhì)相對較差。

7 唐河南四門堤穿堤建筑物及口門工程

7.1 浦口揚水站排閘、引閘

浦口排閘、引閘各布置1孔，孔深15m。閘基主要為第②層壤土，地層厚度4.1m，具中等壓縮性，微透水性，強度較高。第②1層粉土，飽和，埋深4.1m（自然地面以下），標貫擊數(shù)8擊，為液化土。第③層壤土深度11～11.3m為淤泥質(zhì)黏土，但對地基穩(wěn)定和承載力影響不大。

7.2 軍民揚水站排閘

軍民排閘布置1孔，孔深15m。閘基高程5～8m為第②層壤土，具中等壓縮性，微透水性，強度較高；高程1.5～5m為第②2層砂壤土、第②1層粉土和第③2砂壤土，飽和，埋深3m（自然地面以下），標貫擊數(shù)10～14擊打，為液化土。

7.3 郝關(guān)排閘

郝關(guān)排閘布置1孔，孔深15m。閘基高程3.8～7.8m為第②層壤土，具中等壓縮性，微弱透水性，強度較高，構(gòu)成地基主要持力層；高程3.8m以下為第③壤土，含大量腐殖質(zhì)和貝殼、螺殼碎屑，局部呈淤泥質(zhì)，工程性質(zhì)相對較差。

7.4 郝關(guān)分洪口門

位于郝關(guān)與同口之間，口門長500m。閘基高程2～8.5m主要為第②層壤土、第②2層砂壤土。壤土具有中等壓縮性，微弱透水性，強度較高，構(gòu)成地基主要持力層；高程2m以下為第③壤土，含大量腐殖質(zhì)和貝殼、螺殼碎屑，局部呈淤泥質(zhì)，工程性質(zhì)相對較差。

7.5 東大洼排閘

位于孝義河右岸，與浦口排閘隔河相望，河寬50m?？咨?5m。閘基高程4.7～7.6m主要為第②1層粉土、第②層壤土，粉土構(gòu)成地基主要持力層。粉土具中等壓縮性，中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差。高程4.7m以下為第③層壤土，含大量腐殖質(zhì)和貝殼、螺殼碎屑，局部呈淤泥質(zhì)，工程性質(zhì)相對較差。

7.6 東方引閘

東方揚水站引閘位于任高公路南側(cè)，孝義河右岸，距唐河南四門堤堤首不足百米。閘基高程4.3～5.3m主要為第②1層粉土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差。高程4.3～0.3m為第②層壤土，地基主要持力層，具中等壓縮性，微透水性，強度較高。閘基礎與地基土間摩擦系數(shù)：壤土0.25～0.3，粉土0.3～0.35。

8 唐河北堤穿堤建筑物

8.1 董莊排閘、引閘

8.2 澇店排閘

勘探布置1孔，孔深15m。閘基高程2～7.4m主要為第②層壤土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，弱透水性，強度較高，滲透穩(wěn)定性較好。高程-1.5～2m為第②3層粉砂，中密，具中等壓縮性，中等透水性，承載力較高，具液化潛勢。高程-1.5m以下為第②4層細砂，中密，中等透水性，承載力較高，具有液化潛勢。

9 淀南新堤穿堤建筑物及口門工程

9.1 齊道排閘

勘探布置1孔，孔深15m。閘基高程0.2～6.2m主要為第②層壤土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，弱透水性，滲透穩(wěn)定性較好。高程0.2m以下主要為第③1黏土和第③壤土層，具中等壓縮性，微透水性，工程地質(zhì)性質(zhì)相對較差。

9.2 楊莊排閘

勘探布置1孔，孔深15m。閘基高程5.7～7.9m主要為第②層壤土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，弱透水性，滲透穩(wěn)定性較好。高程3.7～5.7m為③2層砂壤土，稍密，具中等壓縮性，中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差，具液化潛勢。高程3.7m以下主要為第③1黏土層、第③層壤土層，具中高壓縮性，微弱透水性，工程地質(zhì)性質(zhì)相對較差。

9.3 辛莊分洪口門

淀南新堤分洪工程位于劉李莊鎮(zhèn)辛莊，口門長400m。堤身素填土由壤土、砂壤土及黏土填筑而成，堤基下土體巖性為第四系全新統(tǒng)沖洪積的壤土及砂壤土，不良地質(zhì)現(xiàn)象，口門地基工程地質(zhì)條件較好。

9.4 高樓排閘

勘探布置1孔，孔深15m。閘基高程5.8～6.8m主要為第②1層粉土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差。高程1.7～5.8m為第②層壤土、第③壤土，具中等壓縮性，微弱透水性，強度較高。高程1.7m以下主要為第③1黏土層、第③壤土層，具中高壓縮性，微弱透水性，工程地質(zhì)相對較差。

9.5 龍華排閘

龍華排閘位于潴龍河右堤，勘探布置1孔，孔深15m。閘基高程5.3～8.2m主要為第②上層壤土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，弱透水性，滲透穩(wěn)定性較好。高程2.9～5.3m為第②1層粉土、第②3層粉砂，中密，中等透水性，承載力較高，具液化潛勢。高程0.8～2.9m為第②下層壤土，具中等壓縮性，弱透水性，滲透穩(wěn)定性較好。高程-3.8～0.8m主要為第③層壤土，中部夾砂壤土，具中等壓縮性，弱透水性，夾腐殖質(zhì)和貝殼碎屑，土質(zhì)不均，局部軟塑，工程地質(zhì)性質(zhì)較差。

10 千里堤穿堤建筑物

10.1 七孔閘

七孔閘布置2孔，位居閘左右兩側(cè)，孔深25m。閘基高程2.5～4.5m主要為第②層壤土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，微透水性，滲透穩(wěn)定性好，強度較高。高程-5.9～2.5m為第③層壤土，中等壓縮性，微透水性，強度較低。高程-5.9m以下為第④層壤土和第④1黏土層，具中高壓縮性，微弱透水性，滲透穩(wěn)定性較好。

10.2 梁溝排閘

勘探布置1孔，孔位于淀區(qū)堤腳，孔深12m。閘基高程3.5～7m為第②層壤土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，微透水性，滲透穩(wěn)定性好，強度較高。高程3.5m以下，為第③壤土，腐殖質(zhì)含量較高，具中等壓縮性，微透水性，強度較低。

11 安全區(qū)工程地質(zhì)條件及評價

11.1 高陽縣城安全區(qū)

城北堤線西河至南蔡口，3m以內(nèi)為中粉質(zhì)壤土，土質(zhì)均勻，棕黃色，稍濕，可塑。

對用戶的請求進行處理之后，就要建立與之相對應的任務的應用本體，并且執(zhí)行對相關(guān)知識源的連接操作。已創(chuàng)建的應用本體可以在以后用來完成其他類似的任務。在本案例中所創(chuàng)建的應用本體就是如圖4所示的應急物流管理本體。

城西堤線西河至季郎，埋深4m以內(nèi)地層變化較大，以輕粉質(zhì)壤土為主，夾薄層砂壤土或粉細砂，夾層厚度0.1～0.4cm，具弱～中等透水性，堤基穩(wěn)定性較差，不宜做為筑堤土料。

城西堤線季郎至趙官佐，3m以內(nèi)均為中粉質(zhì)壤土，灰黃色，稍濕～濕，可塑，除0.5m耕植層外，以下土層質(zhì)量較好。

11.2 安新縣劉李莊安全區(qū)

辛莊至郝莊堤線埋深3m以內(nèi)均為中粉質(zhì)壤土，棕黃色～灰黃色，局部夾深灰色淤泥質(zhì)薄層；0.5～3.0m壤土可做為筑堤土料。

郝莊村東北堤線3m以上為重粉質(zhì)壤土與黏土互層，灰黃色至深灰色，具微透水性，黏粒含量偏大，含水量偏大，3.0m以上土層不宜做為筑堤土料。

11.3 安新縣同口安全區(qū)

分布第四系全新統(tǒng)沖洪積或沼湖相沉積地層，埋深3m以內(nèi)均為中～輕粉質(zhì)壤土，棕黃色～棕褐色，局部夾深灰色淤泥質(zhì)薄層；0.5m以下壤土可做為筑堤土料。

11.4 安新縣老河頭安全區(qū)

埋深3m以內(nèi)均為中～重粉質(zhì)壤土，棕黃色～灰褐色，表層0.5m壤土為耕植層，且黏粒含量偏低；0.5m以下壤土可做為筑堤土料。

11.5 任丘市宗佐洼安全區(qū)

11.5.1 老千里堤

堤頂高程10.1～10.7m，平均高程10.5m，堤身完整，堤頂較平坦。堤身巖性為輕粉質(zhì)壤土、砂壤土和少量粉土，棕黃色，厚度3～4m，干～稍濕，硬塑～堅硬。

11.5.2 趙王新河左堤

堤頂高程10.3m，堤頂較平坦，堤身完整。巖性主要為輕～重粉質(zhì)壤土，局部夾重粉質(zhì)沙壤土和粉質(zhì)黏土，棕黃色，厚度3～3.5m，干～稍濕，硬塑～堅硬。

11.5.3 宗佐涵洞

勘探布置1孔，孔深15m。閘基高程0.3～6.8m主要為第②層壤土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，微透水性，滲透穩(wěn)定性好，強度較高。

12 天然建筑材料

12.1 料場概況

新安北堤、障水埝及四門堤（北四門堤和南四門堤）3個防洪堤需復堤段的土料場分別選在其堤身外側(cè)50～150m范圍內(nèi)，與堤壩平行，呈帶狀分布，寬度100m（局部堤段的堤身外側(cè)有村莊或樹木，可從附近堤段調(diào)土）。料場范圍內(nèi)大部分為耕地。

淀南新堤的復堤土料場位于淀內(nèi)，沿堤線呈帶狀分布。料場位于沖擊平原，地形總體比較平坦，地層比較穩(wěn)定。

新安北堤、障水埝及四門堤的復堤土料場勘探點間距較大，一般2～4km，取土深度（按2.0m考慮）氛圍內(nèi)未見地下水，土料開采不受地下水影響。

12.2 土料質(zhì)量及評價

取土深度2.0m范圍內(nèi)，新安北堤、障水埝、四門堤及淀南新堤筑堤土料的巖性以土壤為主，局部為砂壤土及粉質(zhì)黏土。

（1）土料的塑性指數(shù)、滲透指數(shù)、有機質(zhì)含量、易熔鹽含量、最大干密度和pH值等試驗指標均滿足規(guī)程要求，可作為堤身填筑土料。

（2）黏粒含量大部分滿足規(guī)程要求，局部地段（寨里村上游400m～楊孟村東長8km的堤段，南四門堤北青村西長10km）的筑堤土料黏粒含量偏高，土料不易壓實，施工時應注意質(zhì)量控制。

（3）淀南新堤復堤土料，位于淀內(nèi)原取土溝外側(cè)，與堤腳距離50m。地表以下2m內(nèi)土層的土質(zhì)以壤土為主，局部為黏土。黏粒含量19.0%～32.8%，局部小于15%，平均值24.7%?？辈炱陂g大部分土體天然含水率略高，平均值為29.4%，由于土層變化，宜采取垂直立面開采，將土層混合后使用。

（4）淀內(nèi)土層多為深灰色黏土，黏粒含量偏大，平均值35.0%，不宜取土筑堤。

（5）堤內(nèi)為白洋淀蘆葦分布區(qū)，水位埋深一般小于2.0m，土層含蘆根、螺殼等雜質(zhì)較多，且含水量較大，不宜取土。

13 結(jié)語

（1）工程區(qū)地下水類型為第四系孔隙潛水，埋藏于黏性土或砂性土層中。地下水埋深一般2.2～11.3m，高程0.2～8.8m，受附近地表水的影響較為明顯。地下水埋深差別較大。

（2）根據(jù)環(huán)境水腐蝕性判定標準：①齊道排閘、楊莊排閘附近地表水對普通混凝土具有弱腐蝕性；郝關(guān)排閘、高樓排閘、董莊引閘和董莊排閘附近地表水對普通混凝土具強腐蝕性；②郝關(guān)排閘、董莊引閘和董莊排閘附近地表水（CL-1）對混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋具中等腐蝕性；寨里排閘、東方揚水站引閘地表水對混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋不具腐蝕性；其余地表水（CL-1）對混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋具有弱腐蝕性；③郝關(guān)排閘、董莊引閘和董莊排閘附近地表水對鋼結(jié)構(gòu)具強腐蝕性；其余地點地表水對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。