孤山川溫李河段堤基處理探析

齊小利

(府谷縣應(yīng)急救援保障中心，陜西 榆林 719499)

孤山川位于鄂爾多斯臺(tái)向斜陜北坳陷東部的單斜構(gòu)造區(qū)[1]，基底地層主要為三疊系(T)砂巖、泥巖等，梁峁區(qū)頂部以風(fēng)積黃土類土為主，河谷分布有沖洪積堆積的礫石層及壤土等，兩岸發(fā)育滑塌堆積和坡積堆積的壤土。孤山川溫李河段無防洪工程，抗洪能力十分薄弱，為了確定堤防建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和安全建設(shè)，需對(duì)其地質(zhì)條件進(jìn)行分析，以便科學(xué)確定堤防基底。

1 概 況

孤山川河在溫李河村段流向由西向東，再折向北，河床寬約50～60 m，高程約808～813 m。河流右岸為沖蝕岸，多形成裸露的基巖陡坎，左岸為堆積岸，為一級(jí)階地，階面寬度約100～160 m，經(jīng)人為改造后高程約815～817 m，堆積有大量的人工雜填土。本次規(guī)劃的堤防位于一級(jí)階地的前緣，起點(diǎn)于左岸上游支溝內(nèi)，終點(diǎn)于左岸下游基巖陡坎處，總長(zhǎng)788.47 m。

2 堤防工程地質(zhì)分析

2.1 水文地質(zhì)條件

表1 環(huán)境水對(duì)混凝土腐蝕性評(píng)價(jià)依據(jù)

表2 孤山川河水腐蝕性評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2 不良物理地質(zhì)現(xiàn)象

堤線沿一級(jí)階地前緣布置，無滑坡、崩塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。

2.3 巖土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

本次勘察時(shí)在河道內(nèi)取河漫灘②層卵石3組進(jìn)行了室內(nèi)顆分試驗(yàn)，成果見表3。堤基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值見表4。

表3 河漫灘②層卵石顆分試驗(yàn)成果

表4 堤基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值

3 堤防主要工程地質(zhì)問題評(píng)價(jià)

3.1 堤岸穩(wěn)定

溫李河段堤防0+000～1+050段位于一級(jí)階地前緣，處于河流堆積岸，自然坡度約35°～50°，主要為人工堆積雜填土，松散混雜，且含有少量生活垃圾等，受水流沖蝕后易產(chǎn)生沖刷、剝落和崩塌，屬穩(wěn)定性差岸坡，應(yīng)進(jìn)行砌護(hù)和加固處理。1+050～1+076段為基巖陡坎，巖性為砂巖，抗沖能力強(qiáng)，屬穩(wěn)定性好岸坡，其位于公路橋橋臺(tái)處，宜進(jìn)行加固護(hù)坡處理。

3.2 堤基沖刷

孤山川河谷較寬闊，由于左岸占用河道，堆積人工回填物，改變了河道的原始狀態(tài)，一般季節(jié)河水流速很慢，水量很小，基本不存在堤基沖刷問題。但是在洪水季節(jié)時(shí)流量較大，平順段河床實(shí)際沖刷深度約0.5～0.8 m，頂沖段沖刷深度約1.2～1.5 m，而本段堤防左岸正好位于兩溝道交匯處，易受沖刷而產(chǎn)生堤岸坍塌，對(duì)堤基穩(wěn)定不利，建議清除①層雜填土，堤基應(yīng)深入深泓線以下。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)手冊(cè)》[3]，建議各層堤基土的允許不沖刷流速見表4。

3.3 堤基滲漏和浸沒

堤基巖性為②層卵石和③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖，②層 卵石滲透系數(shù)為10～15 m/d, ③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖為相對(duì)隔水層，所以堤基產(chǎn)生滲漏的主要層位為②層卵石。一般情況下兩岸地下水補(bǔ)給河水，洪水期短暫時(shí)間內(nèi)河水補(bǔ)給地下水，滲漏時(shí)間和水量均很小，預(yù)計(jì)地下水位上升幅度<1.5 m，如果堤防不采取防滲措施，工程區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境不會(huì)有較大變化，少量短期的滲漏不會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生不利影響；河流左岸平臺(tái)現(xiàn)高于河床5～7 m，且無低凹地段，堤防短期產(chǎn)生的滲漏不會(huì)產(chǎn)生浸沒現(xiàn)象；建議堤防不進(jìn)行專門的防滲設(shè)計(jì)，堤身設(shè)置排水孔。

3.4 飽和砂土地震液化

工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，不考慮飽和砂土地震液化問題。

3.5 堤基抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定

①層雜填土位于堤基表層，層位不穩(wěn)定，強(qiáng)度差，尤其在洪水期位于水下，強(qiáng)度迅速降低，存在抗滑穩(wěn)定問題，不能作為堤防地基持力層；②層卵石和③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖層位穩(wěn)定，強(qiáng)度高，工程地質(zhì)性能較好,可以滿足堤基穩(wěn)定要求，據(jù)堤基土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)指標(biāo)和工程地質(zhì)類比，給出堤基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值見表4。

當(dāng)?shù)袒胖迷冖蹖訌?qiáng)風(fēng)化砂巖上時(shí)，則②層卵石不存在滲透穩(wěn)定問題。當(dāng)?shù)袒胖芒趯勇咽蠒r(shí)，有可能存在堤基滲透穩(wěn)定問題。根據(jù)顆分試驗(yàn)資料②層卵石滲透變形形式為過渡型，允許水力坡降J允許=0.25；預(yù)計(jì)堤防建成后洪水期堤外地下水位升高約1.5 m，消落期時(shí)堤外水回流河水，滲徑長(zhǎng)度按8 m計(jì)算，實(shí)際水力坡降J實(shí)際=0.19,J實(shí)際

4 堤基持力層選擇和處理措施

本段堤防工程主要存在的工程地質(zhì)問題為堤岸穩(wěn)定和堤基沖刷問題，根據(jù)地形地質(zhì)條件和滿足堤基抗滑穩(wěn)定、滲透穩(wěn)定及抗沖穩(wěn)定等，建議清除沿堤線的①層雜填土,堤防基礎(chǔ)可坐落在②層卵石或③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖上，不管采取何種堤防形式，堤基埋深應(yīng)大于河床最大沖刷深度，在開挖時(shí)應(yīng)采取排水措施，遇見透鏡體狀砂壤土等應(yīng)清除，開挖時(shí)應(yīng)注意沿線的排水及油、氣管道，堤防建成后應(yīng)禁止河道開挖。

各堤段具體施工建議為：

(1)樁號(hào)0+000～0+100，長(zhǎng)度為100 m，堤防位于河漫灘后緣附近，堤岸上部為人工堆積①層雜填土，中部為河漫灘堆積②層卵石，底部為③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖，屬穩(wěn)定性差岸坡，①層雜填土強(qiáng)度低，應(yīng)清除；堤基為②層卵石或③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖，不存在堤基抗滑穩(wěn)定、滲透變形等問題，少量滲漏不會(huì)引起堤外浸沒。

(2)樁號(hào)0+100～0+260，長(zhǎng)度為160 m，堤防位于河漫灘后緣，堤岸上部為人工堆積①層雜填土，中部為河漫灘堆積②層卵石，底部為③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖，屬穩(wěn)定性差岸坡。堤基為②層卵石或③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖，不存在堤基抗滑穩(wěn)定、滲透變形等問題，少量滲漏不會(huì)引起堤外浸沒。

(3)樁號(hào)0+260～1+050,長(zhǎng)度為790 m，堤防位于河漫灘后緣附近，堤岸上部為人工堆積①層雜填土，中部為河漫灘堆積②層卵石，底部為③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖，屬穩(wěn)定性差岸坡，①層雜填土強(qiáng)度低，應(yīng)清除；堤基為②層卵石或③層強(qiáng)風(fēng)化砂巖，不存在堤基抗滑穩(wěn)定、滲透變形等問題，少量滲漏不會(huì)引起堤外浸沒。

(4)樁號(hào)1+050～1+076,長(zhǎng)度為26 m，堤基位于砂巖陡坎處，經(jīng)開挖松動(dòng)巖石和整平后砂巖為良好的堤基，對(duì)基巖岸坡采取適當(dāng)?shù)淖o(hù)坡措施。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過勘探調(diào)繪和試驗(yàn)探討分析可知，孤山川溫李河段堤基沖刷和堤岸穩(wěn)定性差是堤防工程的主要地質(zhì)問題，平順段河床實(shí)際沖刷深度約0.5～0.8 m，頂沖段沖刷深度約1.2～1.5 m，堤防岸坡屬于碎石土類低邊坡，易產(chǎn)生沖刷、剝落和崩塌，所以應(yīng)對(duì)岸坡進(jìn)行砌護(hù)和加固處理，堤基開挖時(shí)應(yīng)采取排水措施，堤身設(shè)置排水孔；不管采用何種堤防形式，堤防迎水坡砌石體埋深應(yīng)大于河床最大沖刷深度或直接放置在基巖上，堤腳需采取防沖措施。