段純河靈石縣段河道治理工程水文地質(zhì)分析

何國(guó)一

（靈石縣水利局河長(zhǎng)制事務(wù)服務(wù)中心，山西 靈石031300）

1 河流概況

段純河為汾河一級(jí)支流，河長(zhǎng)20.33 km。本次段純河靈石縣段河道治理工程任務(wù)為通過(guò)灘槽整治、堤防工程，理順河道治導(dǎo)線，增加河道行洪能力，保護(hù)段純鎮(zhèn)集鎮(zhèn)區(qū)、沿岸下峪村、吳家溝村、牛家莊村、云義村、志家莊村、堡子塘村等6個(gè)村莊約1萬(wàn)人的防洪安全。

段純河由于多年未進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，兩岸存在廠礦企業(yè)、道路等擠占河道現(xiàn)象，局部河段河道現(xiàn)在已經(jīng)束窄至25 m，河道行洪能力較低，沿岸村鎮(zhèn)受到洪水威脅，洪水漫堤進(jìn)村，下峪村、吳家溝村、段純鎮(zhèn)集鎮(zhèn)區(qū)、牛家莊村、志家莊村、堡子塘村等村十多處堤防損毀，吳家溝村、牛家莊村數(shù)十間房屋坍塌、裂縫、變形的嚴(yán)重后果。為實(shí)施段純河靈石縣段河道治理工程，進(jìn)行本次水文地質(zhì)勘測(cè)。

2 治理段水文地質(zhì)分析

2.1 松散巖類(lèi)孔隙水

松散巖類(lèi)孔隙水含水層巖性，主要為第四系全新統(tǒng)洪沖積級(jí)配不良砂、卵石混合土等，主要分布于區(qū)內(nèi)汾河及其支流河床，河漫灘。該類(lèi)地下水水質(zhì)受人類(lèi)活動(dòng)影響較大，水力坡度與河床坡度基本一致。

2.2 碎屑巖類(lèi)裂隙水

碎屑巖類(lèi)裂隙水，主要賦存于二迭系石盒子組、石炭系山西組、太原組、本溪組的砂巖、灰?guī)r、泥質(zhì)砂巖、礫巖等地層中。碎屑巖類(lèi)裂隙水富水性和透水性，受地層巖性、膠結(jié)物類(lèi)型、巖層產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育程度、構(gòu)造及地形地貌等因素所制約。其中砂巖、泥質(zhì)砂巖、礫巖等巖體屬較堅(jiān)硬的脆性巖石，裂隙發(fā)育且規(guī)模較大，延伸較遠(yuǎn)，巖層富水性、透水性較好，構(gòu)成含水層；而頁(yè)巖、泥巖、鋁土巖等較軟弱巖體裂隙發(fā)育較弱，且規(guī)模小，延伸也較短，構(gòu)成相對(duì)隔水層。

一般情況下，溝谷內(nèi)地下水位埋深較淺，但這些泉水流量較小。由于碎屑巖類(lèi)裂隙水含水層與隔水層相間分布，局部地下水具有承壓特點(diǎn)。

2.3 碳酸鹽巖類(lèi)巖溶裂隙水

區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖類(lèi)巖溶裂隙水含水層，主要為古生界寒武系和奧陶系灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、豹皮狀灰?guī)r等。巖體中巖溶較發(fā)育，主要為溶蝕裂隙、溶孔、溶洞等，地下水豐富，但富水程度不均勻，主要與巖溶發(fā)育程度的不均勻性有關(guān)。泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)條帶灰?guī)r為相對(duì)隔水層。區(qū)內(nèi)地下水水位埋深較大。

2.4 變質(zhì)巖類(lèi)裂隙水

該含水巖性主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖夾斜長(zhǎng)角閃巖，地下水主要分布于風(fēng)化裂隙中，富水性受地形地貌、風(fēng)化厚度、風(fēng)化裂隙的發(fā)育程度等因素制約。一般富水性較差，地下水埋深淺，具有就地補(bǔ)給、就地排泄的特點(diǎn)。該類(lèi)型地下水分布于變質(zhì)巖區(qū)，地下水的補(bǔ)給主要來(lái)源于大氣降水，多以泉水的形式排泄。受大氣降水影響，泉水動(dòng)態(tài)較大。

3 治理段工程地質(zhì)

本工程河道治理范圍起點(diǎn)位于段純鎮(zhèn)下峪村漫水路上游50 m處，終點(diǎn)位于段純河入汾河河口處，主要對(duì)本段河道進(jìn)行灘槽整治，必要時(shí)修建防洪堤。

3.1 地形地貌

段純河總體流向?yàn)镾50°E，地下水位埋藏深淺不一，一般為0～6 m，局部埋深較大。主河床位于河谷中部，河床寬20～65m，兩側(cè)發(fā)育河漫灘。谷底坡降較大，地面高程為636～815 m。兩岸多為土質(zhì)岸坡，局部為基巖岸坡，岸坡高低不等，河谷斷面呈“U”型。

另外，治理段河道兩岸支溝發(fā)育。其中在樁號(hào)2+050、樁號(hào)4+430、樁號(hào)6+850和樁號(hào)9+600處，右岸發(fā)育四條較大沖溝。兩岸沖溝一般無(wú)水，僅汛期有洪水出流。

3.2 地層巖性

段純河上游治理段，發(fā)育地層主要為古生界奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）灰?guī)r、新生界第四系松散堆積物及現(xiàn)代人工堆積物（堤基圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)見(jiàn)表1），地層巖性由老到新分述如下：

表1 堤基圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

（1）奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）：巖性為灰黃色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r；局部為灰黃色泥灰?guī)r夾泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r，角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r。厚95～150 m。分布于段純河兩岸山頂。

（2）第四系上更新統(tǒng)坡洪積（Q3dpl），巖性主要為含碎石低液限粉土或碎石混合土，稍濕，稍密，塊碎石成分主要為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，磨圓度呈次棱角-棱角狀，粒徑一般5～25 cm，細(xì)粒主要為低液限粉土。厚度8～20 m，零星分布于治理段河道兩岸。

（3）第四系全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal），巖性主要為卵石混合土、混合土卵石、細(xì)粒主要為中細(xì)砂。該層厚度大于10 m，分布于段純河河谷及兩岸。其平均顆分曲線見(jiàn)圖1。

圖1 堤基卵石混合土平均顆分曲線圖

（4）人工堆積（Qs）：巖性主要為堆煤、堆渣、礫卵石、低液限粉（粘）土以及生活和建筑垃圾。厚0～5.0m，廣泛分布于段純河治理段河谷及兩岸。

3.3 堤基土物理力學(xué)指標(biāo)

堤基土持力層地層巖性主要為卵石混合土。堤基豎井卵石混合土篩分成果見(jiàn)表2。

表2 堤基土篩分成果統(tǒng)計(jì)表

3.4 水文地質(zhì)

段純河治理段地下水類(lèi)型為松散巖類(lèi)孔隙水，含水層巖性參考探坑滲水（見(jiàn)表3）及鉆孔注水（見(jiàn)表4）試驗(yàn)成果，含水層滲透系數(shù)18.6～23.8 m/d，屬?gòu)?qiáng)透水層。

表3 堤基鉆孔注水試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

地下水埋深在河床、河漫灘處一般為0～3 m，在Ⅰ級(jí)堆積階地處多為4～6m。另外，本段河道河谷松散巖類(lèi)孔隙水地下水埋深年際變化較大，勘察時(shí)段下游處局部地下水位埋深大于9m，而汛期受河水補(bǔ)給，地下水埋深變淺，部分河段與河水一致。據(jù)調(diào)查兩岸地下水水位高于河床水位，河道水流主要受降雨補(bǔ)給和兩岸地下水側(cè)向補(bǔ)給，見(jiàn)表4。

表4 堤基試坑滲水試驗(yàn)及干密度、含水率測(cè)試成果統(tǒng)計(jì)表

本次勘察共取水樣2組，其中，地表水1組，地下水1組，并進(jìn)行了水質(zhì)分析，由試驗(yàn)成果可知，段純河治理段地表水和地下水化學(xué)類(lèi)型為HCO3-Ca型。對(duì)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無(wú)腐蝕性，但對(duì)輸水建筑物金結(jié)部分的鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

4 結(jié)論與建議

段純河治理段河床及兩岸漫灘分布有人工堆積物，主要為堆煤（渣）、卵石混合土以及生活和建筑垃圾，河道谷底地形起伏不平，嚴(yán)重影響了本段河道行洪，應(yīng)對(duì)河道進(jìn)行河道灘槽整治工程，疏浚河道使河道谷底坡降和河谷斷面滿足行洪要求。

段純河治理段兩岸堤基持力層巖性，主要為第四系全新統(tǒng)洪沖積卵石混合土。建議對(duì)存在不均勻變形問(wèn)題、滲透變形問(wèn)題堤段，進(jìn)行新建重力式堤防工程、拆除重建重力式堤防工程、新建仰斜式堤防工程、舊堤堤身加高加固工程。對(duì)洪水沖刷及基坑涌水等工程地質(zhì)段，實(shí)施堤腳齒墻防護(hù)工程、舊堤維修、壓頂、勾縫工程，新建排水口工程等。