十家子河综合治理工程地质条件分析与评价

2015-03-22王雪

黑龙江水利科技 2015年10期

关键词：河道整治评价研究工程地质

王　雪

(沈阳市鹏展建筑工程有限公司，沈阳 110176)

十家子河综合治理工程地质条件分析与评价

王雪

(沈阳市鹏展建筑工程有限公司，沈阳 110176)

摘要：十家子河是大凌河的一级支流，发源于朝阳县西北部的大青山脉，十家河左岸的治理范围由锦承铁路桥左桥头起至上游召都巴汇合口已成堤防处，形成闭合堤线。文章对该段工程的基本情况进行了阐述，并对该河段的区域地质概貌、堤防位置地质地层条件、水文地质条件及堤防场地类别与地震烈度进行了分析，通过对该险工地段工程地质条件的分析可以得出了十家子河堤防区域地质条件较简单，无不良地质现象，工程建设在过程地质条件要求上切实可行。

关键词：河道整治；工程地质；水文地质；条件分析；评价研究

1工程概况

十家子河是大凌河的一级支流，发源于朝阳县西北部的大青山脉。十家子河流域没有控制性工程，在龙城桥至入大凌河口段有3道人工湖橡胶坝，在本次治理河段无控制性工程。十家河左岸的治理范围由锦承铁路桥左桥头起至上游召都巴汇合口已成堤防处，形成闭合堤线，桩号为Z0+000～Z3+571，全长3571 m。堤线布置为铁路桥北桥头与东三家桥北桥头相连，堤距300 m，堤防长2213 m；东三家桥以上与十家子河左岸现有堤防连接，堤距220～260 m，堤防长1 333 m。

本次设计中十家子河左岸堤防(桩号Z0+000～Z3+571)防洪标准为20 a一遇；堤防(Z0+000～Z3+571)设计为Ⅳ级堤，堤顶宽3 m，内外边坡1：2.5。堤脚采用镀锌铁丝石龙齿墙与石笼水平铺盖相结合形式。在施工过程中，如遇粉土黏土夹层，为防止冻胀，迎水面需清除1.1 m以上，局部地区为9 m厚的建筑垃圾，需要清除后筑堤。修建堤防后，为保证城区内洪水及时排入河道，堤防上共建8处穿堤建筑物，其中在0+235.75、1+700、2+444.46处设排洪涵闸3处。并分别在桥路上下游附近加设涵管5处。

2工程地质勘察布设

本次工程，十家子河左岸堤防由锦承铁路桥起经东三家大桥至上游北三家村处止。桩号为0+000～3+571，全长3571 m，拟建堤防左侧为燕都新城。防洪标准：20 a一遇，工程等级：采用Ⅳ级标准堤防，堤顶宽3 m。本区段十家子河右岸(距左岸170 m～330 m)于2001—2002年已建堤防(从西部截洪沟出口至十家子河口)。上段为20 a一遇的Ⅳ级堤防(基本在本次工程对岸)，下段为50 a一遇的Ⅱ级堤防，同期进行了较详细的地质调查、勘察工作。十家子河右岸防洪工程的地质勘测，西起龙城区边杖子乡的黄金店，东至十家子河汇入大凌河的河口，总长20 km，宽0.5~1.0 km。沿河道分级分段进行地质勘察。

本次勘察根据工程特点和工作要求，经现场踏勘调查，两岸堤防距离较近，所处地貌地质单元基本一致，地层沉积特点类似、区域构造基本一致，因此本次设计主要参照右岸工程的地质勘察资料和成果进行，沿拟建左岸堤线布置井探探井7个，总进尺30.5 m，取样8组。

3工程地质条件分析与评价

主要包括3个方面的内容：

3.1区域地质概况

3.1.1地形地貌

十家子河南支发源于朝阳县大庙乡，自西向东径流，于市区北部十家子村汇入大凌河。右岸堤防区勘察分为2部分：①远郊区，自边杖子镇红庙子村至七道泉子镇东三家村北截洪沟口；②朝阳市区，自截洪沟口至十家子河入大凌河口。拟建堤防区总体地貌为低山丘陵区的山间河谷，堤线位置地貌类型为河谷冲洪积河漫滩及一级阶地前缘，地形平缓，西高东低[1]。

3.1.2地层岩性

堤防区地层较简单，现从老至新分述如下：

3.1.2.1中元古界长城系(Ch)、蓟县系(Jx)

出露于边杖子镇以西地区。

1)高于庄组：灰色中厚层及薄层板状灰岩，其底部为灰黑色薄层含锰白云质灰岩。

2)杨庄组：粉红色白云质灰岩夹燧石条带，燧石结核灰岩。

3)雾迷山组：灰—灰黑色燧石条带及燧石结核白云岩，燧石条带灰岩夹白云岩。

4)洪水庄组：黑色页岩为主含黄铁矿结核夹灰岩，泥岩透镜体。

3.1.2.2古生界寒武系(∈)

出露于边杖子南部，岩性为花纹状白云岩灰岩及紫色页岩(下统)，鲕状结晶灰岩黄色粉砂岩(中统)，结晶灰岩夹主页状灰岩及及灰质粉砂岩(上统)。古生界二叠系(P)。出露于边杖子镇朱杖子村以西地带，岩性为紫红色-暗紫中厚层细-粗粒砂岩及砂质泥岩[2]。

3.1.2.3中生界侏罗系(J)

出露于边杖子镇南部东部及东三家北，上下河首以西地带。下统兴隆沟组，岩性为灰色灰黑色安山岩玄武岩及火山碎屑岩砾岩。下统北票组，岩性以砾岩为主夹黑色—灰黑色砂岩砂页岩。中统海房沟组，岩性为黄褐色泥质胶结砾岩砂岩夹灰黑色—紫色泥质页岩。中生界白垩系(K)下统义县组，岩性为灰绿色—灰黑色玄武岩集块岩紫色安山岩。不整合于侏罗系之上。白垩系上统九佛堂组，岩性为灰绿—黄绿色页岩粉砂岩砂岩及砾岩等[3]。

3.1.2.4新生界第四系(Q)

出露于堤防位置，河谷两侧及朝阳市区大部分地带。更新统，出露于边杖子镇东北至朱杖子一带，东三家北部。岩性为黄黏土，其底部含砾石，属坡积成因。全新统，出露于十家子河河谷两侧及朝阳市区东北部。岩性为：上层黄褐色粉质黏土及粉土；下层为砂层及砾石层，属冲洪积成因。

3.1.3地质构造

堤防区域的大地构造位置，据辽宁省区域地质志的划分，属我国北方一级构造单元中朝准地台燕山台褶带东部的辽西台陷，朝阳穹褶断束的朝阳盆地西北部边缘。东侧为朝阳～北票断裂带。朝阳盆地为向斜盆地，东陡西缓，主要由白垩系上统九佛堂组地层组成。盆地长轴为走向NE，两翼岩层走向NNE或NE，倾SE或SW，倾角10～30°，盆地基底受东西向构造制约，产生一些小规模的近EW向的张性或张扭性断裂及近SN向的压扭性断裂。受区域构造影响西部远郊地段主要发育有大西山压性断层和朱杖子张性断层。堤防区内的断裂构造，均为早期构造活动的产物，属早期构造断裂，对岩体的稳定无较大影响[4]。

3.1.4堤防区水文地质条件

堤防区域地下水可分为两个水文地质单元：基岩裂隙水和第四系孔隙潜水。

3.1.4.1基岩裂隙水

基岩裂隙水含水层主要分布于远郊的边杖子镇以西及西南地区，含水层以风化和构造裂隙发育的基岩层为主。该含水层主要接受大气降水的补给；排泄于河谷第四系、蒸发以及人工开采；该含水层的水量及水位受季节性变化的影响较大，同时该含水层的含水性及水力联系较差，水量较小[5]。

3.1.4.2第四系孔隙潜水

第四系孔隙含水层分布于十家子河两岸。含水层岩性为第四系冲洪积和坡洪积的砂砾石层。该含水层水位埋深上游段8～10 m，下游段0.5～5，含水层厚度，5～20 m。水量较丰富，钻孔单位涌水量20～40L/s，且水质较好，属碳酸钙镁型水。该含水层主要接受大气降水及四周山区基岩裂隙水的补给，主要排泄方式为人工开采、地下径流、大气蒸发等[6]。

3.2堤防位置工程地质条件

左岸拟建堤防区，位于市区附近河段，广泛存在河谷采砂挖填，和垃圾倾倒现象。特别在左堤Z2+800-Z2+960等处堆积有较厚的建筑和生活垃圾(厚9～10 m)，建议清除。

3.2.1施工探井揭遇地层：

3.2.1.1杂填土①层

拟建场区内广泛分布，揭遇厚度0.30～3.50 m，调查厚度最大达10 m，其中朝阳市北大桥至锦承铁路桥间以工业弃渣为主混粉土砂砾和生活垃圾，朝阳北大桥至朝阳市东三家大桥间以砂砾石为主混生活垃圾，朝阳市东三家大桥以上区段以工业弃渣，建筑垃圾为主混生活垃圾[7]。

粉土①-1层。拟建场区Tj05号探井见有分布，埋深1.30 m，揭遇厚度0.70 m，褐色，浅黄褐色，湿的，可塑状态。为新近沉积，不宜做建筑、构筑物持力层。

3.2.1.2圆砾②层

拟建场区内广泛分布，埋深0.30～3.50 m(局部可达9～10 m)，揭遇厚度2.00～4.40 m。褐色，黄褐色，稍湿～湿的，松散～稍密状态。分选一般，砾石次圆状为主，成分以安山岩、花岗岩、碳酸盐岩为主。

3.2.2右岸截洪沟口以上堤防

西起红庙子东至截洪沟口。堤线范围位于十家子河高漫滩后缘，堤基岩性一般为两层。上层为粉土，较薄，0.8～2.0 m，为新近沉积土，较松散；下层为砾石层，粒径以10～40 mm颗粒为主，含量大于50%。砂砾石厚度自上游向下游由薄变厚，5～20 m。局部地段缺失漫滩而河床直接与阶地陡坎相接；有的地段缺失上层粉土而砂砾石直接裸露[8]。

3.2.3右岸截洪沟口以下堤防

该位于一级阶地前缘及漫滩后缘，勘察所见地层可分为4个工程地质层，分述如下：

3.2.3.1杂填土①层

呈杂色，其主要成分为建筑垃圾和生活垃圾，分布于沈承路北大桥两侧，最大厚度8.5 m；朝阳北大街龙城桥两侧，一般厚度为2～3 m，最大厚度5.0 m。

3.2.3.2粉土②层

呈黄褐色，松散，为新近沉积土。一般层1.2～2.0 m，最大厚度3.0 m，分布在朝阳大街龙城桥两侧。该层粉土黏粒含量较高，塑性指数9.1～12.5，液限30%左右，渗透系数(1.4～6.3)×10-4cm/s(现场试验)，平均3.05×10-4cm/s，天然容重1.45～1.73g/cm3，内聚力C=0.03kg/cm2，内摩擦角=24°。作为天然堤基时，承载力标准值fk=80kPa。

3.2.3.3中粗砂③层

勘察所见该层分布于龙城桥以东及铁路桥以西地带，厚度1.0～1.5 m，颗粒以粗砂为主夹有卵砾石，呈松散状态。该层中粗砂呈稍密状态，其承载力标准值fk=150kPa。

3.2.3.4圆砾④层

勘察范围内均见有分布，埋深1.8～4.0 m。该层砾石呈松散～稍密状态，颗粒成分以砾石为主夹有卵石及中粗砂等。该层分布连续稳定，渗透系数为(1.7～9.8)×10-2cm/s。天然地基承载力fk=280kPa。

3.3场地类别及地震烈度

根据中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》(GBj11—2010)，拟建场属Ⅱ类建筑场地，属对建筑抗震有利的地段[9]。根据中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，拟建场区地震动峰值加速度为0.10g，反应谱特征周期为0.35s。

4结论

朝阳市十家子河堤防区域地质条件较简单，无不良地质现象，可以建筑；堤线范围地貌均为漫滩后缘，地层岩性为粉土及砂砾石，除表层及部分地段存在垃圾需清除外均可做天然地基；拟建场区属Ⅱ类建筑场地可以建筑；根据工程项目特点，建议加强施工地质工作。

参考文献：

[1]陈运东.侏罗系红层典型工程地质问题分析[J].水利建设与管理，2015(02)：24-27.

[2]罗晓光.城市排洪河渠景观蓄水的可行性研究[J].水利规划与设计，2008(02)：29-31.

[3]仲楠.义县橡胶坝蓄水分析[J].水利技术监督，2015(02)：62-63，66.