潮河河道上游综合治理工程地质问题及评价

孔令锋

（河南省土地整理中心，河南郑州450016）

潮河河道上游综合治理工程地质问题及评价

孔令锋*

（河南省土地整理中心，河南郑州450016）

潮河上游综合治理工程全长2.66km。主要建设内容包括：曹古寺水库除险加固，包括库区开挖、大坝防渗处理及护坡、溢洪道及放水管拆除重建。潮河河道堤基地质结构属粘、砂多层结构。根据堤基地层岩性、地质结构、河谷现状和历次险情分析，潮河河道堤基存在的主要工程地质问题是渗透稳定和岸坡稳定问题。

南水北调；黄土状土；特性

1　概述

本次潮河上游综合治理工程范围为：司赵至南曹潮河桥到曹古寺水库大坝，全长2.66km。主要建设内容包括：曹古寺水库除险加固，包括库区开挖、大坝防渗处理及护坡、溢洪道及放水管拆除重建；河道治理，新建1座溢流堰；库区驳岸及景观建设等。

2　地质概况

2.1地形地貌

勘察区分布在郑州市南曹乡曹古寺水库上游潮河两岸狭长地带。地势西部略高于东部，地形平坦，地面高程一般100～106m。工程区处于黄河冲积平原上，河谷地貌发育。

河谷形态一般呈“U”型。河道顺直，局部河段弯曲，河道平均比降为1/3500，大部分无岸坡，河滩平坦开阔，多为耕地。

2.2地层岩性

勘察区勘探深度范围内地层主要为第四系地层。由于本区处于黄淮河冲积平原上，岩性岩相复杂多变。主要为新近淤积土。

岩性主要有低液限粘土（轻、中粉质壤土，CL）、粉土质砂（细砂、粉细砂，SM）和含细粒土砂（SF）。结构松散，岩性在垂直与水平方向均多变，粘性土、砂性土多为互层状、透镜状分布，分布广泛。

①粉土质砂（Q4）（细砂、极细砂，SM）：黄、褐黄色、灰黄色，松散，见有铁锈浸染，含有螺壳碎片，该层大多分布于河滩地表，土质不均，含有钙质结核，局部粘粒含量较高。

②低液限粘土（Q4）（轻、中粉质壤土，CL）：灰黄色、黄褐色、灰褐色，多为软塑—可塑状，见有铁锈浸染，含有螺壳碎片，结构疏松，岩性不均一，部分地段粘粒含量偏高或偏低，局部常夹有低液限粉土和粉土质砂薄层或透镜体。该层两岸均有分布，厚度约为3.1～15.8m。

③含细粒土砂（Q4）（SF）：浅黄、棕黄色，湿，中密，砂质成分主要为石英、长石，见有铁锈浸染，含有钙质结核。土质不均，局部夹有浅灰色泥质条纹。该层分为上下2层，上层厚3.8～10.5m，下层未揭穿，揭露最大厚度1.8m。

④低液限粘土（Q3）（中、重壤土，CL）：灰黄色、棕黄色，可塑状，见有铁锈浸染，含有钙质结核，岩性不均一，部分地段粘粒含量偏高或偏低。该层两岸均有分布，揭露厚度5.8～8m。

⑤含细粒土砂（Q3）（SF）：棕黄色，湿，中密，砂质成分主要为石英、长石，见有铁锈浸染，含有钙质结核。土质不均，局部夹有浅灰色泥质条纹。该层未揭穿，揭露最大厚度1.8m。

2.3地质构造及地震

（1）地质构造。本区位于华北准地台（I）黄淮海坳陷（I2），新构造分区属豫皖隆起—坳陷区，主体构造线方向为北西向或近东西。据南水北调中线工程近场区地质构造图，场区断裂构造主要有：尖岗断裂、郑州—开封断裂、老鸦陈断裂及须水断裂带等。

（2）地震。工程区位于豫皖地震构造区，地震活动强度小、频率低。据中国历史地震目录记载，本区附近地区近500年来发生有感地震7次，震中震级多为5级左右。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），本区地震动峰值加速度为0.15g，相当于地震基本烈度Ⅶ度。

2.4水文地质概况

潮河河道为一季节性河流，旱时河水较小，雨季河水较大。勘察期间河内大部分段无水，司赵至南曹潮河桥附近有污水流入。

（1）地下水类型及补给径流排泄条件。地下水类型为第四系孔隙潜水；主要赋存于第四系粉砂层中，河水与地下水补给关系密切，洪水期河水短时补给地下水，在非洪水期地下水补给河水。工程场区地下水埋深5.0～10.0m，区内地下水主要接受大气降水、侧向径流，消耗于蒸发、开采、侧向径流。

（2）两岸堤基土的渗透性。为测定堤基土渗透性，本次勘探在野外进行了试坑渗水试验和钻孔注水试验，在室内做了渗透试验，以查明堤基砂性土的渗透性能。由于试验方法不同以及土样的不均一性，对同一土体所测出的渗透系数K值也有一定的差异。试坑渗水试验不易稳定且受侧向绕渗影响，K值常偏大。试验成果见表1。

表1　岸堤基土透水性

据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487— 2008）地基土大部分具中等透水性，局部低液限粘土具弱透水性。

3　堤基主要工程地质条件评价

根据勘探深度范围内的地层岩性组合情况及工程地质特性，潮河河道堤基地质结构属粘、砂多层结构。根据堤基地层岩性、地质结构、河谷现状和历次险情分析，潮河河道堤基存在的主要工程地质问题是渗透稳定和岸坡稳定问题。

3.1渗透稳定问题

根据勘探资料，堤基为粉土质砂、低液限粘土（轻粉质壤土为主）和含细粒土砂，多具中等透水性，构成渗水通道。汛期高水位时，在水头差压力作用下，堤内粘性土分布较薄处易发生渗水。久则造成渗透变形破坏，危及堤防安全。渗透变形破坏形式主要表现为流土和管涌。建议加强河道管理，杜绝人为破坏，防止堤基渗透变形破坏。

3.2岸坡稳定问题

潮河河道多顺直，局部河段弯曲。由于河床上部岸坡分布有低液限粘土（轻粉质壤土为主），粉土质砂和含细粒土砂，土质松散，抗冲刷能力差。河水位较高时，受水流冲刷，极易造成河岸坍塌，在无漫滩或漫滩较窄处，危及堤防安全。

堤基地层岩性及其地质结构类型是影响河道边坡稳定、堤基渗透变形诸问题的主导因素。建议采取护岸措施，尤其对河曲凹岸部分应加大保护力度。

3.3取土采砂问题

勘察期间发现两岸部分岸坡段表层由采砂坑，直径15～20m，坑深约3～5m，岸坡附近的取土采砂影响岸坡稳定。建议河道管理部门加强管理，制止河道附近采砂取土。

3.4河道排污问题

勘察期间发现上游河道内有污水排入河内，经调查，污水来源多为附近村内生活排水及小型加工厂生产废水，建议河道治理时对排污口采取措施或进行封堵。

4　结论

工作区为黄河冲积平原河谷地貌形态，堤内地形平坦，堤基由低液限粘土，粉土质砂和含细粒土砂构成，地质结构属粘、砂多层结构。潮河河道存在渗透稳定问题和岸坡稳定问题，建议加强河道管理，杜绝人为破坏，防止堤基渗透变形破坏。

［1］GB 20025－2004湿陷性黄土地区建筑规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2004.

［2］GB50487－2008水利水电工程地质勘察规范［S］.北京：中国计划出版社，2009.

［3］SL 386－2007水利水电工程边坡设计规范［S］.北京：中国水利水电出版社，2007.

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1004-5716（2016）10-0137-02

2015-12-30

2016-01-01

孔令锋（1977-），男（汉族），河南许昌人，工程师，现从事土地整理勘察、设计、施工管理及研究工作。