河道治理工程工程地质条件分析

王建伟

(北票市水资源办公室，辽宁 北票 122100)



河道治理工程工程地质条件分析

王建伟

(北票市水资源办公室，辽宁 北票 122100)

多年来，北票市凉水河子河(干河子段)的西官营镇和大三家乡人民带来重大洪涝灾害，损失十分相当严重。为保护两岸人民的生命财产安全，该河段的治理意义重大，形势紧迫。北票市决定对该段河道进行固定河势，确保两岸人民群众生命财产安全。因此，文章对该段河道的工程地质条件进行了详细地分析和评价。通过分析与评价，可以得出该段河道的建筑场地为可进行建设一般场地，适宜护岸工程的修建。

河道治理；大凌河支流；工程地质；地质条件

1 基本概况

北票市地处辽西丘陵地区，共辖7镇、18个乡、一个办事处、一个开发区、一个管理区、一个农场，有262个行政村、6个城市管理区。辖区总面积4469km2，耕地总面积11.67 万hm2，全市总人口58.5万人。凉水河子河(干河子段)左右岸有6个村、45个自然屯，耕地224 万hm2。多年来，凉水河子河(干河子段)仅有少量防护工程但标准偏低，损坏严重，河道上游山洪频频爆发，两岸时常受到洪水危害，仅最近几十年就发生了多次较大洪水，分别为1949年、1962年、1963年、1984年、1991年和1994年，洪水标准达到10a一遇以上。最近几次洪水给凉水河子河(干河子段)的西官营镇和大三家乡人民带来重大洪涝灾害，损失是相当严重[1]。

2 工程建设规模

为保护两岸人民的生命财产安全，该河段的治理意义重大，形势紧迫。为此，北票市决定对该段河道进行固定河势，确保两岸人民群众生命财产安全。河道治理工程起始断面为北票市大三家乡大三家子大桥桩号为0+000m，终止断面西官营镇馒头沟桥桩号8+625m，治理河床8.625km。在治理河段上，堤防标准采用10a一遇。工程为全河疏浚后，采用石笼丁坝护岸，陡岸削坡结合石笼及植物护坡形式保护河岸，共布置石笼丁坝32座，护岸长度544m；布置陡岸削坡石笼及植物护坡5906m，坡上栽植灌木26459株；陡岸削坡植物护坡383m，坡上栽植灌木7017株。生态措施：“生物固滩”是凉水河子河河道治理中的一个重要治理措施，在凉水河子河(干河子段)河滩上种植树木，沿河道滩地处形成生态林带，利植物根系固滩，逐渐归顺河槽，减小河势的摆动。本次布置10行河岸生态林，栽植杨树22430株；河滩生态林灌木10行，栽植沙棘334240株。

3 区域地质概况

3.1 地形地貌

凉水河子河(干河子段)流域地貌类型为低山丘陵区，海拔高程一般在205-390m。拟建工程位置在河道两侧漫滩，地形较平坦，局部工程位于陡坎，地势较陡，坎高多在1-5m左右。

3.2 地层岩性

根据实地踏勘，并参照《白石水库工程初步设计报告》和北票市地质图及有关资料，地层岩性分述如下：

3.2.1 侏罗系

1)J3t—土呼噜组：安山岩，火山碎屑岩夹玄武岩及沉积岩夹层。出露于西官营河流西侧山体。

2)J3y—义县组：安山岩，火山碎屑岩，流纹岩夹沉积岩夹层。出露于大三家段河流北岸山体。

3)J3j—金刚山组：灰白及灰绿色凝灰质砂岩、页岩、粉砂岩、凝灰岩及砾岩。出露于台吉东侧山体。

4)J3if—九佛堂组：黄绿色页岩、灰质页岩、砂岩、砾岩夹泥灰岩及油页岩。出露于凉水河子河段河流西岸山体。

5)J2l—蓝旗组：安山岩，火山碎屑岩、松脂岩及沉积岩夹层。出露于西官营段河流东北侧山体。

3.2.2 奥陶系

O1—花纹状白云质灰岩，竹叶状灰岩及硅质结核灰岩，灰岩夹页岩。出露于大三家段河流西岸山体。

3.2.3 寒武系

O2—鲕状灰岩、结晶灰岩夹竹叶状灰岩及紫色页岩。出露于台吉段河流东岸山体。

3.2.4 震旦系

1)Z2t—铁岭组，紫色含锰灰岩、薄层灰岩夹绿色页岩及含锰铁矿层。出露西官营段河流东侧山体。

2)Z2w—雾迷山组：暗灰色燧石条代灰质白云岩及含石英粒白云岩。出露于凉水河子河段河流东岸山体。

3.2.5 第四系

上更新统(Q3)：出露于沿河两岸及部分山前地带。为黄土状亚黏土，夹砂砾石层透镜体，下部为砂砾卵石混土。

全新统(Q4)：粉土、砂砾石，出露于现代河床、河漫滩及两岸一级阶地。

项目区域内地质构造简单，没有断裂带，没有其他不良地质作用。

3.3 地质构造

北票市附近地层一致向西北方向倾斜，由东南而西北，从震旦系至上火山岩系依次出露，形成单斜构造。在项目区内没有由褶皱形成的较大背斜和向斜，只有个别地点在断层附近(如南天门)才见因牵引而形成的小褶曲[2]。朝阳—北票断裂分为南北两段。北段为低角度逆掩断层，出露较好。断层走向北东，倾向北西，倾角40°左右。震旦系、侏罗系地层分别逆冲到中侏罗系和白垩系地层上，破碎带中的糜棱岩、挤压扁豆体等均很发育，宽达几十米。两盘地层陡立、褶皱，褶曲轴向与断层走向一致。背斜褶曲出现在断层上盘，挤压特征明显。

3.4 工程场区地震基本裂度

工程位置地理坐标流域地理位置为东经120°34′21″-120°38′17″，北纬41°49′05″-41°52′35″，查中国地震动参数区划图(GB18306--2001)附图，即中国地震动峰值加速度区划图(辽宁省部分)，地震动峰值加速度ac=0.05g，地震基本裂度Jc=Ⅵ度。

3.5 水文地质

地下水类型为基岩裂隙水、第四系孔隙潜水，埋藏于第四系松散层中，含水层由砂、砂砾石组成。分布于河漫滩，埋深0.5-5m，依靠大气降水补给，透水性强，渗透系数k=70-140m/d。地下水的径流和排泄，基岩裂隙是大气降水渗透补给地下水的主要途径。大气降水除地表径流流走和蒸发外，其余顺基岩裂隙渗入地下，形成基岩裂隙水，然后又以地下径流的形式补给松散岩类的孔隙水，同时还接受大气降水[3]。

排泄时，一部分以地下径流的形式流向下游或补给河水，此外工农业用水、生活用水及蒸发也是一种排泄方式[4]。

3.6 水文地质

凉水河子河及支流以潜水类型为主，储量丰富，分布较广，常与山麓地带地下水相连，单位涌水量大于2.0L/s.m，渗透系数20-300m/d，影响半径100-300m，另一种是基岩中的地下水，以裂隙水为主，孔隙水为辅，裂隙水中受基岩裂隙发育程度控制，一般随深度增加而减弱，一般水位较深，单位涌水量在0.1L/s·m左右，渗透系数<5m/d，大多数裂隙含水较丰富，常具有承压水特性。

4 主要工程地质条件

4.1 土的物理力学指标

场区内土主要为粉土、砂砾石等，下伏基岩。按照现场钻探、取样试验、原位测试统计分析各土层物理力学性质指标。承载力标准值100—150kN/m2，粉土100—120kN/m2，中砂110—150kN/m2，粗砂170—230kN/m2，砂砾400kN/m2。

4.2 地基土渗透特性

场区内地基土主要为粉土、中砂、粗砂、砾砂石及基岩。粉土属中等透水，砂砾石属强透水层。建议地基土层渗透系数采用值为粉土5.8×10-4cm/s、中砂2.3×10-2cm/s、粗砂3.5×10-2cm/s、砾砂9.8×10-2cm/s、圆砾1.4×10-1cm/s。

4.3 地基土渗透稳定特征

场区地基土以粉土、砂砾为主，上覆表土，存在渗透变形的可能性。各地基土层均为流土型，无产生接触冲刷和流失现象的可能性。各土层允许坡降分别为粉土0.20、中砂0.35、粗砂0.40、砾砂0.50、圆砾0.50。

5 工程地质条件评价

5.1 场地位置及地形地貌

拟建凉水河子河护岸工程的护岸区地形主要为河漫滩，河漫滩地形较平坦，地势较低，洪水时被淹没，在垂直于水流方向上为东西高度相近，护岸区往往跨越Ⅰ级阶地(或Ⅰ级阶地边缘)、河漫滩及其交界地段等不同地貌单元，部分地段还延伸至主河道，地形变化相对较大。

5.2 工程地质条件评价

拟建工程位置在河道两侧的漫滩，地形较平坦；局部工程位于陡坎，地势较陡。岩性为粉质黏土、砂土及砂砾石，地质构造简单，可修建护岸工程。

5.3 水文地质条件评价

场地内地下水主要为潜水及基岩裂隙水，根据地质调查和钻探揭露，场地内地下水主要为孔隙潜水，赋存于第四系冲洪积层中。主要靠大气降水补给，水量较大，勘察测得水位埋深为0.8-2.8m，地下潜水位主要受季节性洪水因素影响，因此其常年水位变化较大。基岩裂隙水渗透性不均，其水量与基岩裂隙发育程度及裂隙面充填特征有关，该护岩岸区不同地段、不同深度段基岩裂隙发育程度及裂隙充填物有一定差异，总体上说，水量一般不大。

场地内主要含水层为第四系冲洪积层土层，岩性主要为细砂、中砂、粗砂、砾砂及基岩。该层土孔隙度较大，具有透水性较好的工程特性。本次勘察依据本地附近已有的抽水试验资料，结合第四系冲洪积层的土性特征，综合得出该第四系冲洪积层的渗透系数估算值为0.0008-0.016cm/s。

6 场地的稳定性与适宜性评价

6.1 场地的地震效应

1)场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，特征周期0.35S。

2)地震效应评价。根据本护岸工程性质、地基条件及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，本工程场地为Ⅱ类场地，本工程拟建场地属可进行建设的一般性场地。

6.2 场地适宜性评价

该护岩岸工程及邻近无大规模区域性活动断裂通过，地质构造较简单，总体稳定性较好，自然环境条件优越，可进行护岸工程的修筑。

6.3 不良地质现象及其评价

场地内第四系洪积层中多有粉土或砂砾石充填，经水流的长期作用，容易被冲蚀，产生局部的第四系冲洪积层土层坍塌或孔洞，尤其在水流转弯处或直接受水流冲刷的地方，施工时应对不稳定孔洞进行有效的处理。部份工程位于陡坎处，陡坎近似直立，容易形成崩塌，施工时应作好防护措施。

6.4 地基条件评价

根据场地地质条件，结合拟建护岸工程性质，拟建护岸工程适宜采用浅基础。由于基岩埋藏较深，基础持力层可选择砾砂为持力层。

7 结论与建议

通过对北票市凉水河子河(干河子段)治理工程地段的工程地质条件分析与评价，该段的拟建护岸工程场地无不良地质现象，场地稳定性良好，地震基本烈度为6度，拟建护岸场地属Ⅱ类，拟建场地内岩土层构成较为简单，第四系冲洪积层分布不均匀，地基均匀性较好。建筑场地为可进行建设一般场地，适宜护岸工程的修建。在施工过程中基抗开挖深度较大时，应采取必要的坑壁支护措施，开挖深度内积水时，还应采取必要的降、排水措施。在降、排水过程中应严格控制出砂(泥)量，以防止管涌等不良工程地质问题给工程施工和使用带来危害，同时还应避免地基被扰动。

[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.

[4]南向东,叶建新,刘丽丽.锦凌水库库区工程地质问题分析与评价[J].中国水能及电气化，2014(04)：42-44.

1007-7596(2017)02-0099-03

2017-02-10

王建伟(1973-)，男，辽宁北票人，工程师，从事水资源论证及调查评价、地下水监测、水文预报、水文水资源管理等工作。

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