黄金峡洋县万春村塌岸治理工程问题简析

张向伟

(陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院，陕西 咸阳 712000)

1 工程概况

引汉济渭工程又称陕西南水北调工程，项目用以满足西安、咸阳、宝鸡、渭南4重点城市及沿渭河两岸的11个县城和6个工业园的调输配水工程。该项目是解决陕西关中缺水的战略性水资源配置工程。引汉济渭工程地跨黄河、长江两大流域，横穿秦岭屏障，项目分为调水工程、输配水工程。黄金峡水库是调水工程(水源地)的重要组成部分。黄金峡水利枢纽位于汉江干流黄金峡洋县锅滩下游2 km处，拦河坝为混凝土重力坝，坝高约68 m，正常蓄水位450.12 m，总库容2.29亿 m3。水库建成后随着蓄水位的上升，会对库区内洋县万春村拟建护岸产生波浪淘蚀及冲刷破坏，因此塌岸范围的预测对设计护岸的布置有重要意义。“黄金峡洋县万春村塌岸治理工程”的范围西起洋县万春集中安置点外200 m，东至万春村山体坡脚线，北至万春村新建道路外100 m，南至汉江水边线，治理河段长约1.3 km。堤防护岸防洪标准为20 a一遇洪水，堤防工程级别为4级。

2 地质概况

2.1 地形地貌

工程区位于洋县万春村汉江左岸，地貌单元一级阶地为主。总体地势西南高，东北低。一级阶地阶面较平坦，阶面高程454.7～467 m，略向下游及河床倾斜。一级阶地堆积物二元结构清晰，上部壤土、粉质粘土，下部卵石，基底为元古界花岗岩，沿汉江边裸露。万春村村委会东部为冲积漫滩，地形较平坦，滩面略向汉江河床倾斜，高程450～460 m，漫滩宽度17～70 m，上部砂壤土、细砂，下部卵石。

2.2 地层岩性

根据勘探资料及野外地质调查，工程区主要地层有：

汉江河漫滩堆积的第四系全新统冲积堆积(Q42al)砂壤土、细砂、卵石；一级阶地堆积的第四系全新统冲积堆积(Q41al)壤土、砂壤土、粉质粘土、卵石。工程区基底岩性为下元古代(γ21-5)浅灰色花岗岩。

2.3 地质构造

工程区位于一级构造单元扬子准地台(Ⅲ)中的汉南～米仓台拱(Ⅲ12)北部边缘。北界以略阳-勉县-洋县断裂与秦岭褶皱系(Ⅱ)相邻。构造行迹较复杂，断裂较发育。主要断裂为略阳-勉县-洋县断裂带(F27)，该断裂在两河口以西基本近东西向分布，两河口以东向南转折，断裂分为Fi6、Fi7、Fi8(二级构造)三支，其中东侧以Fi6为主构成扬子准地台东侧边界断裂。该断裂为区域性大断裂，具压及压扭性特点，两侧岩石破碎剧烈，有角砾化及糜棱化现象，倾向时南时北，倾角60°～80°，断层破碎带宽100～700 m。沿此断裂带历史上发生过4级以上地震，以西在甘肃武都地区有过5.5～7.5级地震，1635年洋县发生过5.5级地震，这些历史记录的地震基本分布在洋县县城以西，县城以东段(包括黄金峡工程区)基本无历史地震记录。对该断裂带断层泥测定结果为61.4±6.1万 a，属中更新世活动断裂；晚更新世以来，东段在该断裂带上产生的地震活动明显微弱，对工程建设基本无影响。IF11′为IF11断裂一分支，位于IF11断裂北部，走向近东西向，倾向NW倾，倾角60°～80°，断层破碎带宽50～100 m，宽度变化较大。两侧岩石破碎剧烈，有糜棱岩和角砾岩存在。

从上述断裂构造格局和断裂性质分析：测区的构造主应力主要为近南北向，即在南北向压应力的作用下，形成走向近东西的一组压性断裂，并发生北东、北东东向压扭性断裂；汉中盆地属于山间断陷盆地，是区域地质构造背景在地貌上的反映。工程区在地质历史上虽然经过多次构造运动，但构造行迹以褶皱挤压变形为主，更新世以来断裂虽有活动，但活动强烈程度较弱，历史地震活动以中弱震为主。工程区Ⅱ类场地地震动峰值加速度为0.05 g，地震动反应谱特征周期为0.45 s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。场地稳定性较好，适宜进行一般的工业和民用建设。

2.4 水文地质及物理地质现象

地下水类型主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。第四系孔隙潜水含水地层为河漫滩、一级阶地卵石。基岩裂隙水贮存于基岩裂隙中，由大气降水补给，向河流及支沟排泄，受地形影响显示秦岭山地山高水高的特征。地下水补排关系总的趋势是地下水补给河水。工程区地形开阔，地势较平坦，未见不良地质现象。

3 岸坡稳定

3.1 塌岸参数的确定

根据组成库岸的岩性可将岸坡分为基岩岸坡和土质岸坡两种类型。基岩岸坡属基本稳定岸坡，占黄金峡水库万春村段回水长度的3%，岩性为下元古代(γ21-5)浅灰色花岗岩，中粗粒结构，块状构造，裂隙不甚发育。基岩岸坡自然坡角一般45°～65°，部分直立，整体稳定性好。受自重影响强风化岩大部分已剥落。由于构造裂隙不甚发育，岩体是完整性好的块状构造，不会因环境的改变产生大的崩塌现象，对拟建护岸无影响。

土质岸坡天然状态下基本稳定，占黄金峡水库万春村段回水长度的97%，组成库岸的岩性主要为汉江一级阶地第四系全新统冲积堆积(Q41al)壤土、砂壤土、粉质粘土、卵石等。土质岸坡在水库蓄水后，特别是水位抬高或下降后塌岸问题突出，对万春村拟建护岸影响大。黄金峡水库蓄水后，正常蓄水位450.12 m时，水库周边土体在库水位升降及风浪冲蚀下不断发生塌落，会形成塌岸。其原因为水库蓄水后边坡土体因为饱水强度降低，库水位陡降时土体内产生滞后渗透压力，在波浪冲刷的共同作用下边坡发生再造，就会发生塌岸现象。

经过野外调查并参考黄金峡水利枢纽初设报告库区及相关工程经验，采用图解法对塌岸范围进行预测，各边坡土层的稳定坡角建议值如表1。

表1 塌岸预测稳定坡角建议值表

3.2 塌岸宽度的确定

根据地层岩性及库岸边坡特征在库区选择具有代表性的剖面，计算其在正常蓄水位450.12 m时最终塌岸宽度。塌岸预测特征剖面如图1和图2。

图1 塌岸预测特征1-1＇剖面图

图2 塌岸预测特征2-2＇剖面图

根据塌岸预测，正常蓄水位450.12 m时，黄金峡水库蓄水后塌岸宽度在17.8～29.4 m之间。根据设计提供的堤线布置方案，拟建护岸工程均位于塌岸范围以外，塌岸对黄金峡洋县万春村堤防护岸无影响。

4 结语

组成黄金峡水库万春村段库岸的岩性多为第四系全新统冲积堆积(Q41al)壤土、砂壤土、粉质粘土、卵石等，约占总库岸的97%，其次为下元古代(γ21-5)花岗岩岸坡。花岗岩岸坡不会因环境的改变产生大的崩塌现象，对拟建护岸无影响。第四系全新统冲积堆积岸坡存在岸坡再造问题，发生塌岸现象。采用图解法对塌岸范围进行预测后可知，蓄水后塌岸宽度在17.8～29.4 m之间，根据设计堤线布置，堤防护岸均位于塌岸范围以外，塌岸对堤防护岸无影响。洋县万春村段位于黄金峡水库库尾，塌岸宽度是制约护岸布设的主要因素，相对来说塌岸方量不制约护岸工程的布设。