潮河河道上游綜合治理工程地質問題及評價

孔令鋒

（河南省土地整理中心，河南鄭州450016）

潮河河道上游綜合治理工程地質問題及評價

孔令鋒*

（河南省土地整理中心，河南鄭州450016）

潮河上游綜合治理工程全長2.66km。主要建設內容包括：曹古寺水庫除險加固，包括庫區開挖、大壩防滲處理及護坡、溢洪道及放水管拆除重建。潮河河道堤基地質結構屬粘、砂多層結構。根據堤基地層巖性、地質結構、河谷現狀和歷次險情分析，潮河河道堤基存在的主要工程地質問題是滲透穩定和岸坡穩定問題。

南水北調；黃土狀土；特性

1　概述

本次潮河上游綜合治理工程范圍為：司趙至南曹潮河橋到曹古寺水庫大壩，全長2.66km。主要建設內容包括：曹古寺水庫除險加固，包括庫區開挖、大壩防滲處理及護坡、溢洪道及放水管拆除重建；河道治理，新建1座溢流堰；庫區駁岸及景觀建設等。

2　地質概況

2.1地形地貌

勘察區分布在鄭州市南曹鄉曹古寺水庫上游潮河兩岸狹長地帶。地勢西部略高于東部，地形平坦，地面高程一般100～106m。工程區處于黃河沖積平原上，河谷地貌發育。

河谷形態一般呈“U”型。河道順直，局部河段彎曲，河道平均比降為1/3500，大部分無岸坡，河灘平坦開闊，多為耕地。

2.2地層巖性

勘察區勘探深度范圍內地層主要為第四系地層。由于本區處于黃淮河沖積平原上，巖性巖相復雜多變。主要為新近淤積土。

巖性主要有低液限粘土（輕、中粉質壤土，CL）、粉土質砂（細砂、粉細砂，SM）和含細粒土砂（SF）。結構松散，巖性在垂直與水平方向均多變，粘性土、砂性土多為互層狀、透鏡狀分布，分布廣泛。

①粉土質砂（Q4）（細砂、極細砂，SM）：黃、褐黃色、灰黃色，松散，見有鐵銹浸染，含有螺殼碎片，該層大多分布于河灘地表，土質不均，含有鈣質結核，局部粘粒含量較高。

②低液限粘土（Q4）（輕、中粉質壤土，CL）：灰黃色、黃褐色、灰褐色，多為軟塑—可塑狀，見有鐵銹浸染，含有螺殼碎片，結構疏松，巖性不均一，部分地段粘粒含量偏高或偏低，局部常夾有低液限粉土和粉土質砂薄層或透鏡體。該層兩岸均有分布，厚度約為3.1～15.8m。

③含細粒土砂（Q4）（SF）：淺黃、棕黃色，濕，中密，砂質成分主要為石英、長石，見有鐵銹浸染，含有鈣質結核。土質不均，局部夾有淺灰色泥質條紋。該層分為上下2層，上層厚3.8～10.5m，下層未揭穿，揭露最大厚度1.8m。

④低液限粘土（Q3）（中、重壤土，CL）：灰黃色、棕黃色，可塑狀，見有鐵銹浸染，含有鈣質結核，巖性不均一，部分地段粘粒含量偏高或偏低。該層兩岸均有分布，揭露厚度5.8～8m。

⑤含細粒土砂（Q3）（SF）：棕黃色，濕，中密，砂質成分主要為石英、長石，見有鐵銹浸染，含有鈣質結核。土質不均，局部夾有淺灰色泥質條紋。該層未揭穿，揭露最大厚度1.8m。

2.3地質構造及地震

（1）地質構造。本區位于華北準地臺（I）黃淮海坳陷（I2），新構造分區屬豫皖隆起—坳陷區，主體構造線方向為北西向或近東西。據南水北調中線工程近場區地質構造圖，場區斷裂構造主要有：尖崗斷裂、鄭州—開封斷裂、老鴉陳斷裂及須水斷裂帶等。

（2）地震。工程區位于豫皖地震構造區，地震活動強度小、頻率低。據中國歷史地震目錄記載，本區附近地區近500年來發生有感地震7次，震中震級多為5級左右。根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001），本區地震動峰值加速度為0.15g，相當于地震基本烈度Ⅶ度。

2.4水文地質概況

潮河河道為一季節性河流，旱時河水較小，雨季河水較大。勘察期間河內大部分段無水，司趙至南曹潮河橋附近有污水流入。

（1）地下水類型及補給徑流排泄條件。地下水類型為第四系孔隙潛水；主要賦存于第四系粉砂層中，河水與地下水補給關系密切，洪水期河水短時補給地下水，在非洪水期地下水補給河水。工程場區地下水埋深5.0～10.0m，區內地下水主要接受大氣降水、側向徑流，消耗于蒸發、開采、側向徑流。

（2）兩岸堤基土的滲透性。為測定堤基土滲透性，本次勘探在野外進行了試坑滲水試驗和鉆孔注水試驗，在室內做了滲透試驗，以查明堤基砂性土的滲透性能。由于試驗方法不同以及土樣的不均一性，對同一土體所測出的滲透系數K值也有一定的差異。試坑滲水試驗不易穩定且受側向繞滲影響，K值常偏大。試驗成果見表1。

表1　岸堤基土透水性

據《水利水電工程地質勘察規范》（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　堤基主要工程地質條件評價

根據勘探深度范圍內的地層巖性組合情況及工程地質特性，潮河河道堤基地質結構屬粘、砂多層結構。根據堤基地層巖性、地質結構、河谷現狀和歷次險情分析，潮河河道堤基存在的主要工程地質問題是滲透穩定和岸坡穩定問題。

3.1滲透穩定問題

根據勘探資料，堤基為粉土質砂、低液限粘土（輕粉質壤土為主）和含細粒土砂，多具中等透水性，構成滲水通道。汛期高水位時，在水頭差壓力作用下，堤內粘性土分布較薄處易發生滲水。久則造成滲透變形破壞，危及堤防安全。滲透變形破壞形式主要表現為流土和管涌。建議加強河道管理，杜絕人為破壞，防止堤基滲透變形破壞。

3.2岸坡穩定問題

潮河河道多順直，局部河段彎曲。由于河床上部岸坡分布有低液限粘土（輕粉質壤土為主），粉土質砂和含細粒土砂，土質松散，抗沖刷能力差。河水位較高時，受水流沖刷，極易造成河岸坍塌，在無漫灘或漫灘較窄處，危及堤防安全。

堤基地層巖性及其地質結構類型是影響河道邊坡穩定、堤基滲透變形諸問題的主導因素。建議采取護岸措施，尤其對河曲凹岸部分應加大保護力度。

3.3取土采砂問題

勘察期間發現兩岸部分岸坡段表層由采砂坑，直徑15～20m，坑深約3～5m，岸坡附近的取土采砂影響岸坡穩定。建議河道管理部門加強管理，制止河道附近采砂取土。

3.4河道排污問題

勘察期間發現上游河道內有污水排入河內，經調查，污水來源多為附近村內生活排水及小型加工廠生產廢水，建議河道治理時對排污口采取措施或進行封堵。

4　結論

工作區為黃河沖積平原河谷地貌形態，堤內地形平坦，堤基由低液限粘土，粉土質砂和含細粒土砂構成，地質結構屬粘、砂多層結構。潮河河道存在滲透穩定問題和岸坡穩定問題，建議加強河道管理，杜絕人為破壞，防止堤基滲透變形破壞。

［1］GB 20025－2004濕陷性黃土地區建筑規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2004.

［2］GB50487－2008水利水電工程地質勘察規范［S］.北京：中國計劃出版社，2009.

［3］SL 386－2007水利水電工程邊坡設計規范［S］.北京：中國水利水電出版社，2007.

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1004-5716（2016）10-0137-02

2015-12-30

2016-01-01

孔令鋒（1977-），男（漢族），河南許昌人，工程師，現從事土地整理勘察、設計、施工管理及研究工作。