赤峰市錫泊河新城區AI—I橡膠壩至錫泊河匯河口段左岸防洪工程地質條件及評價

摘 要：通過對赤峰市錫泊河新城區AI-I橡膠壩至錫泊河匯河口段左岸防洪工程的工程地質進行勘察和試驗分析，查明了場地工程地質條件和存在的主要工程地質問題，為工程設計和施工建設提供重要的工程資料。

關鍵詞：防洪工程；工程地質條件；錫泊河；赤峰市

1 工程概況

赤峰市錫泊河新城區AI-I橡膠壩至錫泊河匯河口段左岸防洪工程，從錫泊河新城區AI-I橡膠壩下游開始至錫泊河河口段上游處。右岸防洪堤堤線總長4.016km，治理河道長4.05km。該防洪工程起止樁號為：從新城區AI-I橡膠壩下游樁號0+000開始至錫泊河河口段樁號4+016處。防洪工程主要建設內容包括四部分，一是加高錫泊河新城區AI-I橡膠壩至錫泊河河口段右岸堤頂高度，更新堤頂砼磚及路緣石；二是更新該段防洪堤戧臺砼磚及路緣石；三是對戧臺以下破壞的砼護坡進行拆除新建。

2 地質概況

工程區位于興安嶺山系遼西丘陵區，山勢低緩，起伏不大，地勢總體呈西北高東南低。工程區地貌形態為河流侵蝕堆積地貌，工程區外圍為黃土狀丘陵地貌、構造剝蝕低山地貌。河流侵蝕堆積地貌：主要沿河流兩岸，呈條帶分布，構成各河流的Ⅰ、Ⅱ級階地。工程區及其附近出露的地層為侏羅系上統第三巖組（J33）、第三系上新統（N2）、第四系上更新統風積層（Q32eol即馬蘭黃土）、第四系全新統沖積層（Q4al）及燕山期侵入細粒花崗巖（γ52-1）。工程區抗震設防烈度為Ⅶ度，設計基本地震加速度值為0.15g。

工程區地下水類型為松散堆積層孔隙潛水，含水層巖性為砂卵礫石層，水位埋深大于10米，地表水及地下水水化學類型為HCO3-Ca型水，河水與地下水對混凝土無腐蝕性。

3 堤防工程地質條件及評價

工程自新城區AI-I橡膠壩下游至錫伯河與陰河的匯河口，總長4016m，右岸堤防起止點樁號0+000-4+016。勘察布置：1條縱向剖面線Y1-Y1'，3條橫向剖面線H1-H1'、H2-H2'和H3-H3'，鉆孔17個，總進尺212.5m，橫向剖面線上堤內、堤外各布置一個鉆孔，目的是查明本次治理段地形地貌、地層巖性、地質構造、不良物理地質現象的分布及工程地質特性。

3.1 堤身工程地質條件

該段堤防于2008年進行投資建設，防洪標準為50年一遇，堤防高5.98-6.37m（灘面以上）不等，設有4-40m不等寬景觀平臺（1+395-1+890段沒有平臺，迎水坡上部為草皮護坡，迎水坡下部為鋼筋混凝土護坡），景觀平臺上部邊坡為1：3，草皮護坡，堤頂寬為7 m，堤頂中間設3.15m寬5cm厚砼彩磚路面，下鋪設20cm砂礫石路基層。堤防復式斷面平臺之下采用半縫鋼筋砼護坡，護腳采用2m高漿砌石擋土墻。

堤防破損情況：（1）堤頂中間彩磚路面和平臺上的彩磚地面大部分已破壞，磚面破碎嚴重。（2）平臺以下鋼筋混凝土護坡部分已經發生凍脹破壞，鋼筋混凝土板塊發生隆起變形，高度為7-10cm，板塊出現裂縫，變形中施工縫表面呈張開狀態，由于一些變形板塊位移下滑，與其上部未變形板塊間產生縫隙。（3）堤防1+950-2+870段出現滑坡，在堤頂彩磚路面上靠近迎水坡一側，堤身出現一條縱向裂縫，裂縫寬度為0.5-6cm。

根據野外鉆探及室內試驗，堤身填筑土組成主要為粉土和圓礫。局部0+000-3+000段堤身填筑土組成主要為粉土，黃褐色，稍密-中密狀態，厚度4.5-5.7m，粉土主要物理力學指標[1]：天然含水量12.4%，比重2.65，干密度1.62g/cm3，塑性指數7.4，滲透系數建議值4.3×10-4cm/s，內摩擦角建議值22°；3+000-4+016段堤身填土組成上部主要為含細粒土砂，淺黃色，稍密-中密狀態，厚度3.9-6.1m，含細粒土砂主要物理力學指標建議值：天然含水量7.4%，比重2.67，干密度1.68g/cm3，滲透系數建議值7.3×10-3cm/s，內摩擦角建議值28°；0+000-1+750段堤身在粉土層下面分布一層級配不良圓礫，灰褐色，中密狀態，厚度0.7-2.3m。

3.2 堤基工程地質條件

堤基位于錫伯河右岸一級階地上，地質條件簡單，由第四系洪、沖積堆積組成，堤基地質結構類型大部分為粗粒土單一結構，在2+500-4+077段堤基內有一薄層粉土，厚度0.6-1.1m，在勘探深度內所見地層為以下兩種。

（1）含細粒土砂：淺黃色，中密狀態，稍濕，厚度1.4-4m，含細粒土砂主要物理力學指標建議值：天然含水量11.6%，干密度1.85g/cm3，滲透系數建議值5.4×10-3cm/s，內摩擦角建議值28°，承載力特征值建議取為120kPa。

（2）級配不良圓礫：灰褐色，中密狀態，稍濕，埋深5.3-9.1m，未揭穿該層，礫石磨圓度一般，礫石成分玄武巖、花崗巖、凝灰巖，該層分布較連續，級配不良圓礫主要物理力學指標建議值：為天然含水量10.3%，比重2.66，干密度1.65g/cm3，滲透系數建議值2.7×10-2cm/s，內摩擦角建議值36°，承載力特征值建議取為350kPa。

3.3 滲透變形分析

堤防建于第四系全新統沖積層上，地層巖性分別為含細粒土砂和圓礫。

（1）對于含細粒土砂滲透變形進行判別，根據典型顆分曲線，含細粒土砂是不均勻系數小于5的粗粒土，土的滲透變型類型為流土型，建議土的允許比降取值為0.25。（2）對于圓礫的滲透變形進行判別，圓礫的不均勻系數大于5，根據典型顆分曲線，確定土的細粒含量，經計算土的細粒含量PC小于25%，土的滲透變型類型為管涌型，建議土的允許比降取值為0.1。

3.4 地震液化評價

堤防所在地層內沒有大的地質構造存在。區域地震設計烈度為Ⅶ度，設計地震動峰值加速度為0.15g。工程正常運用后，地下水位以上的非飽和土，可判為不液化。根據野外勘察，鉆孔未揭露地下水，因此，堤基土層不會產生液化現象。

3.5 堤基凍脹性評價

堤防所在區歷年最大凍土深度2.01m，最冷月平均氣溫-10.4°。本次勘察期間，地下水埋深大于10m，錫伯河屬于季節性河流，堤基巖性分別為含細粒土砂和圓礫，各巖土層含水量較低。根據地基土的顆粒組成，含細粒土砂粒徑小于0.075mm的土粒平均含量為5.19%，小于10%；圓礫粒徑小于0.075mm的土粒平均含量為2.64%，小于10%，因此堤基各巖性為不凍脹性土，可不考慮發生凍脹性破壞。

4 結束語

通過野外鉆探、野外試驗、室內試驗等工作，綜合分析研究表明：區域內斷裂構造規模較大者在地表無明顯地痕跡，但有較明顯地方向性，對工作區構造穩定性起控制作用的主要斷裂有：赤峰-老府大斷裂、赤峰-穆家營子斷裂。工程區抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.15g，堤基地層為不液化土層。堤防屬于中等透水，建議加高培厚后，對堤防進行防護處理。堤基巖性為中等～強透水性巖層，堤基存在滲漏問題，因此設計應根據行洪時段，全面考慮防滲措施。堤基為不凍脹性土，可不考慮發生凍脹性破壞。項目區附近地表水對混凝土均為無腐蝕性。

參考文獻

[1]毛魁智，朱倩.北屯城市防洪工程堤防設計[J].甘肅水利水電技術，2012，48（2）：41-43.

作者簡介：鄭曉瑞，男，漢族，助理工程師，本科，主要從事水利工程勘察設計方面工作。