黃金峽洋縣萬春村塌岸治理工程問題簡析

張向偉

(陜西省水利電力勘測設計研究院勘察分院，陜西 咸陽 712000)

1 工程概況

引漢濟渭工程又稱陜西南水北調工程，項目用以滿足西安、咸陽、寶雞、渭南4重點城市及沿渭河兩岸的11個縣城和6個工業園的調輸配水工程。該項目是解決陜西關中缺水的戰略性水資源配置工程。引漢濟渭工程地跨黃河、長江兩大流域，橫穿秦嶺屏障，項目分為調水工程、輸配水工程。黃金峽水庫是調水工程(水源地)的重要組成部分。黃金峽水利樞紐位于漢江干流黃金峽洋縣鍋灘下游2 km處，攔河壩為混凝土重力壩，壩高約68 m，正常蓄水位450.12 m，總庫容2.29億 m3。水庫建成后隨著蓄水位的上升，會對庫區內洋縣萬春村擬建護岸產生波浪淘蝕及沖刷破壞，因此塌岸范圍的預測對設計護岸的布置有重要意義。“黃金峽洋縣萬春村塌岸治理工程”的范圍西起洋縣萬春集中安置點外200 m，東至萬春村山體坡腳線，北至萬春村新建道路外100 m，南至漢江水邊線，治理河段長約1.3 km。堤防護岸防洪標準為20 a一遇洪水，堤防工程級別為4級。

2 地質概況

2.1 地形地貌

工程區位于洋縣萬春村漢江左岸，地貌單元一級階地為主。總體地勢西南高，東北低。一級階地階面較平坦，階面高程454.7～467 m，略向下游及河床傾斜。一級階地堆積物二元結構清晰，上部壤土、粉質粘土，下部卵石，基底為元古界花崗巖，沿漢江邊裸露。萬春村村委會東部為沖積漫灘，地形較平坦，灘面略向漢江河床傾斜，高程450～460 m，漫灘寬度17～70 m，上部砂壤土、細砂，下部卵石。

2.2 地層巖性

根據勘探資料及野外地質調查，工程區主要地層有：

漢江河漫灘堆積的第四系全新統沖積堆積(Q42al)砂壤土、細砂、卵石；一級階地堆積的第四系全新統沖積堆積(Q41al)壤土、砂壤土、粉質粘土、卵石。工程區基底巖性為下元古代(γ21-5)淺灰色花崗巖。

2.3 地質構造

工程區位于一級構造單元揚子準地臺(Ⅲ)中的漢南～米倉臺拱(Ⅲ12)北部邊緣。北界以略陽-勉縣-洋縣斷裂與秦嶺褶皺系(Ⅱ)相鄰。構造行跡較復雜，斷裂較發育。主要斷裂為略陽-勉縣-洋縣斷裂帶(F27)，該斷裂在兩河口以西基本近東西向分布，兩河口以東向南轉折，斷裂分為Fi6、Fi7、Fi8(二級構造)三支，其中東側以Fi6為主構成揚子準地臺東側邊界斷裂。該斷裂為區域性大斷裂，具壓及壓扭性特點，兩側巖石破碎劇烈，有角礫化及糜棱化現象，傾向時南時北，傾角60°～80°，斷層破碎帶寬100～700 m。沿此斷裂帶歷史上發生過4級以上地震，以西在甘肅武都地區有過5.5～7.5級地震，1635年洋縣發生過5.5級地震，這些歷史記錄的地震基本分布在洋縣縣城以西，縣城以東段(包括黃金峽工程區)基本無歷史地震記錄。對該斷裂帶斷層泥測定結果為61.4±6.1萬 a，屬中更新世活動斷裂；晚更新世以來，東段在該斷裂帶上產生的地震活動明顯微弱，對工程建設基本無影響。IF11′為IF11斷裂一分支，位于IF11斷裂北部，走向近東西向，傾向NW傾，傾角60°～80°，斷層破碎帶寬50～100 m，寬度變化較大。兩側巖石破碎劇烈，有糜棱巖和角礫巖存在。

從上述斷裂構造格局和斷裂性質分析：測區的構造主應力主要為近南北向，即在南北向壓應力的作用下，形成走向近東西的一組壓性斷裂，并發生北東、北東東向壓扭性斷裂；漢中盆地屬于山間斷陷盆地，是區域地質構造背景在地貌上的反映。工程區在地質歷史上雖然經過多次構造運動，但構造行跡以褶皺擠壓變形為主，更新世以來斷裂雖有活動，但活動強烈程度較弱，歷史地震活動以中弱震為主。工程區Ⅱ類場地地震動峰值加速度為0.05 g，地震動反應譜特征周期為0.45 s，相應的地震基本烈度為Ⅵ度。場地穩定性較好，適宜進行一般的工業和民用建設。

2.4 水文地質及物理地質現象

地下水類型主要為第四系孔隙潛水及基巖裂隙水。第四系孔隙潛水含水地層為河漫灘、一級階地卵石。基巖裂隙水貯存于基巖裂隙中，由大氣降水補給，向河流及支溝排泄，受地形影響顯示秦嶺山地山高水高的特征。地下水補排關系總的趨勢是地下水補給河水。工程區地形開闊，地勢較平坦，未見不良地質現象。

3 岸坡穩定

3.1 塌岸參數的確定

根據組成庫岸的巖性可將岸坡分為基巖岸坡和土質岸坡兩種類型。基巖岸坡屬基本穩定岸坡，占黃金峽水庫萬春村段回水長度的3%，巖性為下元古代(γ21-5)淺灰色花崗巖，中粗粒結構，塊狀構造，裂隙不甚發育。基巖岸坡自然坡角一般45°～65°，部分直立，整體穩定性好。受自重影響強風化巖大部分已剝落。由于構造裂隙不甚發育，巖體是完整性好的塊狀構造，不會因環境的改變產生大的崩塌現象，對擬建護岸無影響。

土質岸坡天然狀態下基本穩定，占黃金峽水庫萬春村段回水長度的97%，組成庫岸的巖性主要為漢江一級階地第四系全新統沖積堆積(Q41al)壤土、砂壤土、粉質粘土、卵石等。土質岸坡在水庫蓄水后，特別是水位抬高或下降后塌岸問題突出，對萬春村擬建護岸影響大。黃金峽水庫蓄水后，正常蓄水位450.12 m時，水庫周邊土體在庫水位升降及風浪沖蝕下不斷發生塌落，會形成塌岸。其原因為水庫蓄水后邊坡土體因為飽水強度降低，庫水位陡降時土體內產生滯后滲透壓力，在波浪沖刷的共同作用下邊坡發生再造，就會發生塌岸現象。

經過野外調查并參考黃金峽水利樞紐初設報告庫區及相關工程經驗，采用圖解法對塌岸范圍進行預測，各邊坡土層的穩定坡角建議值如表1。

表1 塌岸預測穩定坡角建議值表

3.2 塌岸寬度的確定

根據地層巖性及庫岸邊坡特征在庫區選擇具有代表性的剖面，計算其在正常蓄水位450.12 m時最終塌岸寬度。塌岸預測特征剖面如圖1和圖2。

圖1 塌岸預測特征1-1＇剖面圖

圖2 塌岸預測特征2-2＇剖面圖

根據塌岸預測，正常蓄水位450.12 m時，黃金峽水庫蓄水后塌岸寬度在17.8～29.4 m之間。根據設計提供的堤線布置方案，擬建護岸工程均位于塌岸范圍以外，塌岸對黃金峽洋縣萬春村堤防護岸無影響。

4 結語

組成黃金峽水庫萬春村段庫岸的巖性多為第四系全新統沖積堆積(Q41al)壤土、砂壤土、粉質粘土、卵石等，約占總庫岸的97%，其次為下元古代(γ21-5)花崗巖岸坡。花崗巖岸坡不會因環境的改變產生大的崩塌現象，對擬建護岸無影響。第四系全新統沖積堆積岸坡存在岸坡再造問題，發生塌岸現象。采用圖解法對塌岸范圍進行預測后可知，蓄水后塌岸寬度在17.8～29.4 m之間，根據設計堤線布置，堤防護岸均位于塌岸范圍以外，塌岸對堤防護岸無影響。洋縣萬春村段位于黃金峽水庫庫尾，塌岸寬度是制約護岸布設的主要因素，相對來說塌岸方量不制約護岸工程的布設。