董麗秋

(遼寧省阜新蒙古族自治縣凌河保護區(qū)管理局，遼寧 阜新 123100)

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遼寧省細河阜蒙縣河段治理工程地質(zhì)條件探析

董麗秋

(遼寧省阜新蒙古族自治縣凌河保護區(qū)管理局，遼寧 阜新 123100)

[摘要]細河是流經(jīng)阜新市的主要河流，是大凌河下游左岸最大支流，本次細河阜蒙縣段治理河段范圍為長哈達河匯流口至阿金大橋段及東梁鐵路橋至包家窩鋪段。文章分析了細河阜蒙縣境內(nèi)綜合治理工程的區(qū)域地質(zhì)概況和工程地質(zhì)條件，通過對治理工程的工程地質(zhì)條件等分析及評價可以看出該段地質(zhì)條件簡單，無不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，工程地質(zhì)條件良好，堤基工程地質(zhì)條件類型為B類，岸坡為基本穩(wěn)定型，適宜修建堤防工程。

[關(guān)鍵詞]河道整治；工程地質(zhì)；水文地質(zhì)；條件分析

1概況

細河是流經(jīng)阜新市的主要河流，是大凌河下游左岸最大支流，發(fā)源于阜蒙縣阜新鎮(zhèn)的駱駝山西麓，流經(jīng)阜新鎮(zhèn)、新邱區(qū)、阜蒙縣城、阜新市區(qū)，經(jīng)東梁、伊嗎圖、于清河門區(qū)蔡家屯入義縣境內(nèi)，在義縣復(fù)興堡匯入大凌河[1]。全長113 km，總流域面積2 932 km2。細河在阜新境內(nèi)流域面積2 290 km2，河長98 km。本次細河阜蒙縣段治理河段范圍為長哈達河匯流口至阿金大橋段(1.48 km)及東梁鐵路橋至包家窩鋪段(1.31 km)。工程位置控制流域面積分別為：長哈達河匯流口以上流域面積182.18 km2，伊嗎圖河匯流口以上流域面積868.4 km2。

2區(qū)域地質(zhì)狀況

2.1地形地貌

阜新市區(qū)所處地貌類型為斷陷盆地內(nèi)沖積平原，該勘察河段所處微地貌為山前平原交接洼地，場區(qū)地形東高西低，該河流由東向西匯入大凌河。

2.2區(qū)域地質(zhì)概況

該區(qū)古地貌為一地塹型斷陷盆地，盆地內(nèi)部巖性自下而上依次沉積為中侏羅統(tǒng)藍旗組、下白堊統(tǒng)義縣組火山巖；下白堊統(tǒng)九佛堂組、阜新組，中白堊統(tǒng)孫家灣組的一套碎屑沉積巖。一般厚度大于150 m。太古界老地層只在盆地邊緣出現(xiàn)。自中白堊紀以后，本區(qū)一直處于地殼上升階段，故缺失第三紀及第四紀早期、中期地層。第四紀晚期地殼呈間歇性上升趨勢，故第四紀晚期及全新世沉積地層直接覆蓋于中白堊紀地層之上。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)勘察資料本區(qū)無活動斷層通過[2]。

2.3細河沿岸地層巖性

(1)中生界上侏羅統(tǒng)義縣組(J3Y)。該段為中基性火山噴發(fā)巖系，主要為安山巖，玄武質(zhì)安山巖及集塊巖，凝灰?guī)r，灰色細砂巖，深灰色泥巖底部為砂礫巖等，主要出露在勘察區(qū)西南側(cè)，閭山北麓余脈沖溝中[3]。

(2)中生界下白堊統(tǒng)沙海組(K1sh)。該層組全區(qū)發(fā)育，按巖性，古生物特征分為四段由下而上分為：

沙一段：以灰綠色礫巖、砂巖為主，灰色粉砂巖及泥巖，該段為灰白色角礫巖、砂礫巖，滾園度差。地層厚度約180 m左右。

沙二段：以灰白色、灰色、紫紅色、褐色角礫巖，砂礫巖為主，礫石以花崗片麻巖，石英巖為主。

沙三段：下部為灰及灰黑色砂巖、細砂巖、粉砂巖及礫巖組成，含有數(shù)層不可采薄煤層，上部以灰及灰黑色泥巖、粉砂巖為主，淺灰色，灰白色砂巖、粗砂巖及礫巖共含三個煤組。17個分層，6個可采煤層，一煤組上部含有豐富的軟體動物化石及植物化石，該層段厚約55～500 m，平均厚為380 m。

沙四段：下部為灰黑色、灰白色砂巖，分選差，含有淺水喜溫軟體貝殼化石。中部為水下泥石流，厚層礫巖層，礫徑大，分選差，磨園度中等，基底式膠結(jié)礫石為花崗片麻巖，花崗巖礫，矽質(zhì)灰?guī)r等，膠結(jié)致密堅硬，厚度在20～150 m。上部灰黑色，黑色粉砂巖、泥巖為一套厚層濁積巖，含油和天然氣，并有一套明顯的復(fù)理石結(jié)構(gòu)的薄層砂巖(白色)粉砂巖、泥巖(黑色)組成黑白色色卷層理。在黑色塊狀泥巖中含有大量的螺化石。層段厚度為300～720 m，平均厚度為500 m。

(3)中生界下白堊統(tǒng)阜新組((K1f)。該組根據(jù)巖性特征可分上、中、下三段。下段為灰白色淺灰色砂巖，砂質(zhì)泥巖為主，灰色粗砂巖及藍色砂巖，并含有大量的軟體動物化石及礫巖。中段為淺灰色泥巖，白色、灰白色砂巖，含有太平層群，高德層群可采煤層。上段為灰、灰綠、灰白色泥巖，粉砂巖及礫巖，該層段厚度為160～420 m左右，平均為260 m。

(4)中生界下白堊統(tǒng)孫家灣組(K1S)。該段以紫色、雜色砂礫巖為主，礫石以花崗片麻巖、石英礫為主，下部為灰綠色砂巖、粉砂巖。粉砂巖中含石英顆粒。該段厚度為3～250 m，平均為90 m，膠結(jié)松散[4]。

(5)新生界第四系(Q4)。上部為砂土、粘土、粉土、表土，下部為砂、礫石，厚度約為1～20 m，平均為18 m。

2.4地質(zhì)構(gòu)造

阜新盆地為典型的陸相斷陷盆地，東西兩側(cè)的盆緣斷裂是盆地的一級構(gòu)造。盆地次一級構(gòu)造以褶皺為主，從北向南依次有新邱～哈拉哈背斜、劉家～王營子向斜、東梁～清河門背斜、李金～九道嶺向斜，這些褶皺呈北東向雁行式排列。兩條盆緣斷裂均向盆地內(nèi)傾斜，呈階梯狀，中央相對下降，邊緣相對抬升。盆地內(nèi)次一級斷裂構(gòu)造主要有4組，即NNE、NEE、NW、NNW向，這4組斷裂構(gòu)造對地層、煤層均有一定影響，由于這4組斷裂也將阜新煤田劃分成若干井田[5]。

2.5地震及區(qū)域穩(wěn)定性

阜新市地處弱的地震活動帶，歷史上沒有大的地震記錄。1988年2月25日在阜新縣舊廟鄉(xiāng)發(fā)生過5.2級地震一次，其他阜新外圍地區(qū)如：義縣，北鎮(zhèn)，紅帽子鄉(xiāng)，福興地鄉(xiāng)一帶曾發(fā)生過輕微地震，震級均在3級以下，共17次。礦震時有發(fā)生，阜新地區(qū)地震基本裂度為7度。該市抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計基本加速度值0.05 g，設(shè)計分組第一組，設(shè)計特征周期0.35 s。該區(qū)無活動斷層通過，地震發(fā)生頻率及震級均較低，且無不良地質(zhì)現(xiàn)象分布，區(qū)域穩(wěn)定性較好[6]。

2.6水文地質(zhì)條件

(1)氣候特征。阜新地區(qū)受西伯利亞和內(nèi)蒙古氣象控制屬典型大陸性氣候，夏季最高氣溫在38℃，冬季最低氣溫在-20℃，年平均氣溫7.5℃，其特點是溫差大、氣候干，近年來冬季氣溫明顯升高。全年平均降水量為510 mm左右。7、8月份雨量較大，也是相對濕度最大的月份，可達79%。2月份是相對濕度最小的月份為49%。阜新地區(qū)風勢大，風期長，冬季為西北風，夏季多為西南風春季為風沙季節(jié)，秋季次之，最大風力可達7～8級。凍結(jié)深度一般為1～1.5 m，凍結(jié)開始為十一月中旬，解凍期由3月開始到四月末，初霜期在9月下旬，最后一次在4月下旬。

(2)地下水。場地地下水類型為潛水，無承壓含水層。根據(jù)臨近場地水質(zhì)分析資料該河段地下水對混凝土有弱腐蝕性。細河阜蒙縣段地下水位勘查成果見表1。

表1　細河干流段地下水穩(wěn)定水位表

3工程地質(zhì)條件

3.1堤防及河道整治工程地質(zhì)條件

3.1.1地層結(jié)構(gòu)

本場區(qū)勘察深度范圍內(nèi)，地基土自上而下分為如下5層。

1層雜填土：雜色，稍濕，松散，以垃圾及砂土充填，分布范圍在場地東北角，只有KT5、KT10、KT11、KT12、KT13、KT14、KT25、KT29、KT31勘探點存在。厚度為1.00～3.60 m，平均2.30 m。

2層耕土、KT粉土：黃褐色，稍濕，松散～稍密，含有植物根系。只有KT6、KT16、KT18、KT27存在，厚度1.00～1.40 m，平均厚度1.20 m耕植土只有KT1、KT2、KT3、KT4、KT6、KT7、KT9、KT15、KT17、KT18、KT19、KT21、KT22、KT23、KT24、KT28存在，厚度為0.30～0.60 m，平均0.45 m。

3層細砂：土黃色、稍濕-濕、稍密、顆粒級配不均，主要成分：長石-石英、棱角狀，勘探點除KT1、KT5、KT9、KT11、KT12、KT13、KT14、KT25、KT30外其他勘探點均有，厚度為0.40～4.00 m，平均厚度2.20 m。

4層礫砂：棕黃色，濕～飽和，中密～密實，顆粒級配較均，主要成分：長石～石英，棱角狀。厚度為7.00～12.10 m，平均9.55 m。

5層強風化砂巖：棕黃色，上部棕黃色風化裂隙很發(fā)育，結(jié)構(gòu)大部分已破壞，手捏呈塊狀、礦物成份顯著變化，隨著深度增加，風化程度逐漸減弱至微風化。下部為深灰色、本廠區(qū)有KX4、KX10號孔進行泥漿護壁回轉(zhuǎn)取巖芯鉆進，該層未穿透。KX4孔深26.00 m，KX10孔深27.00 m，均達到新鮮巖未風化層[7]。

3.1.2場地各類巖土物理力學(xué)性質(zhì)

該勘察場地主要由細粒土和砂粒土組成，其中：雜填土、耕植土、粉土、稍濕，松散，強度較低。細砂層、土黃色，稍濕～濕、稍密～中密、顆粒級配不均、力學(xué)性質(zhì)較好。礫砂層顆粒級配較均、物理力學(xué)性質(zhì)較好。濕～飽和，中密～密實[8]。

3.2勘察場地土的滲透特性

該勘察場地共進行勘探點的50%注水試驗、孔號為雙則進行注水試驗，鉆孔直徑為127 mm，套管直徑為108 mm，試驗段為細砂、礫砂。通過試驗其細砂的滲透系數(shù)為3.6×10-3cm/s，礫砂的滲透系數(shù)為2.45×10-2。

3.3無粘性土水力比降

根據(jù)土工試驗，該勘察場地細沙的允許水力比降J允=0.203，臨界水力比降Jcr=0.406；礫砂的允許水力比降J允=0.258，臨界水力比降Jcr=0.516。

3.4地層承載力

根據(jù)土工試驗、標貫、重探測試統(tǒng)計結(jié)果，細砂承載力特征值為140 fak(KPa)，壓縮模量建議值為5.87 Es(MPa)，變形模量建議值為12.20E0(MPa)；礫砂承載力特征值為260 fak(KPa)，壓縮模量建議值為16.6Es(MPa)，變形模量建議值為21.2E0(MPa)。

3.5堤基工程地質(zhì)條件分類

根據(jù)本次勘察地質(zhì)資料，該場地兩岸均無提防，基底主要為砂粒土，呈稍密～中密狀態(tài)，分布連續(xù)，厚度穩(wěn)定，強度較高，不易出現(xiàn)崩岸、滑動與沉降變形等工程地質(zhì)問題，地基較為穩(wěn)定。根據(jù)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)范》SL188-2005，綜合評價該勘察場地工程地質(zhì)條件類型為B類，即基本不存在大的抗?jié)B穩(wěn)定問題、抗震穩(wěn)定問題及特殊土引起的問題，局部地段存在抗?jié)B變形問題，工程地質(zhì)條件較好[9]。

4結(jié)語

細河阜蒙縣段治理河段工程區(qū)地震基本裂度為6度，對建筑物的地震液化影響較小，可不予考慮。工程區(qū)工程地質(zhì)條件簡單，無不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，工程地質(zhì)條件較好，適宜堤壩修建。堤基工程地質(zhì)條件類型為B類，岸坡為基本穩(wěn)定型。由于新建堤防利用河道兩側(cè)高灘地表層開挖土，筑堤土料不均，土質(zhì)較差，應(yīng)采取坡面防護措施，以滿足行洪要求。

參考文獻

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[中圖分類號]P642.4

[文獻標識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)02-0171-02

[作者簡介]董麗秋(1973-)，女，遼寧阜蒙人，工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計、水文與水資源工程、水利規(guī)劃等研究。

[收稿日期]2015-10-28