劉連廣

（商丘市睢陽(yáng)區(qū)水利局，河南 商丘 476100）

1 工程概況

某灌區(qū)位于黃河南岸，建于1957 年，水源為黃河水，渠道建于21世紀(jì)60年代，灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積為0.40萬(wàn)hm2，涉及王村鎮(zhèn)、高村鄉(xiāng)、汜水鎮(zhèn)，全部為提水灌溉，是滎陽(yáng)市最大的一處中型灌區(qū)。多年來(lái)，由于未進(jìn)行配套建設(shè)，渠道坍塌滲漏嚴(yán)重，渠系建筑物年久失修、坍塌、老化等現(xiàn)象普遍存在，致使?jié)B漏損失大，渠道及渠系建筑物得不到及時(shí)維護(hù)和更新，造成灌區(qū)有效灌溉面積不斷萎縮，灌溉面積僅有0.30 萬(wàn)hm2，實(shí)際灌溉面積僅0.20萬(wàn)hm2。為貫徹、落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和農(nóng)民以及水利工作的一系列新的方針政策，對(duì)灌區(qū)工程地質(zhì)進(jìn)行分析，對(duì)節(jié)水配套設(shè)施、設(shè)備進(jìn)行改造建設(shè)。

2 灌區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

灌區(qū)下游治理段地貌單元屬黃土丘陵區(qū)，場(chǎng)區(qū)地面高程133.50～138.90 m，地形北高南低，治理范圍為樁號(hào)0+000～2+900，治理長(zhǎng)度為2.90 km。

2.2 地層巖性

灌區(qū)工程場(chǎng)區(qū)地層結(jié)構(gòu)主要為黏性土均一結(jié)構(gòu)。地層巖性主要為第四系上更新統(tǒng)沖洪積成因的黃土狀輕粉質(zhì)壤土，地層分布相對(duì)較穩(wěn)定。按時(shí)代巖性特征，共劃分1 個(gè)巖土體單元：上更新統(tǒng)（Q3）④黃土狀輕粉質(zhì)壤土（Q3al）：淺黃-褐黃色，干-稍濕，中密，土質(zhì)不均勻，局部夾有砂壤土透鏡體，搖振反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，見(jiàn)有少量鈣質(zhì)斑點(diǎn)，見(jiàn)少量蝸牛殼碎片，可見(jiàn)蟲(chóng)孔和豎向孔隙。鉆孔未揭穿，揭露厚度8～10 m。

2.3 巖土體物理力學(xué)性質(zhì)

灌區(qū)工程巖土體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)成果，綜合分析整理，各巖土體單元物理力學(xué)性指標(biāo)建議值見(jiàn)表1。

表1 各巖土體單元物理力學(xué)性指標(biāo)建議值表

2.4 工程水文地質(zhì)評(píng)價(jià)

灌區(qū)工程場(chǎng)區(qū)地貌屬黃土丘陵地區(qū)，地形相對(duì)較平坦，場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g，相當(dāng)于地震基本烈度為Ⅶ度，場(chǎng)區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)為黏性土單一結(jié)構(gòu)。渠底基槽開(kāi)挖深度約為2 m 時(shí)，臨時(shí)邊坡巖性主要為黃土狀輕粉質(zhì)壤土，該層承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=150 kPa；為中等壓縮性中硬土層，屬Ⅲ級(jí)普通土。建議開(kāi)挖邊坡坡比：黃土狀輕粉質(zhì)壤土為1.00：0.50～1.00：1.00?？辈炱陂g未見(jiàn)地下水位，不存在施工降、排水問(wèn)題。

3 工程地質(zhì)存在的主要問(wèn)題

巖土體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征決定了渠線(xiàn)臨河岸坡和地基穩(wěn)定、施工難易程度等條件。根據(jù)地形地貌、地層時(shí)代、土體結(jié)構(gòu)類(lèi)型、巖土體物理力學(xué)特性及其滲透性等水文工程地質(zhì)條件，結(jié)合渠線(xiàn)開(kāi)挖深度，存在的工程地質(zhì)問(wèn)題主要為黃土濕陷、臨河岸坡穩(wěn)定性問(wèn)題。

3.1 黃土濕陷性

Q3黃土狀粉質(zhì)壤土，具非自重弱濕陷性，濕陷深度約8 m。試驗(yàn)測(cè)定其濕陷系數(shù)見(jiàn)表2?？梢?jiàn)濕陷系數(shù)較小，濕陷性對(duì)渠道影響不大。對(duì)挖方渠道段，由于無(wú)附加荷載，黃土狀粉質(zhì)壤土又是非自重濕陷性土，可不考慮濕陷性問(wèn)題。對(duì)半挖半填渠道，由于黃土狀粉質(zhì)壤土的濕陷起始?jí)毫ζ骄禐?17 kPa，小值平均值為63 kPa。為安全起見(jiàn)建議對(duì)填方高度大于3 m 的渠段用強(qiáng)夯法處理（填筑土密度取2 kg/m3，濕陷起始?jí)毫θ⌒≈灯骄担?/p>

表2 濕陷性試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

3.2 岸坡穩(wěn)定性

據(jù)灌區(qū)南岸臨河自然邊坡調(diào)查，Q3 黃土自然邊坡坡度一般為1.00：1.00，局部達(dá)到1.00：0.40；局部形成小陡坎。

現(xiàn)場(chǎng)勘察表明工程區(qū)黃土岸坡的整體自然穩(wěn)定臨界坡角一般為40°～45°，局部達(dá)50°。因灌區(qū)南岸目前處于受沖刷狀態(tài)，該坡度基本上反映黃土岸坡的臨界穩(wěn)定坡度。

邙山臨河岸坡坡腳部位，普遍可見(jiàn)地下水呈面狀滲出，出滲面高程與Q3黃土類(lèi)土地下水位及岸坡上Q2與Q3分界線(xiàn)出露高程有關(guān)，一般為101～103 m，高出河水位1～3 m，雨季局部地段出滲面高程可高出河水位3～9 m，旱季部分出滲點(diǎn)自行消失。邙山臨河邊坡，坡腳受河水沖刷掏蝕，邊坡頂部出現(xiàn)張裂隙，失穩(wěn)下滑。

Q3 黃土邊坡常發(fā)育有崩塌、滑坡、潛蝕洞穴、滑坡等外動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象。崩塌的規(guī)模一般較小。潛蝕洞穴一般發(fā)育在距邊坡前緣5～10 m 范圍內(nèi)，洞穴直徑1～5 m。據(jù)調(diào)查，邙山黃土岸坡分布有規(guī)模不一的滑坡共15處，長(zhǎng)度一般為25～165 m，寬度一般為60～400 m，厚度一般5～30 m，滑坡體積一般5～30萬(wàn)m3，其中最大者可達(dá)180萬(wàn)m3。綜上所述，邙山臨河岸坡目前處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，局部岸坡不穩(wěn)定。

4 灌區(qū)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

4.1 地形地貌

灌區(qū)治理段地貌單元屬黃土丘陵區(qū)，地面高程144.40～150.30 m，地形北高南低，治理范圍為樁號(hào)0+000～0+960，治理長(zhǎng)度為0.86 km。

4.2 地層巖性

灌區(qū)地層結(jié)構(gòu)主要為黏性土均一結(jié)構(gòu)。地層巖性主要為第四系上更新統(tǒng)沖洪積成因的黃土狀輕粉質(zhì)壤土，地層分布相對(duì)較穩(wěn)定。按時(shí)代巖性特征，共劃分1個(gè)巖土體單元：上更新統(tǒng)（Q3）④黃土狀輕粉質(zhì)壤土（Q3al）：淺黃-褐黃色，干-稍濕，中密，土質(zhì)不均勻，局部夾有砂壤土透鏡體，搖振反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，見(jiàn)有少量鈣質(zhì)斑點(diǎn)，見(jiàn)少量蝸牛殼碎片，可見(jiàn)蟲(chóng)孔和豎向孔隙。鉆孔未揭穿，揭露厚度8～12 m。

4.3 巖土體物理力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)成果，綜合分析整理，各巖土體單元物理力學(xué)性指標(biāo)建議值見(jiàn)表3。

表3 各巖土體單元物理力學(xué)性指標(biāo)建議值表

4.4 工程水文地質(zhì)評(píng)價(jià)

灌區(qū)工程場(chǎng)區(qū)地貌屬黃土丘陵地區(qū)，地形相對(duì)較平坦，地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g，相當(dāng)于地震基本烈度為Ⅶ度，地質(zhì)結(jié)構(gòu)為黏性土單一結(jié)構(gòu)。渠底基槽開(kāi)挖深度約為2 m時(shí)，臨時(shí)邊坡巖性主要為黃土狀輕粉質(zhì)壤土，該層承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=150 kPa；為中等壓縮性中硬土層，屬Ⅲ級(jí)普通土。建議開(kāi)挖邊坡坡比：黃土狀輕粉質(zhì)壤土為1.00：0.50～1.00：1.00。勘察期間未見(jiàn)地下水位，不存在施工降、排水問(wèn)題。