楊麗娜 戴彥雄

（機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計研究院 陜西 西安 710043）

安哥拉梅農(nóng)蓋水田農(nóng)場位于安哥拉中南部內(nèi)陸城市梅農(nóng)蓋市東部，項目總體規(guī)劃沿LONGA河的漫灘部位進(jìn)行水稻種植。在LONGA河的漫灘部位普遍分布有一層黑色～黑褐色的粉質(zhì)粘土，為主要種植土，該土類的主要表觀性質(zhì)：①該類土層色澤較深，主要分布于河道兩側(cè)及河道的堆積岸，一般與沼澤伴生；②該類土層的有機(jī)質(zhì)或碳質(zhì)含量較高，染于手上甚至難以洗掉；③該種土土性較粘，和水后可搓成土條；④該層粉質(zhì)粘土由河道漫攤處向河岸處呈過渡性分布，厚度逐漸趨薄，且由粉質(zhì)粘土過渡至粉細(xì)砂。

為了進(jìn)行水稻種植的蓄水設(shè)計，進(jìn)行相關(guān)水利構(gòu)筑物如渠道、田埂等的防滲設(shè)計，如何合理的選取該層土的滲透指標(biāo)就成為農(nóng)場開發(fā)過程中的關(guān)鍵因素。本文結(jié)合一些工程地質(zhì)測繪及室內(nèi)試驗，對該層粉質(zhì)粘土的物理力學(xué)性質(zhì)尤其是滲透性質(zhì)進(jìn)行了初步探索。

1 農(nóng)場工作區(qū)概況

梅農(nóng)蓋農(nóng)場工作區(qū)位于安哥拉Menogue市Longa河所在河谷，沿河谷自南向北延伸約30km。該河谷總體較為開闊，但上游相對較窄，寬度約500m～1400m，下游部位相對較為寬闊，寬度約1300m～2800m。河谷內(nèi)地勢較為平坦，橫向上總體呈西高東低，呈8‰的緩坡逐步下降；縱向上總體呈北高南低，地面比降約1‰左右，僅在地貌單元改變的部位略有起伏。由河谷至兩側(cè)山梁成緩坡抬升，由于Longa河在河谷中基本緊貼河谷東側(cè)山梁，故東側(cè)山坡相對較陡，約8°左右，而西側(cè)山坡相對較緩，約4°左右。

農(nóng)場工作區(qū)近河平緩部位主要為河漫灘地貌，沿河曲緩坡抬升的部位主要為緩坡丘陵地貌與沖積階地地貌。

圖1 擬建場地位置圖

根據(jù)安哥拉氣象局的氣象資料，Menogue市地區(qū)屬高溫半干旱氣候，每年4月～10月為旱季，11月至次年3月為雨季。年平均最高氣溫為29.4℃，年均降水量為800mm左右，年雨、旱季降水量極差約205mm。

該區(qū)域河流主要靠大氣降水及地下水補(bǔ)給。由于該區(qū)域所處地段均為松散砂類土堆積層，為河流提供了相對較好的補(bǔ)給與排泄環(huán)境，雨季大氣降水量大時，河水通過地下潛流的方式補(bǔ)給地下水，抬升地下水位；旱季大氣降水量小時，地下水回流補(bǔ)給河水。根據(jù)對Longa河的水文觀測，該河流速及水位在一個水文年內(nèi)變化不大，旱季末期流速約在0.49m/s，雨季末期流速約在0.47m/s，旱雨季河水水位差約在0.1m～0.2m左右，但由于河谷內(nèi)較為寬緩，故河水雨旱季動態(tài)變化時淹沒面積變化較大。

該區(qū)域地層主要以砂類土為主，根據(jù)地質(zhì)勘探情況揭示，上部主要為有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土層，但其分布不連續(xù)；其下50m探明范圍內(nèi)以石英質(zhì)粉砂～細(xì)砂為主，局部相變?yōu)橹猩啊?/p>

2 有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土的分布特征

通過地質(zhì)勘探工作，該種有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土主要分布在近河的沼澤地段及山梁間的凹陷地段，山梁前端岸坡一般比降較大，該類土分布較少。根據(jù)勘察調(diào)查，該粉質(zhì)粘土分布具以下規(guī)律：

表1 粉質(zhì)粘土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)一覽表

表2 試坑滲水試驗成果表

表3 雙環(huán)和單環(huán)滲水試驗成果表

（1）河道突然變窄的地段一般該類土厚度比較大。

（2）自近河的沼澤地至遠(yuǎn)河的河漫灘、緩坡丘陵方向，該類土的厚度呈由薄到厚，再由厚到薄的規(guī)律分布。最厚的部位一般分布于季節(jié)性存水的河漫灘部位。

該類土厚度一般在0.5m～1.5m左右。

3 有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土的物理力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)勘察期間所進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量測試，該層土的有機(jī)質(zhì)含量在20%左右。

根據(jù)室內(nèi)試驗，該層土的相關(guān)物性指標(biāo)見表1所示。從表中可以看出該層土總體屬粉質(zhì)粘土，其含水率、重度、塑性指數(shù)、液性指數(shù)等指標(biāo)隨土體分布位置的不同差異較大，但根據(jù)密度、孔隙比等試驗指標(biāo)可見該粉質(zhì)粘土總體處于大孔隙、低密度、具高壓縮性的狀態(tài)。

4 有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土的成因及滲透性質(zhì)推斷

根據(jù)上述農(nóng)場區(qū)域地層分布情況及水文氣象特征可知該區(qū)域地表水水位在雨季和旱季變化比較大，推斷該層土主要是由于植物在地表水動態(tài)的上升與下降過程中在靜水環(huán)境下腐爛所形成。即在旱季地表水范圍變小時，植被在較為濕潤的情況下生長，但在雨季來臨后，根系很快又被地表水淹沒造成植被死亡，并在靜水環(huán)境下腐爛降解并附著于砂骨架上所形成。

同時，由于河流的動水沖刷作用，形成了該層土在近河的沼澤地分布厚度較小，而在遠(yuǎn)河的季節(jié)性存水的河漫灘厚度較大的分布特征。而在河道突然變窄部位，由于地形突然變化的阻滯影響，使得上游沖刷帶來的有機(jī)質(zhì)團(tuán)粒在近岸不斷堆積，從而造成河道變窄部位該層土分布較厚的情況。

根據(jù)對該層土成因的推斷及對其物性指標(biāo)、分布規(guī)律的了解，該種土的滲透性質(zhì)很有可能不同于一般意義上粉質(zhì)粘土的滲透性質(zhì)，該種土的松散結(jié)構(gòu)性及易沖刷性很可能導(dǎo)致該層土具有很強(qiáng)的滲透性。

5 有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土的滲透性質(zhì)初探

根據(jù)現(xiàn)場條件，依據(jù)《工程地質(zhì)手冊》（第四版）[2]的相關(guān)方法，選擇了部分試驗點進(jìn)行了相關(guān)試坑滲水、單環(huán)滲透及雙環(huán)滲透試驗，試坑滲水試驗結(jié)果見表2，單、雙環(huán)滲透試驗結(jié)果見表3。

《工程地質(zhì)手冊》（第四版）中所給出的一般的粉質(zhì)粘土的滲透系數(shù)約1.04×10-4m/d～5.18×10-3m/d，粉砂的滲透系數(shù)約5.18×10-2m/d～1.04×10-1m/d，從表2、3可以看出該層粉質(zhì)粘土層滲透系數(shù)顯示出粉砂的特性，驗證了根據(jù)其成因、分布及物性指標(biāo)對其滲透性質(zhì)的相關(guān)推斷。

根據(jù)對其成因、分布、物性指標(biāo)的綜合分析并結(jié)合滲透試驗結(jié)果，可以看出粉質(zhì)粘土的強(qiáng)滲透性與其骨架結(jié)構(gòu)有較大關(guān)系。該類土骨架結(jié)構(gòu)以粉細(xì)砂為主，在其形成過程中，有機(jī)質(zhì)膨脹腐爛并充填在砂顆粒之間，使該類土變得松散，處于大孔低密度狀態(tài)。隨著有機(jī)質(zhì)形成的細(xì)粒土量的增長，其逐漸顯示出粉質(zhì)粘土的性質(zhì)，但其內(nèi)部的松散結(jié)構(gòu)卻使其顯示出砂類土的滲透性質(zhì)。

6 對該類土使用的相關(guān)建議

（1）針對該類具特殊滲透性的粉質(zhì)粘土，在滲透系數(shù)選取上，大面積灌溉防滲設(shè)計所需的滲透系數(shù)可參照雙環(huán)滲水試驗結(jié)果，即該有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土層滲透系數(shù)可按1m/d采用；線狀或點狀水體（如水池、灌溉渠等）防滲設(shè)計所需的滲透系數(shù)可參照單環(huán)或試坑滲水試驗結(jié)果，即該層粉質(zhì)粘土層滲透系數(shù)可按1.5m/d采用。

（2）在水利構(gòu)筑物的使用上，如該類土不能達(dá)到防滲要求，建議對其添加如水泥等的添加劑以改良其滲透性質(zhì)。

7 結(jié)論

（1）該層粉質(zhì)粘土不同于一般意義的粉質(zhì)粘土，由于其形成條件及環(huán)境的特殊性，顯示出大孔、低密度具高壓縮性的特點。

（2）因其特殊的結(jié)構(gòu)性，該層粉質(zhì)粘土顯示出類似于砂類土的強(qiáng)滲透性。

（3）在工程中考慮該類土的滲透性能時，需結(jié)合工程地質(zhì)勘察及相關(guān)試驗綜合判斷其滲透性，選擇合適的設(shè)計參數(shù)，切不可按照相關(guān)經(jīng)驗指標(biāo)套取，以免造成工程事故。陜西水利

[1]戴彥雄.安哥拉CuandoCubango省Longa水稻農(nóng)場開發(fā)建設(shè)項目工程地質(zhì)勘察報告書[R].西安：機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計研究院，2011.12.

[2]常士驃，張?zhí)K民等.工程地質(zhì)手冊（第四版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.