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        拉馬河(鐵嶺縣段)地質(zhì)勘察及評(píng)價(jià)

        2024-01-05 09:34:02徐連田
        黑龍江水利科技 2023年12期
        關(guān)鍵詞:馬河層底鐵嶺縣

        徐連田

        (昌圖縣水利事務(wù)服務(wù)中心,遼寧 昌圖 112599)

        1 概 況

        拉馬河位于遼寧鐵嶺境內(nèi),為遼河流域右岸的一級(jí)支流,發(fā)源于遼寧法庫(kù)縣慈恩寺鄉(xiāng),流經(jīng)遼寧的鐵嶺縣和法庫(kù)縣兩縣,河流全長(zhǎng)61km,流域面積為733km2,河道平均比降0.773‰。目前,拉馬河(鐵嶺縣段)河道防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10a 一遇,經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行,局部沖刷造成堤段坡比不滿足要求,同時(shí),居民在河道兩岸及周邊開(kāi)墾農(nóng)田、種植作物等,縮窄河道行洪斷面,對(duì)拉馬河(鐵嶺縣段)兩岸各村落造成威脅,影響兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全,汛期危及阿吉鎮(zhèn)各村百姓的人民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此,從地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)防洪的要求及生態(tài)需求來(lái)看,鐵嶺縣拉馬河(鐵嶺縣段)防洪工程建設(shè)迫在眉睫。

        本工程治理范圍為拉馬河入遼河河口至東拉馬河子河上游河段,治理長(zhǎng)度6 460m(K0+000~K6+460)。其中:左岸樁號(hào)Z4+551~Z5+886段,堤防采取加高培厚型式,施工長(zhǎng)度1 335m,頂寬3m,迎水坡比值為1∶2.5,背水坡比值為1∶2.5;左岸樁號(hào)Z0+974~Z5+886段,修建長(zhǎng)度4 912m;右岸樁號(hào)Y0+555~Y2+917段,該段為民堤,本次工程對(duì)其堤腳進(jìn)行防護(hù),不改變現(xiàn)狀岸線,堤腳設(shè)置雙層疊籠,上層固濱籠尺寸為0.5m×0.5m,下層固濱籠尺寸為1.0m×1.0m,修建長(zhǎng)度2 362m;右岸樁號(hào)Y3+858~Y5+741段,堤防采取加高培厚型式,堤頂寬為3m,迎水側(cè)坡比1∶2.5,背水側(cè)坡比1∶2.5,修建長(zhǎng)度1 883m;右岸樁號(hào)Y3+858~Y5+741段,堤頂設(shè)置0.2m厚砂石路面,坡比1∶2.5,修建長(zhǎng)度1 883m。

        考慮勝利河河口段及河口對(duì)岸的防沖防護(hù)、河道轉(zhuǎn)彎處水流對(duì)堤防的沖擊,堤防迎水側(cè)采用生態(tài)格網(wǎng)護(hù)坡,其中左岸護(hù)坡長(zhǎng)度1 335m(Z4+551~Z5+886),右岸護(hù)坡長(zhǎng)度1 883m(Y3+858~Y5+741)。迎水側(cè)堤腳處設(shè)1.0m×1.0m固濱籠,保持水上、水下防護(hù)工程的穩(wěn)定,固濱籠以上進(jìn)行削坡,設(shè)計(jì)坡比1∶2.5。

        2 區(qū)域地質(zhì)概況

        勘察區(qū)位于阿吉鎮(zhèn)西南側(cè),勘察河道長(zhǎng)6.46km,走向由北流向南,為灘槽分明的復(fù)式河槽,上部為梯形斷面,目前水上無(wú)攔水構(gòu)筑物??辈於魏哟参挥谄皆瓍^(qū),堤防原始形態(tài)完好,堤防臨水坡無(wú)護(hù)坡,河道因多年未進(jìn)行徹底治理,河道淤積較嚴(yán)重,堤防局部缺失、低矮,多年風(fēng)吹雨蝕已造成堤防斷面變小,上述原因致使河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)大大降低,泄水能力下降,為了保護(hù)沿河居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全,決定對(duì)該段堤防進(jìn)行綜合治理。

        2.1 勘察目的、任務(wù)

        本次調(diào)查的目的是了解河道控制段各巖土層的分布規(guī)律、物理力學(xué)性質(zhì)和參數(shù)[1-3]。工程區(qū)的水文地質(zhì)條件、可能存在的不良地質(zhì)作用,為工程設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)選型及施工提供設(shè)計(jì)依據(jù),其具體任務(wù)和要求如下:

        1)調(diào)查區(qū)域地質(zhì)概況、地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、土壤類型等; 評(píng)價(jià)了各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)、各土層的厚度分布及其工程地質(zhì)特征,評(píng)價(jià)了岸坡的穩(wěn)定性和各巖土層的力學(xué)特性[4-6]。

        2)查明河道的水文地質(zhì)條件,對(duì)地表水、地下水水質(zhì)的腐蝕性作出評(píng)價(jià)。

        3)對(duì)岸坡的滲漏、對(duì)滲透穩(wěn)定性、抗滑穩(wěn)定性、飽和砂土液化、振動(dòng)沉降、對(duì)沉降變形等工程地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行了評(píng)價(jià),并提出了治理措施,并給出主要技術(shù)指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)值。

        4)查明沿線岸坡有無(wú)不良物理地質(zhì)現(xiàn)象,并提出防治建議。

        5)查清區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造條件,對(duì)工程區(qū)場(chǎng)地的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià),給出區(qū)段地震參數(shù),提供區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)凍深。

        6)對(duì)河道治理建設(shè)所需的天然建筑材料提出建議[7-9]。

        2.2 地形地貌

        調(diào)查地點(diǎn)屬河流沖積平原,地貌單元為沖積階地,地勢(shì)較為平坦,鉆孔海拔標(biāo)高在58.78~63.74m之間,鉆孔最大高差4.96m。

        2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震動(dòng)參數(shù)

        勘察區(qū)地處中朝準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ)、華北斷坳(Ⅱ)下遼河斷陷(Ⅲ)遼河斷凹(Ⅳ)的四級(jí)構(gòu)造單元中,勘察區(qū)無(wú)明顯斷裂構(gòu)造。

        2.4 地層巖性

        依據(jù)勘察鉆孔所揭示的各巖土層的分布及地層結(jié)構(gòu)特征,參考地貌單元?jiǎng)澐?。該段覆蓋層均為第四系更新統(tǒng),未揭露下伏基巖[10-12]。

        2.4.1 堤身

        巖性主要為素填土①:堤身均為土質(zhì)邊坡,灰褐色,主要由黏性土組成,含細(xì)粒土及少量碎石。厚度:2.20~3.50m,平均2.97m;層底標(biāo)高:56.58 ~ 60.24m,平均58.99m ;層底埋深 :2.20~3.50m,平均2.97m。

        2.4.2 堤基

        粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、中粗砂。自上而下為如下6 層2 夾層:

        粉質(zhì)黏土②:飽和,可塑狀態(tài)。厚度:2.30~19.30m,平均9.66m;層底標(biāo)高:39.13~56.06m,平均48.92m;層底埋深:4.50~20.00m,平均12.00m。

        粗砂②-1:濕,中密狀態(tài)。厚度:1.50~2.80m,平均2.15m;層底標(biāo)高:50.93~52.74m,平均51.84m;層底埋深:8.20~11.00m,平均9.60m。

        細(xì)砂③:濕~飽和,稍密狀態(tài)。厚度:5.50~7.50m,平均6.30m;層底標(biāo)高:45.24~55.86m,平均5 0.42 m;層底埋深:6.0 0 ~18.5 0 m,平均12.57m。

        中砂④:濕~飽和,中密狀態(tài)。厚度:5.00~6.20m,平均5.60m;層底標(biāo)高:49.28~49.66m,平均49.47m;層底埋深:9.50~12.20m,平均10.85m。

        粗砂⑤:飽和,密實(shí)狀態(tài)。厚度:7.80~10.50m,平均9.15m;層底標(biāo)高:38.78~41.86m,平均40.32m;層底埋深:20.00~20.00m,平均20.00m。

        粉土⑥-1:濕,中密狀態(tài),中等壓縮性土。厚度:5.30~5.30m,平均5.30m;層底標(biāo)高:44.86~44.86m,平均44.86m;層底埋深:18.50~18.50m,平均18.50m。

        粉質(zhì)黏土⑥:飽和,可塑狀態(tài),中等壓縮性土。

        2.5 水文地質(zhì)條件

        在調(diào)查過(guò)程中,每個(gè)孔洞都發(fā)現(xiàn)了地下水位,地下水位標(biāo)高約為47.98~52.36m。埋藏類型為孔隙潛水,地下水主要賦存于沙層,主要由大氣降水和河水供給。豐水期可達(dá)地表面[13-15]。

        2.6 物理地質(zhì)現(xiàn)象

        本次勘察成果表明,拉馬河發(fā)育在沖積平原上,為侵蝕性河谷。河床低于兩岸,堤岸裸露。未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模岸坡坍塌、滑坡。豐水期以水土流失為主,較陡處堤岸易因雨水沖刷失穩(wěn),歷史上未發(fā)生過(guò)潛蝕、管涌險(xiǎn)情。

        3 工程地質(zhì)條件

        3.1 巖土體物理力學(xué)指標(biāo)分析與選用

        在本次調(diào)查中,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)滲透試驗(yàn)和室內(nèi)巖土試驗(yàn)獲得了巖土體的物理力學(xué)性能指標(biāo)。其巖土體原位測(cè)試成果統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1 原位測(cè)試試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

        本次勘察堤身物質(zhì)組份基本相同,堤基物質(zhì)組份差異較大。

        各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì),其結(jié)果見(jiàn)表2。

        表2 巖土體主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

        3.2 滲透穩(wěn)定性及砂土顆粒級(jí)配

        3.2.1 堤身評(píng)價(jià)

        堤身素填土:填筑土料主要為粉質(zhì)黏土,堤身素填土滲透系數(shù)平均值3.08×10-5,滲透性為弱透水;堤身內(nèi)不存在強(qiáng)透水層,尚未發(fā)現(xiàn)漏水問(wèn)題;堤身土質(zhì)均勻性一般,物理力學(xué)指標(biāo)差異不大。堤身較穩(wěn)定。堤身的構(gòu)筑材料主要為黏性土,抗?jié)B能力較強(qiáng),抗沖刷能力較強(qiáng)[16]。

        3.2.2 堤基評(píng)價(jià)

        堤基土:粉質(zhì)黏土可塑狀態(tài),中等壓縮性土,滲透系數(shù)3.60×10-5,滲透性為弱透水;細(xì)砂稍密狀態(tài),滲透系數(shù)5.00×10-3,滲透性為中等透水;中砂中密狀,滲透系數(shù)2.00×10-2,滲透性為強(qiáng)透水;粗砂密實(shí)狀態(tài),滲透系數(shù)5.00×10-2,滲透性為強(qiáng)透水。壩基較穩(wěn)定。堤基上層主要巖性為黏性土抗?jié)B能力較強(qiáng),抗沖刷能力較強(qiáng),僅底層粉砂存在滲透變形,土的工程地質(zhì)條件較好。

        滲透系數(shù)分層統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見(jiàn)表3。

        表3 滲透系數(shù)分層統(tǒng)計(jì)結(jié)果表

        3.3 飽和砂土的液化判別

        采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法進(jìn)行液化判別,根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》相關(guān)規(guī)定,場(chǎng)地飽和砂土在Ⅶ度地震作用下不液化。

        4 天然建筑材料

        勘察區(qū)內(nèi)河道兩側(cè)地勢(shì)平坦,現(xiàn)多為耕地,無(wú)良好的天然建筑料場(chǎng)?,F(xiàn)河堤大部分保存完好,只有各別地段堤身高度、厚度不足,需進(jìn)行加高、培厚處理,經(jīng)與甲方、設(shè)計(jì)單位溝通,結(jié)合堤防治理材料用量較少,本著經(jīng)濟(jì)可行方案,建議就地取材,采用河道內(nèi)的清淤土體為筑壩材料。

        勘察區(qū)河道內(nèi)上層土體為黏性土,無(wú)淤泥質(zhì)土和特殊土分布,天然狀態(tài)為軟塑,土質(zhì)符合筑堤材料要求。土的其他參數(shù)可參照土工試驗(yàn)表。所需石材就近外購(gòu),石材標(biāo)準(zhǔn)按照《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)定》執(zhí)行。

        1) 拉馬河堤防填筑材料采用堤內(nèi)取土,料場(chǎng)位于隋荒地大橋以北隋荒地村附近(K3+940~K5+730段)河漫灘。累計(jì)長(zhǎng)度1 790.0m,平均寬度50.0m,表層0.5m 河漫灘淤土不可作為護(hù)岸材料,應(yīng)剝離。

        2)石料:石料可從蔡牛鎮(zhèn)王千村石場(chǎng)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),運(yùn)距約25km。

        3)粗砂:粗砂可從鐵嶺縣烏巴海村砂場(chǎng)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),運(yùn)距13km。

        4)混凝土:采用商品混凝土,來(lái)源于新臺(tái)子鎮(zhèn),運(yùn)距30km。

        筑壩材料物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表4。

        表4 料場(chǎng)粘性土體物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

        5 結(jié) 語(yǔ)

        經(jīng)分析表明,該區(qū)域堤身及堤基工程地質(zhì)條件較好,未發(fā)現(xiàn)坍塌、滑坡、沖淤等不良地質(zhì)現(xiàn)象??辈靾?chǎng)地屬于河流沖積平原,地貌單元為沖洪積階地,地勢(shì)較為平坦,鉆孔海拔標(biāo)高在58.78~63.74m之間,鉆孔最大高差4.96m。勘察期間各孔均見(jiàn)有地下水位,地下水位高程在47.98~52.36m 左右,埋藏類型為孔隙潛水。堤身及堤基工程地質(zhì)條件較好;未發(fā)現(xiàn)坍塌、滑坡、沖淤等不良地質(zhì)現(xiàn)象;區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好。

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