学文网摘 要：通过对赤峰市锡泊河美林镇堤防工程的工程地质进行勘察和试验分析，查明了工程地质条件和存在的主要地质问题，为工程设计和施工建设提供了重要的工程资料。
关键词：堤防工程；工程地质条件；锡泊河；赤峰市
1 工程概况
锡泊河美林镇防洪工程从锡泊河喀喇沁旗美林镇按旺业线桥处开始至锡泊河喀喇沁旗美林镇新建桥处。治理段河道长1.227km，新建防洪堤总长2.567km，其中左岸防洪堤堤线长1.230km，右岸防洪堤堤线长1.337km。文章主要通过地质勘察和试验分析，查明各堤防段地形地貌，地层岩性、地质构造、不良物理地质现象的分布及工程地质特性。
2 地质概况
工程区地貌按成因类型分为剥蚀侵蚀地形、剥蚀堆积地形和堆积地形三个区。区域出露的地层主要为上寒武统（ε3）、侏罗系（J3）及第三系（N）。第四纪堆积物主要分布于山间谷地及河谷平原，粉细砂、粉土及砂砾卵石组成，主要为上更新统（Q3）、全新统（Q4）。区内侵入岩，主要为华力西期和燕山期花岗岩，个别地段也有闪长岩类和各种脉岩类。
区域地震基本烈度为7度，地震动峰值加速度为0.15g。工程区地下水类型为松散堆积层孔隙潜水，含水层岩性为卵石层，河床地下水位约0.9m，地表水及地下水水化学类型为HCO3-Ca型水，河水与地下水对混凝土无腐蚀性[1]。
3 堤防工程地质条件及评价
勘察共布置钻孔10个，孔深为8-11m，其中孔深8m的3个，孔深10m的6个，孔深11m的1个，其中左岸堤防钻孔为4个，右岸堤防钻孔为5个，河床钻孔为1个。
3.1 堤防现状
现状堤防位于锡伯河河谷冲积平原，岩性为卵石混合土，杂色，密实，卵石磨圆度较好，粒径范围集中在60mm-200mm，约占25%，个别最大粒径可达300mm，粗砂、圆砾充填，卵石成份多为凝灰岩、花岗岩、玄武岩等，属于第四纪人工填土。现状堤防平均堤高3m，堤宽2-4m，内侧堤坡1：075～1：1，外侧堤坡1：0.5，根据原位密度试验结合室内试验，堤防天然密度2.22g/cm3，平均含水率3.0%，平均干密度2.16g/cm3。现状堤防碾压密实，质量满足规范要求。
3.2 堤基工程地质条件
3.2.1 地形地貌。左右岸堤防堤基位于锡伯河河谷冲积层上，地貌类型属于河谷冲积平原，地形从上游至下游过渡平缓，地面高程范围965.3-980.8m，河道比降约1：135，河槽宽30-50m。
3.2.2 地层岩性。根据钻孔揭露，该段地层较为简单，为第四纪全新统人工堆积层（Q4s）和第四纪全新统冲积层（Q4al）。
填筑土（Q4s）：岩性为卵石混合土，位于地层上部，层厚3.0-3.8m。
卵石混合土（Q4al）：杂色，中密-密实，卵石磨圆度较好，粒径范围集中在60mm-200mm，约占25%，个别最大粒径可达500mm，粗砂、圆砾充填，卵石成份多为凝灰岩、花岗岩、玄武岩等，该层分布连续，主要分布在地基上部，层厚2.2-4.3m，局部钻孔未揭穿该层（zk3）。重型圆锥动力触探修正锤击数（N63.5）为14.2～22.1（击/10cm），平均值N63.5=19.02（击/10cm）。
圆砾（Q4al）：杂色，中密，砾石磨圆度较好，砾石成份多为凝灰岩、花岗岩、玄武岩等，粒径范围集中在2mm-20mm，约占60%，个别最大粒径可达50mm，该层分布连续，层顶埋深5.8-7.8m，钻孔未揭穿该层。重型圆锥动力触探修正锤击数（N63.5）为7.8～15.2（击/10cm），平均值N63.5=13.61（击/10cm）。
3.2.3 主要岩土物理力学性质
根据原位密度试验，结合当地工程经验，卵石混合土建议值：湿密度2.22g/cm3，天然含水量3.0%，孔隙率17.7%，干密度2.16g/cm3，内摩擦角40°，渗透系数5.5×10-2cm/s。圆砾建议值：湿密度2.03g/cm3，干密度1.88g/cm3，渗透系数3.7×10-2cm/s，内摩擦角36°，孔隙率22.2%。
3.2.4 堤基地质结构分类
防洪堤堤基地层是由卵石混合土和圆砾组成，工程地质条件分类为C类，其主要工程地质问题是渗漏及渗透变形。
3.2.5 工程地质条件评价
（1）堤基承载力评价。承载力特征值：卵石混合土层建议取500kPa；圆砾层建议取400kPa。（2）地层渗漏。由于卵石混合土及圆砾为强透水层，堤基存在渗漏问题，因此设计应根据行洪时段，确定其防渗形式。（3）渗透稳定性评价。卵石混合土的不均匀系数大于5，土的渗透变型类型为管涌，土粒比重取为2.62，孔隙率取为17.7%，经计算卵石混合土的临界水力比降为0.347，堤防级别为4级，安全系数取1.5，则卵石混合土层允许水力比降值为0.23。圆砾的不均匀系数大于5，土的渗透变型类型为管涌，土粒比重2.62，孔隙率取为22.2%，经计算圆砾的临界水力比降为0.407，堤防级别为4级，安全系数取1.5，则圆砾允许水力比降值为0.27。（4）允许不冲刷流速。当水流平均深度为0.40m时，卵石混合土允许平均流速为1.5m/s，圆砾层允许平均流速为0.80m/s；当水流平均深度为1.0m时，卵石混合土允许平均流速为1.85m/s，圆砾层允许平均流速为0.85m/s；当水流平均深度为2.0m时，卵石混合土允许平均流速为2.1m/s，圆砾层允许平均流速为1.00m/s。（5）堤基冻胀性评价。工作区历年最大冻土深度1.82m。地下水埋深1.5m左右，巨粒土、含巨粒土，可不考虑冻胀，所以卵石混合土、圆砾层可不考虑发生冻胀性破坏。（6）地震液化性评价。区域地震基本烈度为7度，地震动峰值加速度为0.15g。堤基为不液化土层。（7）基坑开挖边坡及施工排水。开挖深度小于5m，建议卵石混合土、圆砾开挖坡率为1：0.75，开挖深度5-10m，建议卵石混合土、圆砾开挖坡率为1：1。由于地层中揭露地下水位，考虑地下水渗透作用，坡率应适当放缓，地下水埋深0.9-4.8m，施工时应考虑排水问题，建议采用集水明排方法。
3.3 堤岸工程地质条件及评价
3.3.1 地形地貌。堤岸位于锡伯河河河谷冲积层上，为河流冲积地貌，由于受水流长年冲刷，堤岸坡度一般小于30°，地面高程由上游向下游逐渐变化，绝对高程分布在965-980m之间。
3.3.2 地层岩性。根据钻孔揭露，堤岸地层较为简单，为全新统冲积层（Q4al）。卵石混合土其特性同堤基工程。
3.3.3 主要岩土物理力学性质：同堤基工程。
3.3.4 工程地质条件评价
（1）渗透稳定性评价：卵石混合土层允许水力比降值建议为0.23。（2）岸坡稳定性评价：堤岸土体由卵石混合土组成，在汛期，堤岸土体饱水，抗剪强度降低，不利于堤岸稳定，水流的顶流冲刷和侧蚀作用对岸坡稳定不利，建议对堤岸进行防护。
4 结束语
通过野外钻探、野外试验、室内试验等工作，综合分析研究表明：工程区域主要构造形迹有北东向构造，新华夏系构造等，地表水对混凝土均为无腐蚀性。地震烈度为7度，地震动峰值加速度为0.15g，堤基地层为不液化土层。现状堤防碾压密实，质量满足规范要求。堤基地基岩性为卵石混合土和圆砾组成，为强透水性岩层，堤基存在渗漏问题，需全面考虑防渗措施。由于地层中揭露地下水位，考虑地下水渗透作用，坡率应适当放缓。堤岸的地层岩性为卵石混合土，抗冲刷能力较好，水流的迎流顶冲和侧蚀作用会对堤岸土体造成冲刷，应进行相应的防护处理。卵石混合土和圆砾为不冻胀性土，可不考虑发生冻胀性破坏。
参考文献
[1]王强社，任园园.安康市滨江大道堤防工程工程地质条件及评价[J].陕西地质，2014（1）：77-81.
作者简介：申敬一，男，汉族，助理工程师，本科，主要从事水利工程勘察设计方面工作。
杨飞，女，汉族，工程师，研究生，主要从事水利工程勘察设计方面工作。
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