赤峰市锡泊河新城区AI—I橡胶坝至锡泊河汇河口段左岸防洪工程地质条件及评价

摘 要：通过对赤峰市锡泊河新城区AI-I橡胶坝至锡泊河汇河口段左岸防洪工程的工程地质进行勘察和试验分析，查明了场地工程地质条件和存在的主要工程地质问题，为工程设计和施工建设提供重要的工程资料。

关键词：防洪工程；工程地质条件；锡泊河；赤峰市

1 工程概况

赤峰市锡泊河新城区AI-I橡胶坝至锡泊河汇河口段左岸防洪工程，从锡泊河新城区AI-I橡胶坝下游开始至锡泊河河口段上游处。右岸防洪堤堤线总长4.016km，治理河道长4.05km。该防洪工程起止桩号为：从新城区AI-I橡胶坝下游桩号0+000开始至锡泊河河口段桩号4+016处。防洪工程主要建设内容包括四部分，一是加高锡泊河新城区AI-I橡胶坝至锡泊河河口段右岸堤顶高度，更新堤顶砼砖及路缘石；二是更新该段防洪堤戗台砼砖及路缘石；三是对戗台以下破坏的砼护坡进行拆除新建。

2 地质概况

工程区位于兴安岭山系辽西丘陵区，山势低缓，起伏不大，地势总体呈西北高东南低。工程区地貌形态为河流侵蚀堆积地貌，工程区外围为黄土状丘陵地貌、构造剥蚀低山地貌。河流侵蚀堆积地貌：主要沿河流两岸，呈条带分布，构成各河流的Ⅰ、Ⅱ级阶地。工程区及其附近出露的地层为侏罗系上统第三岩组（J33）、第三系上新统（N2）、第四系上更新统风积层（Q32eol即马兰黄土）、第四系全新统冲积层（Q4al）及燕山期侵入细粒花岗岩（γ52-1）。工程区抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度值为0.15g。

工程区地下水类型为松散堆积层孔隙潜水，含水层岩性为砂卵砾石层，水位埋深大于10米，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。

3 堤防工程地质条件及评价

工程自新城区AI-I橡胶坝下游至锡伯河与阴河的汇河口，总长4016m，右岸堤防起止点桩号0+000-4+016。勘察布置：1条纵向剖面线Y1-Y1'，3条横向剖面线H1-H1'、H2-H2'和H3-H3'，钻孔17个，总进尺212.5m，横向剖面线上堤内、堤外各布置一个钻孔，目的是查明本次治理段地形地貌、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。

3.1 堤身工程地质条件

该段堤防于2008年进行投资建设，防洪标准为50年一遇，堤防高5.98-6.37m（滩面以上）不等，设有4-40m不等宽景观平台（1+395-1+890段没有平台，迎水坡上部为草皮护坡，迎水坡下部为钢筋混凝土护坡），景观平台上部边坡为1：3，草皮护坡，堤顶宽为7 m，堤顶中间设3.15m宽5cm厚砼彩砖路面，下铺设20cm砂砾石路基层。堤防复式断面平台之下采用半缝钢筋砼护坡，护脚采用2m高浆砌石挡土墙。

堤防破损情况：（1）堤顶中间彩砖路面和平台上的彩砖地面大部分已破坏，砖面破碎严重。（2）平台以下钢筋混凝土护坡部分已经发生冻胀破坏，钢筋混凝土板块发生隆起变形，高度为7-10cm，板块出现裂缝，变形中施工缝表面呈张开状态，由于一些变形板块位移下滑，与其上部未变形板块间产生缝隙。（3）堤防1+950-2+870段出现滑坡，在堤顶彩砖路面上靠近迎水坡一侧，堤身出现一条纵向裂缝，裂缝宽度为0.5-6cm。

根据野外钻探及室内试验，堤身填筑土组成主要为粉土和圆砾。局部0+000-3+000段堤身填筑土组成主要为粉土，黄褐色，稍密-中密状态，厚度4.5-5.7m，粉土主要物理力学指标[1]：天然含水量12.4%，比重2.65，干密度1.62g/cm3，塑性指数7.4，渗透系数建议值4.3×10-4cm/s，内摩擦角建议值22°；3+000-4+016段堤身填土组成上部主要为含细粒土砂，浅黄色，稍密-中密状态，厚度3.9-6.1m，含细粒土砂主要物理力学指标建议值：天然含水量7.4%，比重2.67，干密度1.68g/cm3，渗透系数建议值7.3×10-3cm/s，内摩擦角建议值28°；0+000-1+750段堤身在粉土层下面分布一层级配不良圆砾，灰褐色，中密状态，厚度0.7-2.3m。

3.2 堤基工程地质条件

堤基位于锡伯河右岸一级阶地上，地质条件简单，由第四系洪、冲积堆积组成，堤基地质结构类型大部分为粗粒土单一结构，在2+500-4+077段堤基内有一薄层粉土，厚度0.6-1.1m，在勘探深度内所见地层为以下两种。

（1）含细粒土砂：浅黄色，中密状态，稍湿，厚度1.4-4m，含细粒土砂主要物理力学指标建议值：天然含水量11.6%，干密度1.85g/cm3，渗透系数建议值5.4×10-3cm/s，内摩擦角建议值28°，承载力特征值建议取为120kPa。

（2）级配不良圆砾：灰褐色，中密状态，稍湿，埋深5.3-9.1m，未揭穿该层，砾石磨圆度一般，砾石成分玄武岩、花岗岩、凝灰岩，该层分布较连续，级配不良圆砾主要物理力学指标建议值：为天然含水量10.3%，比重2.66，干密度1.65g/cm3，渗透系数建议值2.7×10-2cm/s，内摩擦角建议值36°，承载力特征值建议取为350kPa。

3.3 渗透变形分析

堤防建于第四系全新统冲积层上，地层岩性分别为含细粒土砂和圆砾。

（1）对于含细粒土砂渗透变形进行判别，根据典型颗分曲线，含细粒土砂是不均匀系数小于5的粗粒土，土的渗透变型类型为流土型，建议土的允许比降取值为0.25。（2）对于圆砾的渗透变形进行判别，圆砾的不均匀系数大于5，根据典型颗分曲线，确定土的细粒含量，经计算土的细粒含量PC小于25%，土的渗透变型类型为管涌型，建议土的允许比降取值为0.1。

3.4 地震液化评价

堤防所在地层内没有大的地质构造存在。区域地震设计烈度为Ⅶ度，设计地震动峰值加速度为0.15g。工程正常运用后，地下水位以上的非饱和土，可判为不液化。根据野外勘察，钻孔未揭露地下水，因此，堤基土层不会产生液化现象。

3.5 堤基冻胀性评价

堤防所在区历年最大冻土深度2.01m，最冷月平均气温-10.4°。本次勘察期间，地下水埋深大于10m，锡伯河属于季节性河流，堤基岩性分别为含细粒土砂和圆砾，各岩土层含水量较低。根据地基土的颗粒组成，含细粒土砂粒径小于0.075mm的土粒平均含量为5.19%，小于10%；圆砾粒径小于0.075mm的土粒平均含量为2.64%，小于10%，因此堤基各岩性为不冻胀性土，可不考虑发生冻胀性破坏。

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：区域内断裂构造规模较大者在地表无明显地痕迹，但有较明显地方向性，对工作区构造稳定性起控制作用的主要断裂有：赤峰-老府大断裂、赤峰-穆家营子断裂。工程区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，堤基地层为不液化土层。堤防属于中等透水，建议加高培厚后，对堤防进行防护处理。堤基岩性为中等～强透水性岩层，堤基存在渗漏问题，因此设计应根据行洪时段，全面考虑防渗措施。堤基为不冻胀性土，可不考虑发生冻胀性破坏。项目区附近地表水对混凝土均为无腐蚀性。

参考文献

[1]毛魁智，朱倩.北屯城市防洪工程堤防设计[J].甘肃水利水电技术，2012，48（2）：41-43.

作者简介：郑晓瑞，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。