韶關市龍歸河治理存在的工程地質問題及治理措施探討

王友能

摘 要： 根據廣東省水利廳粵水規(guī)計〔2015〕8號《廣東省水利廳關于印發(fā)廣東省山區(qū)五市中小河流治理實施方案的通知》及《廣東省山區(qū)五市中小河流治理實施方案》，全省加強化中小河流治理。本文根據龍歸河存在的工程地質問題，重點從堤基、岸坡兩方面探討，提出一些解決中小河流治理的措施。

關鍵詞： 探討； 地質結構； 允許水力比降； 格賓石籠； 雷諾

1. 引言

龍歸河屬于珠江流域北江水系上游南水的一級支流，河流集水面積524km2，河長49km，河床平均坡降5.95‰，河流具有局部暴雨強度大、洪水突發(fā)性強、漲勢猛、洪峰流量大，極易造成堤基變形、岸坡坍塌等地質災害問題。在治理中，有針對性地進行施工，可以起到事半功倍的效果，并且影響著工程項目的成敗。

2. 堤基工程地質問題及治理措施

2.1 堤基地質結構

區(qū)內堤基典型的地質結構為：（1）人工堆積層，（2）粉質黏土，（3）砂卵礫石（局部夾含礫砂層）。

第（1）層人工堆積層主要為原已建土堤的堤身和漿砌石堤后填土，成分以砂卵礫石為主，土質較不均勻，稍密—中密，零星分布，透水性強，該層既是已建土堤堤身結構的一部分，又是堤基的一部分。

第（2）層粉質黏土又可為兩個亞層：A. 淤泥土，此層分布在低河漫灘地和河床，厚度0.1m～0.5m。以黏粒為主，夾少量卵礫石，含水量大，呈軟塑狀態(tài)。堤線上，本層出露很少。B. 細粒粉質黏土，此層分布在高河漫灘地和一級階地表層，厚度1m～2m。以黏粒為主，夾少量卵礫石，靠上部土質較疏松，含水量較少，呈稍濕潤狀態(tài)。靠下部土質一般呈中等密實狀態(tài)，土質含水量增多，呈潤濕、可塑狀態(tài)。透水性中等—弱。堤線上，本層分布出現頻繁，局部地段缺失。

第（3）層砂卵礫石屬于粗粒土，厚度大于10m，透水性強，構成堤基強透水層，分布在一級階地下部、河漫灘及河床，本層為區(qū)內堤基主要持力層，沿線均有揭露。

2.2 主要工程地質問題

當堤內逸出點滲透水力比降超過土體的臨界水力比降后，就有可能引起土體的滲透變形，這就是堤基主要工程地質問題。根據砂卵礫石顆分試驗，結合工程實際情況，參考同類工程勘察成果進行地質類比，提出了堤基各巖土層的允許水力比降經驗值。

人工堆積層主要為原已建土堤的堤身和漿砌石堤后填土，其成分砂卵礫石與河床砂礫相近，透水性好，主要屬于粗粒土，其滲透變形類型屬管涌型，建議允許水力比降經驗值J允許=0.18。

沖積層粉質黏土為細粒土，可塑，中密—密實，透水性中等—弱，其滲透變形類型屬流土型，建議允許水力比降經驗值J允許=0.45。

沖積層砂卵礫石，為基礎主要持力層，取樣分析，該層土的不均勻系數Cu>5，曲率系數Cc<1，級配不連續(xù)，細顆粒含量P<25%，滲透變形類型屬管涌型，建議允許水力比降經驗值J允許=0.18。

2.3 治理措施

經過幾年探討，區(qū)內堤基典型的地質結構治理措施為（1）人工堆積層，推薦采用臺階式（仰斜式、預制塊）砼護腳或格賓石籠護腳，基礎可置于土層中，但必須夯實。（2）淤泥土，開挖換填；細粒粉質黏土，推薦采用臺階式（仰斜式、預制塊）砼護腳或格賓石籠護腳，基礎可置于土層（3）砂卵礫石層中。推薦采用臺階式（仰斜式、預制塊）砼護腳或格賓石籠護腳，基礎可置于砂卵礫石層中。

3. 岸坡工程地質問題及治理措施

3.1 岸坡地質特征

區(qū)內依據岸坡巖土體性質、組合結構、抗沖刷能力及穩(wěn)定性，岸坡地質特征類型可分為以下主要三類：

第一類岸坡地質結構為（粉質黏土/砂卵礫石）：

（1）沖積層粉質黏土，可塑，稍密—中密，夾少量礫石，浸水飽和抗剪強度較低，透水性弱，屬于相對不透水層，厚度1m～2m。主要分布在階地表層及高漫灘，位于岸坡上部，抗沖刷能力差；

（2）沖積層砂卵礫石，中密—密實，表層密實度差，抗剪強度較高，屬強透水，厚度大于10m。主要分布在河床、漫灘及階地下部，位于岸坡中下部，其抗沖刷能力較粉土強。

本類型岸坡由沖積層粉質黏土、砂卵礫石組成。該類型巖土組合岸坡抗沖刷能力較差，屬于穩(wěn)定性較差岸坡，工程地質條件分類為3類，岸坡易失穩(wěn)破壞，需進行岸坡防護，見圖1。

第二類岸坡地質結構為（人工堆積層/砂卵礫石）：

（1）人工堆積層，主要為原已建土堤的堤身填土，厚度一般3m～5m，成分以砂卵礫石為主，其成分與河床砂礫石層相近，土質較不均勻，稍密—中密，零星分布，透水性強， 抗沖能力差，飽和抗剪強度較低。

（2）沖積層砂卵礫石，抗沖刷能力相對粉質黏土較強。

本類型岸坡主要由人工堆積層、砂卵礫石組成，該類型巖土組合岸坡抗沖刷能力較差，其穩(wěn)定性受水流條件控制，屬穩(wěn)定性較差岸坡，工程地質條件分類為3類，岸坡易失穩(wěn)破壞，需進行岸坡防護，區(qū)內少量河岸屬于第二類，見圖2。

第三類岸坡地質結構為（殘坡積土/基巖）：

（1）殘坡積層含礫粉質黏土，土質密實，透水性弱，屬于相對不透水層，厚度2m～5m不等，其抗沖刷能力較粉土強；

（2）基巖，埋藏較深，抗沖刷能力強。

本類型岸坡主要由殘坡積層及基巖組成，抗沖刷能力較強，其穩(wěn)定性受水流條件影響小，岸坡穩(wěn)定性較好，屬于基本穩(wěn)定岸坡，工程地質條件分類為2類，見圖3。

3.2 岸坡工程地質問題

第一、二類地質結構，在受河水迎流頂沖或深泓貼岸的河段，岸坡易失穩(wěn)破壞。且在汛期，岸坡外水位上升，岸坡內地下水位亦上升，岸坡粉質黏土土體飽水，抗剪強度降低，當岸坡外水位迅速下降時，岸坡土體由于透水性較弱，土體中的水不能及時排出，岸坡易坍塌。從現場坍塌調查情況分析，坍岸主要發(fā)生在河道凹岸或沖刷側的岸坡，且均以岸坡中上部沖積層粉質黏土坍落破壞開始，直至整體岸坡破壞。

3.3 治理措施

經過幾年探討，區(qū)內岸坡典型的地質結構治理措施為；第一、二類地質結構，根據河道凹岸或沖刷側的岸坡，選擇（1）格賓石籠+雷諾護坡、草籽護坡；（2）臺階式砼護腳+雷諾護坡、草籽護坡；（3）仰斜式砼護腳+雷諾護坡、草籽護坡其中措施之一。第三類地質結構可以不做治理。

4. 結束語

總而言之，龍歸河的堤基地質結構以粉質黏土、砂卵礫石的雙層結構為主，僅局部河道堤基是由人工堆積層、粉質黏土、砂卵礫石組成的多層結構。依據堤基巖土層物理力學性質，結合建基面要求，砂礫卵礫石為主要的持力層，本工程治理措施是新建臺階式（仰斜式、預制塊）砼護腳或格賓石籠護腳基礎置于砂卵礫石層中，需抗沖設防，才能滿足基礎沖刷要求。

第一類、第二類岸坡地質結構抗沖刷能力均較差，其穩(wěn)定性受水流條件控制，屬于穩(wěn)定性較差岸坡，工程地質條件分類為3類，受河水迎流頂沖或深泓貼岸的河段，岸坡易失穩(wěn)破壞，需進行岸坡防護整治。第三類岸坡抗沖刷能力較強，其穩(wěn)定性受水流條件影響小，岸坡穩(wěn)定性較好，屬于基本穩(wěn)定岸坡，工程地質條件分類為2類，可不做治理。

參考文獻：

[1] 常士驃. 工程地質手冊[M]. 中國建筑工業(yè)出版社， 2007.

[2] GB50487—2008， 水利水電工程地質勘查規(guī)范[S].

[3] 李廣誠， 司富安， 杜忠信. 堤防工程地質勘察與評價[M]. 中國水利水電出版社， 2004.

[4] 朱福文， 馮治國. 中小河流治理工程地質勘察的主要技術原則建議[J]. 水利科技與經濟， 2013， 19（5）：23-24.

[5] 鄧志雄. 公路工程地質勘察實例分析與探討[J]. 西部資源， 2015（3）：192-193.