文安洼蓄滯洪區工程地質評價

柳東亮

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津300250）

1 地形地貌

文安洼是海河流域重要的蓄滯洪區，屬于大清河蓄滯洪區之一，位于大清河系海河流域中部，西倚太行山、東臨渤海灣、北臨永定河、南界子牙河，涉及京、津、冀三省市，歷史上洪水災害頻繁。地處河北省文安縣、大城縣、任丘市及天津市的靜海境內，西北靠千里堤，東倚子牙河，南至津保公路，總面積1557km2。地貌類型屬于太行山東部沖洪積平原，地形平坦、開闊，洼內地勢整體略低。解放以來，經過幾次較大規模治理，已初步形成較完整的防洪工程體系，但滯洪區建設滯后、工程設施不全、安全建設不足，已成為防洪體系中的薄弱環節。

2 堤防工程地質

2.1 文安洼南圍堤

2.1.1 南趙扶排干右堤

南趙扶排干主要為挖方渠道，堤防矮，不連續，且不明顯，多被沿堤村落占據，無法準確判斷堤防走向。堤身土質不均勻，以壤土為主，局部為砂壤土。

根據地層成因、地質時代和地層巖性將堤基地層劃分為6層。

（2）②1粉土灰黃色，濕～飽和，土質較均勻。以透鏡體狀存在，厚度3.5m。

2.1.2 大城防洪圈圍堤

大城防洪圈圍堤除郝莊干渠堤防外，其余段為擬建堤。自南趙扶排干與劉家洼排干交點起始，到南趙扶排干與郝莊干渠交點終止，全長13.2km。

根據地層成因、地質時代和地層巖性將堤基地層劃分為6層。

2.1.3 南趙扶排干右堤

堤首堤防高3m，向下游逐漸不明顯，堤身不連續。一般堤頂高程5m。堤頂起伏差1m，局部超過5m。

堤身土體以壤土為主，壓實度0.77，壓實度偏低；堤身土體黏粒含量平均15%，塑性指數9.6，黏粒含量、塑性指數基本滿足規程要求。

根據地層成因、地質時代和地層巖性將堤基地層劃分為3層。

棕黃色～灰黃色，稍濕，可塑，局部粉粒含量較高。層底高程0～3.4m，層厚5m。分布普遍，厚度穩定，構成堤基直接持力層。

灰色～灰黑色，局部灰綠色，稍濕～飽和，可塑～軟塑，局部粉粒含量較高，局部夾薄層粉細砂，局部為泥炭。層厚6.8m，分布連續，厚度大。

褐黃色～棕黃色，局部灰黃色，濕～飽和，可塑。局部粉粒含量較高，局部可見銹染和鈣質結核。厚層2～7m，分布不連續，厚度變化大。

2.2 小白河右堤

2.2.1 106國道～小務橋上游

堤身土質不均，以壤土及黏土為主；壓實度0.87，壓實度偏低；塑性指數14.2，滿足規程要求；滲透系數9.1×10-5cm/s。

2.2.2 小務橋上游～口上橋下游

堤身土質不均，以壤土及黏土為主，局部為砂壤土；壓實度0.82，壓實度偏低；塑性指數15.6，滿足規程要求；滲透系數1.6×10-4cm/s。

2.2.3 口上橋下游～大王東橋上游

堤身表層為0.4m厚壤土，下部為粉細砂；干密度1.52g/cm3，孔隙比0.72，壓縮模量21MPa，中密實。因為粉細砂為無黏性土，所以其抗滲穩定和抗沖刷性能差。

2.2.4 大王東橋上游～大王東橋

堤身土質不均，以壤土為主，土質呈硬塑～堅硬狀態。土體壓實度0.81，壓實度偏低；塑性指數14.1，滿足規程要求。

2.2.5 大王東橋～彭耳灣東橋

堤身土質不均，以壤土及黏土為主，土體壓實度0.87，壓實度偏低；塑性指數13.0，滿足規程要求。

2.2.6 彭耳灣東橋～小堡支渠

堤身土質不均，以壤土為主，局部夾黏土。土體壓實度0.79，壓實度偏低；塑性指數12.9，滿足規程要求。

2.3 堤基工程地質條件及評價

根據地層成因、地質時代和地層巖性將堤基地層劃分為10層。

黃褐色，稍濕～濕，硬塑，局部夾砂壤土和黏土薄層。層底高程-0.75～2m，層厚1～6m。分布普遍，厚度較穩定，構成堤基直接持力層。

棕黃色，干～稍濕，土質較均勻。以透鏡體狀存在于第②壤土中，厚度約1m。

灰黃色，稍濕，可塑。以透鏡體狀存在于第②壤土中，厚度約0.9m。

淺黃色，稍密～中密。多以透鏡體狀與黏土伴生，厚度約1.5m。

棕黃色，濕，堅硬。多以透鏡體狀分布，單層厚度約1m。

灰色～灰黑色，局部淺灰色，稍濕，可塑。有機質含量較高，可見貝殼。層底高程-6.5～0.1，層厚3.4～8.5m，局部未揭穿。分布廣泛，厚度變化大，局部被同相砂壤土取代。

褐黃色～灰色，濕～飽和，中密～密實，上部含泥量較高。以透鏡體狀分布，單層厚度約2m。

褐黃色～灰黑色，稍濕，硬塑，局部夾細砂薄層。以透鏡體狀分布，單層厚2.8m。

棕黃色～灰黑色，濕，硬塑，土質較雜，夾粉砂及黏土薄層，局部夾泥炭。層底高程-2.3～-1.6，層厚2m。分布范圍較廣，層厚較穩定。

灰褐色～褐黃色，飽和，可塑～硬塑，局部夾黏土薄層。一般分布在高程-2.3m以下，分布廣，厚度穩定，最大揭露深度7m。

3 橋梁工程地質條件及評價

3.1 地質結構

地層巖性主要有：

（1）②壤土：褐黃色為主，局部灰綠色，稍濕，硬塑。銹染較重，黏粒含量較高，含鈣質結核，土質不均勻，分布廣泛，厚度變化較大。

（2）②1粉土：褐黃色，稍濕，可塑性差，局部夾壤土，呈薄層或透鏡體分布。

（3）②2砂壤土：灰黃色，飽和，可塑性差，局部夾壤土薄層，土質不均勻。

（4）②3粉砂：灰黃色，飽和，中密，砂質較均勻，粉粒含量較高。

（5）②4細砂：褐黃～灰黃色，飽和，中密，局部黏粒含量較高，微聚塑性，砂粒均勻，可見大型螺殼碎屑。

（6）②5黏土：紅褐色～褐黃色，濕，可塑～硬塑，微含姜石團塊。

地層巖性主要有：

（2）③1粉土：棕黃色，稍濕，稍密，局部夾粉薄層。

（3）③2粉砂：棕黃色，濕，中密，局部含泥量較高，以透鏡體狀分布，單層厚1m。

地層巖性主要為④壤土。局部夾④2粉砂、④3細砂及④4黏土薄層。

最大揭露厚度7.5m，未揭穿。巖性主要為⑤壤土，棕黃色，飽和，可塑，粉粒含量較高，局部夾粉土層，偶見貝殼。

厚度未揭穿，巖性主要為⑥壤土，棕黃色，飽和，可塑，黏性較強，局部夾姜石和黏土薄層。

4 穿堤建筑物工程地質條件及評價

4.1 地質結構

地層均為第四系全新統的沖洪積、湖沼積層，巖性有壤土、砂壤土、黏土及粉砂等。

層底高程-5～1m，單層厚度2.7～9m。巖性主要為②壤土，棕黃色，稍濕，可塑，局部粉粒含量較高；②1粉土，灰黃色，濕～飽和，土質較均勻。以透鏡體狀存在，厚1m。

層底高程-14～-2m，層厚1～9.5m。巖性主要為③壤土灰黃色～灰色，濕～飽和，可塑。局部粉粒含量較高，夾粉砂薄層，局部有機質含量較高。

巖性主要為第④層壤土，褐黃色～棕黃色，局部灰黃色，濕～飽和，可塑。局部粉粒含量較高，局部可見銹染和鈣質結核。層厚2～7m，分布不連續，厚度變化大，未揭穿。

厚度未揭穿，巖性為第⑤層壤土，灰黑色～灰色，濕，可塑，其中10～10.5m為泥炭。僅在AQTXFH孔揭露，最大揭露厚10m。

4.2 工程地質評價

4.2.1 環境水、土腐蝕性

4.2.1.1 環境水腐蝕

（1）南趙扶上游防洪閘、安慶屯下游防洪閘附近地表水對普通混凝土具有強腐蝕性安慶屯下游防洪閘附近地表水對普通混凝土具弱腐蝕性

（2）南趙扶上游防洪閘附近地表水對混凝土結構鋼筋具中等腐蝕性（CL3）；其余地表水對混凝土結構鋼筋具有弱腐蝕性（CL-）。

4.2.1.2 地基土腐蝕

（4）安慶屯上游防洪閘、安慶屯下游防洪閘地基土對混凝土鋼筋和鋼結構均具有微腐蝕性（Mg2+，

4.2.2 砂土液化

經過標貫試驗，初步判定郝莊泵站地基粉土為液化土。建議對液化土層采取適當的處理措施。

5 天然建筑材料

5.1 料場概況

小白河右堤、任河大干渠左堤及文安洼南圍堤的筑堤土料場分別選在其堤身外側50～250m的范圍內，與堤防平行，呈帶狀分布，寬度200m（局部堤段的堤身外側有村莊或樹木，可從附近堤段調土）。料場范圍內大部分為耕地。

料場位于沖擊平原區，地形總體比較平坦，地層比較穩定，起伏變化較小，勘探點間距2～4km。取土深度按2.0m考慮；范圍內未見地下水，土料開采不受地下水影響。

5.2 土料質量

取土深度2.0m范圍內，小白河右堤筑堤土料的巖性以壤土為主，局部為砂壤土，口上橋下游0.2km～大王東橋上游1.5km范圍內為粉細砂； 任河大干渠左堤筑堤土料的巖性以壤土及黏土為主，局部黏土黏粒含量偏高 （探坑RTK4附近土料黏粒含量43.3%～51.0%），建議施工時對黏粒含量過高不易壓實的土料予以剔除；南趙扶排干右堤筑堤土料的巖性以壤土為主，局部為砂壤土（大保干渠東150m處的土料黏粒含量5.1%，施工時應盡量放于堤身內部，以防雨水沖刷剝蝕）。本工程對土料評價提出以下建議：

（1）土料塑性指數、滲透指數、有機質含量、易溶鹽含量、最大干密度和PH值等試驗指標均滿足規程要求，可作為堤身填筑土料。

（2）黏粒含量大部分滿足規程要求，局部堤段筑堤土料的黏粒含量偏低或偏高，施工時應盡量將黏粒含量偏低的土料放于堤身內部，以增強堤防的抗洪水沖刷能力。黏粒含量較高的土料不易壓實，施工時應注意質量控制。

（3）勘探期間，筑堤土料的天然含水率受降雨及灌溉等因素的影響較為明顯，部分堤段的筑堤土料含水率與最優含水率相比偏高或偏低，施工時應現場測量土料含水率，根據含水率的高低采取翻曬或灑水等措施，使其接近土料的最優含水率，達到最佳壓實效果。

6 結語

（1）南趙扶排干右堤。堤身土質不均勻，以壤土為主，局部為砂壤土。土體壓實度0.80，壓實度偏低；塑性指數8.7，基本滿足規程要求；滲透系數1.1×10-4cm/s，不滿足規程中均質壩的抗滲要求。

（2）大城防洪圈圍堤。堤身土質不均勻，以壤土為主，有黏土夾層。土體壓實度0.71，壓實度偏低；塑性指數15.6，滿足規程要求；滲透系數1.0×10-4cm/s，不滿足規程中均質壩的抗滲要求。

（3）南趙扶排干右堤。堤身土體以壤土為主，壓實度0.77，壓實度偏低；堤身土體黏粒含量平均15%，塑性指數9.6，黏粒含量、塑性指數基本滿足規程要求；滲透系數1.9×10-4cm/s，不滿足規程中均質壩的抗滲要求。堤身不連續，需補缺修復。

（4）小白河右堤。堤身由開挖河道的棄土堆填而成。土質較雜，巖性主要為壤土，局部夾黏土及砂壤土，堤段由于人為取土使得堤身殘缺不齊。筑堤土壓實度0.79～0.87，壓實度偏低；塑性指數12.9～15.6，滿足規程要求；滲透系數1.6×10-4～2.4×10-5cm/s，局部堤段不滿足規程中均質壩的抗滲要求。