荒地鎮防洪工程地質條件分析與評價

萬宏偉

（新疆永嘉工程咨詢有限公司，烏魯木齊830000）

1 項目概況

新疆葉爾羌河為我國最大的內陸河塔里木河的源流之一。該河年徑流大，洪枯流量相差懸殊，洪峰流量大，1961 年實測洪峰流量6270m3/s，據調查歷史最大洪峰流量9140m3/s。

中下游平原地區現有的防洪工程設施簡陋，抗洪能力低，防汛任務很重，每年都要投入大量人力物力進行防洪，洪災損失大。

荒地鎮防洪堤項目范圍為目前防洪工程十分緊迫的葉爾羌河干流的平原區河段，防洪區長1.5km。此段河道縱坡平緩，接近河道穩定坡降。河床為粉細砂，寬2000～3000m，河岸又多為砂土或亞砂土，在洪枯流量變幅極大的運行條件下，沖淤變化劇烈，河道游蕩性大。本文通過該段工程地質進行分析，可為防洪堤防工程提供基礎參數，供同行借鑒。

2 防洪區工程地質條件

葉爾羌河防洪河段從出山口以下莎車縣喀群鄉恰木薩村至巴楚縣境內的艾里克塔木渠首河段，總長352.14km?；牡劓偡篮楣こ讨饕挥跊_洪積平原區，該河段長1.5km，河床逐漸變寬，較平坦，河谷寬2～3km，河道縱坡1/2611，兩岸主要發育Ⅰ級階地，階面比河床高1.0～1.5m，Ⅱ級階地遠離河主河道0.1～0.3km，局部河段0.8km，Ⅰ、Ⅱ級階地上多為耕地，河漫灘在枯水期高出河水面0.5m左右，在洪水期均被淹沒。該段河道內巖性以細砂、粉砂、粉土等為主，其抗沖蝕能力較差，河道主流游蕩不定，河岸彎曲。

2.1 地質構造與區域穩定性

工程區內出露的地層巖性主要為第四系，地震基本烈度為7 °，防洪工程區一帶無區域性斷裂和活動斷裂通過，地震活動稀少，地表構造形跡不明顯，僅發育幾條隱伏斷裂，總體地質構造簡單，屬構造相對較穩定地區。

2.2 水文地質條件

防洪工程位于葉爾羌河流域山前沖洪積傾斜平原區，工程區南部為終年積雪的昆侖山，大量冰雪融水是本區地表水、地下水的充足補給源。據調查，枯水期沖洪積傾斜平原區地下水埋深3～10m，沖洪積細土平原區地下水埋深1.5～3.0m。

2.3 巖土物理力學參數及建議值

工程區第四系廣泛分布，主要為細顆粒。本次根據河段沿線分布的地層巖性條件，結合試驗成果，提出工程區各地層物理力學指標地質建議值如表1，表2。建議地基承載力粉細砂取80～110kPa，粉土取90～100kPa，黏土取120～140kPa；臨時開挖邊坡水上取1∶1.5～1∶1.75，水下取1∶3.0。

表1 各地層物理力學性指標地質建議值

表2 工程區各巖（土）體邊坡地質建議值

3 存在地質問題及處理措施

3.1 地基土滲透及滲透穩定

工程區沿線出露地層巖性分別有：中細砂、粉細砂等。由顆分成果可知，堤基粉砂層的不均勻系數Cu=3.18，壩基含細粒土砂層的滲透破壞形式為流土型。

流土型的臨界水力比降按下式進行計算：

式中 Jcr為土的臨界水力比降；Gs為土粒比重，取2.69；n為土的孔隙率（%）；則Jcr=0.96。

計算結果表明，工程區土粒產生滲透變形的臨界水力比降為0.96。發生流土破壞的地層，其安全系數取2.0，土的允許水力比降J允等于土的臨界水力比降Jcr除以安全系數，因此產生滲透變形的建議允許水力比降為0.48。

3.2 地震液化

經計算分析，工程區深度9.0m以上粉細砂、中細砂均為可液化土，等級為輕微；9.0m以下粉細砂、中細砂均為不液化土。防洪堤中細砂及粉細砂的液化指數Ile分別為4.7，8.6。對照地震液化等級，判斷中細砂層地震液化等級為輕微，粉細砂地震液化等級為輕微，均可不采取抗液化處理措施。

3.3 沖刷穩定

工程區洪水期水流將對河岸形成沖刷侵蝕，其類型為下蝕+側蝕的侵蝕類型，岸坡沖蝕破壞劇烈，水土流失較嚴重。兩岸岸坡及防洪堤基礎均存在沖刷穩定問題，設計應采取抗沖刷處理措施。

3.4 土的凍脹

工程區內粗顆粒地層稀缺，防洪堤基本采用就近粉細砂或粉土、黏土作為填筑料使用。據調查，工程區凍土深度一般0.5～0.7m之間，最大凍土深度0.8m。設計須考慮其凍脹性對防洪堤襯砌邊坡的破壞，采取相應的防凍脹處理措施。

3.5 環境水的腐蝕性

對葉爾羌河河水及防洪段沿線地下水取樣進行水質分析試驗，河水樣中硫酸根離子含量小于250mg/L；氯離子CL－含量小于100 mg/L。地下水樣中硫酸根離子含量大于500mg/L； 氯離子CL－含量100～500mg/L之間。試驗結果表明，地表水對普通水泥無腐蝕性，地下水對普通水泥具中～強腐蝕性，對混凝土中的鋼筋有中～強腐蝕性。

3.6 土的腐蝕性

3.6.1 對混凝土結構腐蝕性

3.6.2 對鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕性

根據堤基土土化學成份分析成果，防洪段堤基土Cl－平均含量在311～4719mg/kg，平均值2614mg/kg，防洪段堤基土對混凝土結構中鋼筋具中等腐蝕性。

4 結語

（1）葉爾羌河防洪工程區一帶無區域性斷裂和活動斷裂通過，地震活動稀少，地質構造簡單，屬構造基本穩定地區，對應的地震基本烈度為7°。

（2）葉爾羌河防洪工程，沿線地層巖性以粉細砂層為主，局部分布有粉土、黏土層。粉細砂層9.0m以上為可液化土、9.0m以下不液化土，粉細砂、粉土地及黏土存在凍脹問題，基礎條件較差。該層滲透變形破壞形式為流土，應做好防滲處理，建議允許水力比降取0.48。

（3）防洪堤基本采用就近粉細砂或粉土、黏土作為填筑料使用，地基承載力粉細砂取80～110 kPa，粉土取90～100kPa，黏土取120～140 kPa。存在沖刷穩定問題，采取抗沖刷處理措施，臨時開挖邊坡水上取1∶1.5～1∶1.75，水下取1∶3.0。