拉馬河（鐵嶺縣段）地質(zhì)勘察及評價

徐連田

（昌圖縣水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 昌圖 112599）

1 概 況

拉馬河位于遼寧鐵嶺境內(nèi)，為遼河流域右岸的一級支流，發(fā)源于遼寧法庫縣慈恩寺鄉(xiāng)，流經(jīng)遼寧的鐵嶺縣和法庫縣兩縣，河流全長61km，流域面積為733km2，河道平均比降0.773‰。目前，拉馬河（鐵嶺縣段）河道防洪標準不足10a 一遇，經(jīng)過多年運行，局部沖刷造成堤段坡比不滿足要求，同時，居民在河道兩岸及周邊開墾農(nóng)田、種植作物等，縮窄河道行洪斷面，對拉馬河（鐵嶺縣段）兩岸各村落造成威脅，影響兩岸人民生命財產(chǎn)安全，汛期危及阿吉鎮(zhèn)各村百姓的人民生命財產(chǎn)安全。因此，從地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展對防洪的要求及生態(tài)需求來看，鐵嶺縣拉馬河（鐵嶺縣段）防洪工程建設(shè)迫在眉睫。

本工程治理范圍為拉馬河入遼河河口至東拉馬河子河上游河段，治理長度6 460m（K0+000～K6+460）。其中：左岸樁號Z4+551～Z5+886段，堤防采取加高培厚型式，施工長度1 335m，頂寬3m，迎水坡比值為1∶2.5，背水坡比值為1∶2.5;左岸樁號Z0+974～Z5+886段，修建長度4 912m；右岸樁號Y0+555～Y2+917段，該段為民堤，本次工程對其堤腳進行防護，不改變現(xiàn)狀岸線，堤腳設(shè)置雙層疊籠，上層固濱籠尺寸為0.5m×0.5m，下層固濱籠尺寸為1.0m×1.0m，修建長度2 362m；右岸樁號Y3+858～Y5+741段，堤防采取加高培厚型式，堤頂寬為3m，迎水側(cè)坡比1∶2.5，背水側(cè)坡比1∶2.5，修建長度1 883m；右岸樁號Y3+858～Y5+741段，堤頂設(shè)置0.2m厚砂石路面，坡比1∶2.5，修建長度1 883m。

考慮勝利河河口段及河口對岸的防沖防護、河道轉(zhuǎn)彎處水流對堤防的沖擊，堤防迎水側(cè)采用生態(tài)格網(wǎng)護坡，其中左岸護坡長度1 335m（Z4+551～Z5+886），右岸護坡長度1 883m（Y3+858～Y5+741）。迎水側(cè)堤腳處設(shè)1.0m×1.0m固濱籠，保持水上、水下防護工程的穩(wěn)定，固濱籠以上進行削坡，設(shè)計坡比1∶2.5。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

勘察區(qū)位于阿吉鎮(zhèn)西南側(cè)，勘察河道長6.46km，走向由北流向南，為灘槽分明的復式河槽，上部為梯形斷面，目前水上無攔水構(gòu)筑物。勘察段河床位于平原區(qū)，堤防原始形態(tài)完好，堤防臨水坡無護坡，河道因多年未進行徹底治理，河道淤積較嚴重，堤防局部缺失、低矮，多年風吹雨蝕已造成堤防斷面變小，上述原因致使河道的防洪標準大大降低，泄水能力下降，為了保護沿河居民的生命和財產(chǎn)安全,決定對該段堤防進行綜合治理。

2.1 勘察目的、任務(wù)

本次調(diào)查的目的是了解河道控制段各巖土層的分布規(guī)律、物理力學性質(zhì)和參數(shù)[1-3]。工程區(qū)的水文地質(zhì)條件、可能存在的不良地質(zhì)作用，為工程設(shè)計、基礎(chǔ)選型及施工提供設(shè)計依據(jù)，其具體任務(wù)和要求如下：

1）調(diào)查區(qū)域地質(zhì)概況、地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、土壤類型等; 評價了各巖土層的物理力學性質(zhì)、各土層的厚度分布及其工程地質(zhì)特征，評價了岸坡的穩(wěn)定性和各巖土層的力學特性[4-6]。

2）查明河道的水文地質(zhì)條件，對地表水、地下水水質(zhì)的腐蝕性作出評價。

3）對岸坡的滲漏、對滲透穩(wěn)定性、抗滑穩(wěn)定性、飽和砂土液化、振動沉降、對沉降變形等工程地質(zhì)問題進行了評價，并提出了治理措施，并給出主要技術(shù)指標的經(jīng)驗值。

4）查明沿線岸坡有無不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，并提出防治建議。

5）查清區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造條件，對工程區(qū)場地的穩(wěn)定性作出評價，給出區(qū)段地震參數(shù)，提供區(qū)域的標準凍深。

6）對河道治理建設(shè)所需的天然建筑材料提出建議[7-9]。

2.2 地形地貌

調(diào)查地點屬河流沖積平原，地貌單元為沖積階地，地勢較為平坦，鉆孔海拔標高在58.78～63.74m之間，鉆孔最大高差4.96m。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震動參數(shù)

勘察區(qū)地處中朝準地臺（Ⅰ）、華北斷坳（Ⅱ）下遼河斷陷（Ⅲ）遼河斷凹（Ⅳ）的四級構(gòu)造單元中，勘察區(qū)無明顯斷裂構(gòu)造。

2.4 地層巖性

依據(jù)勘察鉆孔所揭示的各巖土層的分布及地層結(jié)構(gòu)特征，參考地貌單元劃分。該段覆蓋層均為第四系更新統(tǒng)，未揭露下伏基巖[10-12]。

2.4.1 堤身

巖性主要為素填土①：堤身均為土質(zhì)邊坡，灰褐色，主要由黏性土組成，含細粒土及少量碎石。厚度：2.20～3.50m，平均2.97m；層底標高：56.58 ～ 60.24m，平均58.99m ；層底埋深 ：2.20～3.50m，平均2.97m。

2.4.2 堤基

粉質(zhì)黏土、粉細砂、中粗砂。自上而下為如下6 層2 夾層：

粉質(zhì)黏土②：飽和，可塑狀態(tài)。厚度：2.30～19.30m，平均9.66m；層底標高：39.13～56.06m，平均48.92m；層底埋深：4.50～20.00m，平均12.00m。

粗砂②-1：濕，中密狀態(tài)。厚度：1.50～2.80m，平均2.15m；層底標高：50.93～52.74m，平均51.84m；層底埋深：8.20～11.00m，平均9.60m。

細砂③：濕～飽和，稍密狀態(tài)。厚度：5.50～7.50m，平均6.30m；層底標高：45.24～55.86m，平均5 0.42 m；層底埋深：6.0 0 ～18.5 0 m，平均12.57m。

中砂④：濕～飽和，中密狀態(tài)。厚度：5.00～6.20m，平均5.60m；層底標高：49.28～49.66m，平均49.47m；層底埋深：9.50～12.20m，平均10.85m。

粗砂⑤：飽和，密實狀態(tài)。厚度：7.80～10.50m，平均9.15m；層底標高：38.78～41.86m，平均40.32m；層底埋深：20.00～20.00m，平均20.00m。

粉土⑥-1：濕，中密狀態(tài)，中等壓縮性土。厚度：5.30～5.30m，平均5.30m；層底標高：44.86～44.86m，平均44.86m；層底埋深：18.50～18.50m，平均18.50m。

粉質(zhì)黏土⑥：飽和，可塑狀態(tài)，中等壓縮性土。

2.5 水文地質(zhì)條件

在調(diào)查過程中，每個孔洞都發(fā)現(xiàn)了地下水位，地下水位標高約為47.98～52.36m。埋藏類型為孔隙潛水，地下水主要賦存于沙層，主要由大氣降水和河水供給。豐水期可達地表面[13-15]。

2.6 物理地質(zhì)現(xiàn)象

本次勘察成果表明，拉馬河發(fā)育在沖積平原上，為侵蝕性河谷。河床低于兩岸，堤岸裸露。未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模岸坡坍塌、滑坡。豐水期以水土流失為主，較陡處堤岸易因雨水沖刷失穩(wěn)，歷史上未發(fā)生過潛蝕、管涌險情。

3 工程地質(zhì)條件

3.1 巖土體物理力學指標分析與選用

在本次調(diào)查中，通過現(xiàn)場滲透試驗和室內(nèi)巖土試驗獲得了巖土體的物理力學性能指標。其巖土體原位測試成果統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 原位測試試驗成果統(tǒng)計表

本次勘察堤身物質(zhì)組份基本相同，堤基物質(zhì)組份差異較大。

各土層主要物理力學指標統(tǒng)計，其結(jié)果見表2。

表2 巖土體主要物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計表

3.2 滲透穩(wěn)定性及砂土顆粒級配

3.2.1 堤身評價

堤身素填土：填筑土料主要為粉質(zhì)黏土，堤身素填土滲透系數(shù)平均值3.08×10-5，滲透性為弱透水；堤身內(nèi)不存在強透水層，尚未發(fā)現(xiàn)漏水問題；堤身土質(zhì)均勻性一般，物理力學指標差異不大。堤身較穩(wěn)定。堤身的構(gòu)筑材料主要為黏性土，抗?jié)B能力較強，抗沖刷能力較強[16]。

3.2.2 堤基評價

堤基土：粉質(zhì)黏土可塑狀態(tài)，中等壓縮性土，滲透系數(shù)3.60×10-5，滲透性為弱透水；細砂稍密狀態(tài)，滲透系數(shù)5.00×10-3，滲透性為中等透水；中砂中密狀，滲透系數(shù)2.00×10-2，滲透性為強透水；粗砂密實狀態(tài)，滲透系數(shù)5.00×10-2，滲透性為強透水。壩基較穩(wěn)定。堤基上層主要巖性為黏性土抗?jié)B能力較強，抗沖刷能力較強，僅底層粉砂存在滲透變形，土的工程地質(zhì)條件較好。

滲透系數(shù)分層統(tǒng)計結(jié)果詳見表3。

表3 滲透系數(shù)分層統(tǒng)計結(jié)果表

3.3 飽和砂土的液化判別

采用標準貫入法進行液化判別，根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，場地飽和砂土在Ⅶ度地震作用下不液化。

4 天然建筑材料

勘察區(qū)內(nèi)河道兩側(cè)地勢平坦，現(xiàn)多為耕地，無良好的天然建筑料場。現(xiàn)河堤大部分保存完好，只有各別地段堤身高度、厚度不足，需進行加高、培厚處理，經(jīng)與甲方、設(shè)計單位溝通，結(jié)合堤防治理材料用量較少，本著經(jīng)濟可行方案，建議就地取材，采用河道內(nèi)的清淤土體為筑壩材料。

勘察區(qū)河道內(nèi)上層土體為黏性土，無淤泥質(zhì)土和特殊土分布，天然狀態(tài)為軟塑，土質(zhì)符合筑堤材料要求。土的其他參數(shù)可參照土工試驗表。所需石材就近外購，石材標準按照《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)定》執(zhí)行。

1） 拉馬河堤防填筑材料采用堤內(nèi)取土，料場位于隋荒地大橋以北隋荒地村附近（K3+940～K5+730段）河漫灘。累計長度1 790.0m，平均寬度50.0m，表層0.5m 河漫灘淤土不可作為護岸材料，應(yīng)剝離。

2）石料：石料可從蔡牛鎮(zhèn)王千村石場運至施工現(xiàn)場，運距約25km。

3）粗砂：粗砂可從鐵嶺縣烏巴海村砂場運至現(xiàn)場，運距13km。

4）混凝土：采用商品混凝土，來源于新臺子鎮(zhèn)，運距30km。

筑壩材料物理力學指標見表4。

表4 料場粘性土體物理力學指標統(tǒng)計表

5 結(jié) 語

經(jīng)分析表明，該區(qū)域堤身及堤基工程地質(zhì)條件較好，未發(fā)現(xiàn)坍塌、滑坡、沖淤等不良地質(zhì)現(xiàn)象。勘察場地屬于河流沖積平原，地貌單元為沖洪積階地，地勢較為平坦，鉆孔海拔標高在58.78～63.74m之間，鉆孔最大高差4.96m。勘察期間各孔均見有地下水位，地下水位高程在47.98～52.36m 左右，埋藏類型為孔隙潛水。堤身及堤基工程地質(zhì)條件較好；未發(fā)現(xiàn)坍塌、滑坡、沖淤等不良地質(zhì)現(xiàn)象；區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好。