辽宁省细河阜蒙县河段治理工程地质条件探析

2016-05-23董丽秋

地下水 2016年2期

关键词：河道整治工程地质水文地质

董丽秋

(辽宁省阜新蒙古族自治县凌河保护区管理局，辽宁阜新 123100)

辽宁省细河阜蒙县河段治理工程地质条件探析

董丽秋

(辽宁省阜新蒙古族自治县凌河保护区管理局，辽宁阜新 123100)

[摘要]细河是流经阜新市的主要河流，是大凌河下游左岸最大支流，本次细河阜蒙县段治理河段范围为长哈达河汇流口至阿金大桥段及东梁铁路桥至包家窝铺段。文章分析了细河阜蒙县境内综合治理工程的区域地质概况和工程地质条件，通过对治理工程的工程地质条件等分析及评价可以看出该段地质条件简单，无不良地质现象发育，工程地质条件良好，堤基工程地质条件类型为B类，岸坡为基本稳定型，适宜修建堤防工程。

[关键词]河道整治；工程地质；水文地质；条件分析

1概况

细河是流经阜新市的主要河流，是大凌河下游左岸最大支流，发源于阜蒙县阜新镇的骆驼山西麓，流经阜新镇、新邱区、阜蒙县城、阜新市区，经东梁、伊吗图、于清河门区蔡家屯入义县境内，在义县复兴堡汇入大凌河[1]。全长113 km，总流域面积2 932 km2。细河在阜新境内流域面积2 290 km2，河长98 km。本次细河阜蒙县段治理河段范围为长哈达河汇流口至阿金大桥段(1.48 km)及东梁铁路桥至包家窝铺段(1.31 km)。工程位置控制流域面积分别为：长哈达河汇流口以上流域面积182.18 km2，伊吗图河汇流口以上流域面积868.4 km2。

2区域地质状况

2.1地形地貌

阜新市区所处地貌类型为断陷盆地内冲积平原，该勘察河段所处微地貌为山前平原交接洼地，场区地形东高西低，该河流由东向西汇入大凌河。

2.2区域地质概况

该区古地貌为一地堑型断陷盆地，盆地内部岩性自下而上依次沉积为中侏罗统蓝旗组、下白垩统义县组火山岩；下白垩统九佛堂组、阜新组，中白垩统孙家湾组的一套碎屑沉积岩。一般厚度大于150 m。太古界老地层只在盆地边缘出现。自中白垩纪以后，本区一直处于地壳上升阶段，故缺失第三纪及第四纪早期、中期地层。第四纪晚期地壳呈间歇性上升趋势，故第四纪晚期及全新世沉积地层直接覆盖于中白垩纪地层之上。根据区域地质勘察资料本区无活动断层通过[2]。

2.3细河沿岸地层岩性

(1)中生界上侏罗统义县组(J3Y)。该段为中基性火山喷发岩系，主要为安山岩，玄武质安山岩及集块岩，凝灰岩，灰色细砂岩，深灰色泥岩底部为砂砾岩等，主要出露在勘察区西南侧，闾山北麓余脉冲沟中[3]。

(2)中生界下白垩统沙海组(K1sh)。该层组全区发育，按岩性，古生物特征分为四段由下而上分为：

沙一段：以灰绿色砾岩、砂岩为主，灰色粉砂岩及泥岩，该段为灰白色角砾岩、砂砾岩，滚园度差。地层厚度约180 m左右。

沙二段：以灰白色、灰色、紫红色、褐色角砾岩，砂砾岩为主，砾石以花岗片麻岩，石英岩为主。

沙三段：下部为灰及灰黑色砂岩、细砂岩、粉砂岩及砾岩组成，含有数层不可采薄煤层，上部以灰及灰黑色泥岩、粉砂岩为主，浅灰色，灰白色砂岩、粗砂岩及砾岩共含三个煤组。17个分层，6个可采煤层，一煤组上部含有丰富的软体动物化石及植物化石，该层段厚约55～500 m，平均厚为380 m。

沙四段：下部为灰黑色、灰白色砂岩，分选差，含有浅水喜温软体贝壳化石。中部为水下泥石流，厚层砾岩层，砾径大，分选差，磨园度中等，基底式胶结砾石为花岗片麻岩，花岗岩砾，矽质灰岩等，胶结致密坚硬，厚度在20～150 m。上部灰黑色，黑色粉砂岩、泥岩为一套厚层浊积岩，含油和天然气，并有一套明显的复理石结构的薄层砂岩(白色)粉砂岩、泥岩(黑色)组成黑白色色卷层理。在黑色块状泥岩中含有大量的螺化石。层段厚度为300～720 m，平均厚度为500 m。

(3)中生界下白垩统阜新组((K1f)。该组根据岩性特征可分上、中、下三段。下段为灰白色浅灰色砂岩，砂质泥岩为主，灰色粗砂岩及蓝色砂岩，并含有大量的软体动物化石及砾岩。中段为浅灰色泥岩，白色、灰白色砂岩，含有太平层群，高德层群可采煤层。上段为灰、灰绿、灰白色泥岩，粉砂岩及砾岩，该层段厚度为160～420 m左右，平均为260 m。

(4)中生界下白垩统孙家湾组(K1S)。该段以紫色、杂色砂砾岩为主，砾石以花岗片麻岩、石英砾为主，下部为灰绿色砂岩、粉砂岩。粉砂岩中含石英颗粒。该段厚度为3～250 m，平均为90 m，胶结松散[4]。

(5)新生界第四系(Q4)。上部为砂土、粘土、粉土、表土，下部为砂、砾石，厚度约为1～20 m，平均为18 m。

2.4地质构造

阜新盆地为典型的陆相断陷盆地，东西两侧的盆缘断裂是盆地的一级构造。盆地次一级构造以褶皱为主，从北向南依次有新邱～哈拉哈背斜、刘家～王营子向斜、东梁～清河门背斜、李金～九道岭向斜，这些褶皱呈北东向雁行式排列。两条盆缘断裂均向盆地内倾斜，呈阶梯状，中央相对下降，边缘相对抬升。盆地内次一级断裂构造主要有4组，即NNE、NEE、NW、NNW向，这4组断裂构造对地层、煤层均有一定影响，由于这4组断裂也将阜新煤田划分成若干井田[5]。

2.5地震及区域稳定性

阜新市地处弱的地震活动带，历史上没有大的地震记录。1988年2月25日在阜新县旧庙乡发生过5.2级地震一次，其他阜新外围地区如：义县，北镇，红帽子乡，福兴地乡一带曾发生过轻微地震，震级均在3级以下，共17次。矿震时有发生，阜新地区地震基本裂度为7度。该市抗震设防烈度6度，设计基本加速度值0.05 g，设计分组第一组，设计特征周期0.35 s。该区无活动断层通过，地震发生频率及震级均较低，且无不良地质现象分布，区域稳定性较好[6]。

2.6水文地质条件

(1)气候特征。阜新地区受西伯利亚和内蒙古气象控制属典型大陆性气候，夏季最高气温在38℃，冬季最低气温在-20℃，年平均气温7.5℃，其特点是温差大、气候干，近年来冬季气温明显升高。全年平均降水量为510 mm左右。7、8月份雨量较大，也是相对湿度最大的月份，可达79%。2月份是相对湿度最小的月份为49%。阜新地区风势大，风期长，冬季为西北风，夏季多为西南风春季为风沙季节，秋季次之，最大风力可达7～8级。冻结深度一般为1～1.5 m，冻结开始为十一月中旬，解冻期由3月开始到四月末，初霜期在9月下旬，最后一次在4月下旬。

(2)地下水。场地地下水类型为潜水，无承压含水层。根据临近场地水质分析资料该河段地下水对混凝土有弱腐蚀性。细河阜蒙县段地下水位勘查成果见表1。

表1　细河干流段地下水稳定水位表

3工程地质条件

3.1堤防及河道整治工程地质条件

3.1.1地层结构

本场区勘察深度范围内，地基土自上而下分为如下5层。

1层杂填土：杂色，稍湿，松散，以垃圾及砂土充填，分布范围在场地东北角，只有KT5、KT10、KT11、KT12、KT13、KT14、KT25、KT29、KT31勘探点存在。厚度为1.00～3.60 m，平均2.30 m。

2层耕土、KT粉土：黄褐色，稍湿，松散～稍密，含有植物根系。只有KT6、KT16、KT18、KT27存在，厚度1.00～1.40 m，平均厚度1.20 m耕植土只有KT1、KT2、KT3、KT4、KT6、KT7、KT9、KT15、KT17、KT18、KT19、KT21、KT22、KT23、KT24、KT28存在，厚度为0.30～0.60 m，平均0.45 m。

3层细砂：土黄色、稍湿-湿、稍密、颗粒级配不均，主要成分：长石-石英、棱角状，勘探点除KT1、KT5、KT9、KT11、KT12、KT13、KT14、KT25、KT30外其他勘探点均有，厚度为0.40～4.00 m，平均厚度2.20 m。

4层砾砂：棕黄色，湿～饱和，中密～密实，颗粒级配较均，主要成分：长石～石英，棱角状。厚度为7.00～12.10 m，平均9.55 m。

5层强风化砂岩：棕黄色，上部棕黄色风化裂隙很发育，结构大部分已破坏，手捏呈块状、矿物成份显著变化，随着深度增加，风化程度逐渐减弱至微风化。下部为深灰色、本厂区有KX4、KX10号孔进行泥浆护壁回转取岩芯钻进，该层未穿透。KX4孔深26.00 m，KX10孔深27.00 m，均达到新鲜岩未风化层[7]。

3.1.2场地各类岩土物理力学性质

该勘察场地主要由细粒土和砂粒土组成，其中：杂填土、耕植土、粉土、稍湿，松散，强度较低。细砂层、土黄色，稍湿～湿、稍密～中密、颗粒级配不均、力学性质较好。砾砂层颗粒级配较均、物理力学性质较好。湿～饱和，中密～密实[8]。

3.2勘察场地土的渗透特性

该勘察场地共进行勘探点的50%注水试验、孔号为双则进行注水试验，钻孔直径为127 mm，套管直径为108 mm，试验段为细砂、砾砂。通过试验其细砂的渗透系数为3.6×10-3cm/s，砾砂的渗透系数为2.45×10-2。

3.3无粘性土水力比降

根据土工试验，该勘察场地细沙的允许水力比降J允=0.203，临界水力比降Jcr=0.406；砾砂的允许水力比降J允=0.258，临界水力比降Jcr=0.516。

3.4地层承载力

根据土工试验、标贯、重探测试统计结果，细砂承载力特征值为140 fak(KPa)，压缩模量建议值为5.87 Es(MPa)，变形模量建议值为12.20E0(MPa)；砾砂承载力特征值为260 fak(KPa)，压缩模量建议值为16.6Es(MPa)，变形模量建议值为21.2E0(MPa)。

3.5堤基工程地质条件分类

根据本次勘察地质资料，该场地两岸均无提防，基底主要为砂粒土，呈稍密～中密状态，分布连续，厚度稳定，强度较高，不易出现崩岸、滑动与沉降变形等工程地质问题，地基较为稳定。根据《堤防工程地质勘察规范》SL188-2005，综合评价该勘察场地工程地质条件类型为B类，即基本不存在大的抗渗稳定问题、抗震稳定问题及特殊土引起的问题，局部地段存在抗渗变形问题，工程地质条件较好[9]。

4结语

细河阜蒙县段治理河段工程区地震基本裂度为6度，对建筑物的地震液化影响较小，可不予考虑。工程区工程地质条件简单，无不良地质现象发育，工程地质条件较好，适宜堤坝修建。堤基工程地质条件类型为B类，岸坡为基本稳定型。由于新建堤防利用河道两侧高滩地表层开挖土，筑堤土料不均，土质较差，应采取坡面防护措施，以满足行洪要求。

参考文献

[1]任妍儒.节水增粮项目地质及水文地质条件分析[J].水利规划与设计.2014(10)：37-38+61.

[2]段许平，刘润，钱圣.工程地质勘察中水文地质问题的必要性分析[J].城市建筑.2013(04).

[3]贾爱玉.生态水利设计理念在城市河道治理美化工程中的应用[J].水利技术监督.2012(05)：60-62.

[4]裘江海.河岸景观设计理念初探[J].水利规划与设计.2004(03)：26-28.

[5]惠帅先，王培寿.河道整治规划设计中生态理念的应用[J].水资源开发与管理.2015(01)：37-40.

[6]常士骠，张苏民.工程地质手册[K].中国建筑工业出版社.2007，02.

[7]李广诚，司富安.堤防工程地质勘察与评价究[M].中国水利水电出版社.2004.

[8]赵宇.黛螺顶河道治理景区工程地质评价[J].山西水利.2012(06):32-33.

[9]王心.女儿河治理工程地质与水文地质分析[J].黑龙江水利科技.2014(11).

[中图分类号]P642.4

[文献标识码]B