黛螺顶河道治理景区工程地质评价

赵 宇

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

黛螺顶河道治理段位于山西省东北部的五台县境内，地处五台县东北部的台怀镇。本区属典型的大陆性半干旱性气候，春秋多风，夏季多雨，冬季寒冷，年内降雨不均，主要集中在7至9月，年平均降雨量463.2mm，蒸发量 1850.2mm，多年平均气温 8.6°C，最大冻土深度1.2m。

本区地处山西省东北部，太行山系北端五台山脉，山峦重叠，沟壑纵横，地形复杂，地势由东北向西南逐渐降低，其最高为北台顶，高程3058m。区内冲沟发育，多呈“V”字形，地貌单元主要包括构造剥蚀中山区，相对高差在1000～1500m以上；黄土丘陵沟壑区，高程一般在1000～1500m之间；冲积河谷区，高程在900～1200m之间。

区内为海河流域滹沱河水系，其支流河流主要有清水河、牧马河等，沿河两岸断续分布有Ⅰ～Ⅲ级阶地。

本区出露地层有太古界五台群、龙泉关群变质岩，元古界滹沱群变质岩，古生界寒武、奥陶系灰岩、白云岩和燕山期侵入岩等，以及新生界第四系上更新统、全新统松散堆积物。

2 工程地质条件

工程位于清水河上游的五爷庙—黛螺顶处河段，主要对该段清水河河道进行生态美化治理，长约1.2km。经当地水利部门初步整治，该段河谷右侧及左侧部分地段为简易浆砌石防护堤。

该段清水河流向S15°E在中段转向S35°W，谷底宽30～100m，谷底高程2468～2500m，两侧形成河漫滩及Ⅰ级堆积阶地。Ⅰ级堆积阶地阶面高出河床2～3m，阶面较平坦，略倾向河床及下游，横河向宽30～120m，由全新统洪冲积物组成，上部为低液限粉土，下部为卵石混合土、混合土卵石，形成于全新世。

该河道治理段出露地层主要为第四系全新统洪冲积物（Q4pal），岩性表层为淡黄色低液限粉土，结构松散，土质不均，含砾石及大量植物根系，厚0～1.5m；其下为卵石混合土，结构松散，分选较差，局部夹级配不良砂，卵砾石主要成分为变质岩、辉绿岩等，多呈次棱角—次圆状，含漂石，局部架空，细粒为中细砂及低液限粉土，主要矿物成分为石英、长石、云母及一些岩屑，厚2～6m。分布于清水河河谷、河漫滩和Ⅰ级堆积阶地。第四系全新统坡积（Q4dl）岩性主要为碎石混合土、低液限粉土，为各种母岩风化碎屑、碎块石、低液限粉土混杂堆积，具架空结构，厚1～5m，主要分布于两岸坡脚及山坡低凹处。人工堆积（Qs）主要为浆砌石防护堤、建筑和生活垃圾，厚0～3m，分布于河漫滩及两岸。下伏基岩为太古界五台群庄旺组鸿门岩段（Awzh），岩性主要为变质细碧凝灰岩、细碧岩夹绿泥片岩，变余凝灰结构、块状构造，岩性较硬，厚度大于200m。

该区段地下水类型主要为变质岩类裂隙水和松散岩类孔隙水。变质岩类裂隙水多贮存于风化带及裂隙中，富水性一般较弱。该类水主要接受大气降水向下游及河谷排泄，两岸基岩裂隙水以泉形式出露地表。松散岩类孔隙水含水地层岩性主要为第四系全新统洪冲积卵石混合土、混合土卵石等，该类地下水含水层渗透性大，径流条件好。首先直接接受大气降水入渗及河水补给，其次为基岩地下水的侧向补给。地下水总体流向为上游向下游。地下水位随河水位变化明显，水力坡度与河床坡度基本一致。两岸地下水补给河水，为补给型河谷。河谷区地下水埋深较浅，一般为 0～2.5m。

本次勘察在黛螺顶河道治理段取河水水样2组，进行了水质分析，试验成果见表1。

表1 黛螺顶河道治理段水质分析成果表

根据水质分析资料，蓄水区河水化学类型为HCO3-Ca-Mg，HCO3-Ca型水，为弱碱性水、硬水、淡水；依据《水利水电工程地质勘察规范》环境水腐蚀性评价标准，环境水对混凝土腐蚀评价见表2。

表2 环境水对混凝土腐蚀性评价表

由表2可知，黛螺顶河道治理段河水对混凝土无腐蚀性。

3 存在的工程地质问题

3.1 岩土工程地质特性

该河道治理段两侧防护堤堤基主要为第四系全新统洪冲积低液限粉土、卵石混合土、混合土卵石及全新统坡积碎石混合土。局部为全新统坡积碎石混合土。据野外筛分试验资料，卵石混合土、混合土卵石颗粒组成为：漂石含量9.7%～24.3%，卵石含量19.8%～43.0%，砾石含量14.0%～37.4%，砂含量13.7%～38.1%，粉黏粒含量为0.6%～2.3%，不均匀系数为46.4～627.4，曲率系数为0.1～26.3。据试坑渗水试验资料，卵石混合土层、混合土卵石渗透系数为8.5～20.3m/d，为中等—强透水层。

由于低液限粉土承载力低、压缩变形大，不满足堤基要求，应清除表层松散低液限粉土，将堤基置于卵石混合土、混合土卵石、碎石混合土层上。但该层结构松散，岩性不均匀，局部架空，存在不均匀变形问题，应对其进行碾压或夯实，提高密实度，减小不均匀变形，以满足设计要求。地基承载力建议值为卵石混合土、混合土卵石层200kPa，碎石混合土层150kPa。建议开挖边坡，水上为 1∶0.75～1∶1，水下为 1∶1～1∶2。

3.2 洪水冲刷

由于该河道治理段地层结构松散，抗冲刷能力低，在汛期洪水冲刷作用下，易冲刷和淘蚀堤基，影响堤基稳定。建议堤基埋深应大于河道冲刷深度，防止被洪水冲刷，确保堤基稳定运行。该河道治理中段河流凹岸段，洪水对左侧防护堤易产生较大的水流顶冲作用，应采取工程措施进行防护，防止河水冲刷，确保防护堤及堤基稳定。

3.3 基坑涌水

该河道治理段堤基主要为全新统洪冲积混合土卵石、卵石混合土层，结构松散，为强透水层，地下水埋深0～2.5m，堤基基坑开挖时存在涌水问题，应采取排水措施。

4 结语

河道治理段两侧防洪堤堤基主要为全新统洪冲积低液限粉土、卵石混合土、混合土卵石及全新统坡积碎石混合土，存在不均匀变形问题，应对其进行碾压或夯实。在治理段中部凹岸段堤基还存在洪水冲刷问题，建议采用工程措施进行防护。