有关古河槽的地质问题及其处理分析

◎ 杨文鹏　新疆水利水电勘测设计研究院

有关古河槽的地质问题及其处理分析

◎ 杨文鹏新疆水利水电勘测设计研究院

我国地域较为辽阔，在我国水利水电工程规模的不断扩大，工程地质弊端逐渐暴露，古河槽的问题最为明显。本文主要分析了古河槽成因与常见的地质问题、处理方式，借助先进的勘测技术明确地质问题，为日后相关工程地质问题的勘测与处理提供宝贵经验。

古河槽 地质问题 处理

1.前言

人工活动、构造运动等堰塞了河道，从而形成河流改道。遭到废弃的河段由于沉降等原因，长期不断的被各种沉积物弃填，并产生古河槽。分析国内水利水电工程的古河槽，具体包括地面古河槽、埋藏古河槽。地面古河槽因周边显著的堆积物、外观，辨识程度较高；而埋藏古河槽，则无法直接从外观来判断方位与形态。要求工作人员全面了解古河槽形态与切割深度，从而保证勘测方案制定的科学合理性。

2.古河槽的成因

2.1古河槽的演变

古河槽的根本成因源自河流改道，被废弃的河段产生古河槽，可以准确展现出某区域河流地貌特征的变换、第四系时期的构造运动。尤其是自喜马拉雅晚期运动，各大山脉、盆地均出现变化。伴随构造运动、气候变化，每一山系的山岳冰川频率逐渐增加，河流堆积与侵蚀作用加强，在面临洪涝、滑坡时回形成河流改道。

第四系时中前期：地壳运动较平稳，河流受到测流侵蚀并拓宽，河谷底平稳呈槽状，河流坡度不大，流动速率小。河流在此时期基于沉积作用，石块沉积物增多，进而出现不同河阶。晚期：河流因冰川作用、旁蚀作用，河道切割程度日益明显，在各级阶地侵蚀基面上的侵蚀导致河床逐渐变窄，堆积趋势上升，河谷呈现为“V”状深槽，反复进行第四系中前期的演变进程。而于晚更新世早期，因气候变化冰川消融，形成不同的侵蚀基面。

随着古河槽的演变，因构造因素产生的古河槽经过长期的构造运动，导致断裂带形成，为其埋下了沉降变形、渗透等安全隐患。又因古河槽均产生于第四系时期，沉积物有砾石、粗砂等，强风化局面严峻，岩体缺乏整体性，对坝基与边坡的平稳化带来负面隐患。

2.2古河槽勘测手段

工程方案的制定取决于古河槽特征，尤其是沉积物变形、渗漏等特征。现代勘测手段包括遥感解译、钻探、物探、地表测绘等；地面古河槽的勘测较简易，可借助地表测绘、钻探和坑槽探明确其方位；埋藏古河槽的勘测则需借助地表测绘明确进出口方位，并利用物探明确具体方位与分布结构。

遥感解译：以大范围为出发点，具体掌握河道的演变进程，通过对古河槽勘测方位的缩小，来大概确定古河槽方位和展布现状。

地表测绘：参考工程区域的地质条件与结构，明确古河槽进出口方位、时期与沉积物结构、数量以及规模大小。

物探：以地表测绘数据为根本，勘测区域较为广泛，可以指导钻探施工方案的制定，明确古河槽沉积物的堆积环境和架构、工程物性。

钻探：检测物探数据，明确古河槽沉积物形状与水位，并通过压注水试验来明确渗透系数；还有古河槽形态、堆积物分类和地下水的补给问题。

洞探：结合施工设备，于古河槽进口、出口处规划多个浅洞，便于熟悉沉积物的分层结构、颗粒构成与胶结状态。

此外，古河槽勘测手段还包括坑槽探、试验、数据总结等多个方面，可准确判断古河槽堆积体项目特征，为地质问题的高效处理奠定坚实基础，以保证相关工程的安全建设。

3.古河槽地质问题与处理方法的具体阐述

因第四系时期的构造运动，古河槽下端地层出现裂缝，主要分布有粗砂、松散物及砂砾石，风化问题较严峻。随着勘测方式先进水平的不断提升，古河槽特性被逐一明确，按照“具体问题具体分析”的原则，本文就古河槽的重点地质问题，逐一举例并论述处理手段。

3.1古河槽深覆盖层渗流问题及处理

3.1.1渗流原因

以某蓄水工程古河槽存在的渗流问题为例。首先，分析古河槽的地质检测数据，某进出口渗径长度不合理，砂砾石覆盖层区域的颗粒敷设过于杂乱，是古河槽出现渗流的主要成因。其次，分析古河槽进出口防渗墙施工的地质数据，发现其基岩埋藏深度过高，已高出90m，压力水头的防渗处理措施不完善。然后，观察古河槽钻孔和基岩面建设成效，于槽身中段、下段处连通，导致渗流形成时间过快、渗水程度过严重、区域过大。最后，分析古河槽的地质检测数据，进口、出口水位高出地下水位标准，经常会出现古河槽之间互相补给渗水的状况；尽管部分古河槽已完善防渗措施，但是，其他古河槽的防渗措施不全面同样会出现渗流问题。

3.1.2渗流通道分析

在蓄水库防水环节，发现库内存有大量水泡，原因在于渗水通道处的水库放空后，对照水泡方位和孔洞方位、受损坏的面板。渗水时，渣场、厂房周边的黄土浸水现象较严重，陆续出现了滑坡、坍塌现象，分析其暴露地层，砂砾石层的颗粒直径大且分布单一，为超强透水层，属于重点渗流通道。

水库放空完毕，逐一检测每一古河槽的进出口，发现古河槽有四点薄弱问题。及湿陷性黄土基础破损分离式面板、导流洞梯形引渠齿墙下砂砾石灌浆、素混凝土防渗心墙底部砂砾石灌浆、导流洞引渠扶壁式挡墙贯通和基本类灌浆。

3.1.3防渗处理

第一，由于施工因素，导致黄土表面被损坏，河岸周边的地下水水头破坏，大幅度加剧了渗漏坡降现状。相较于散化沉积物来说，自然类风化黄土的渗透系数过高；不难发现，黄土作为渗透材料，具备优势性能。同时，粘土、混凝土的敷设，可控制砂砾石、松散物的渗透系数，充分发挥防渗方案，有利于降低渗透坡降的事故几率。

第二，不均衡的砂砾石敷设层，颗粒级配划分不合理，以及槽身之间的连通性较强，为蓄水量渗透问题埋下安全隐患。具体参考古河槽渗流成因及渗流通道状况，选择斜心墙、防渗墙加分离式处理措施，实现渗流通道的密实。与此同时，要做到理论联系实际，明确工程地层状况，保证防渗工作的有序开展；制定成熟完善的防渗计划，精确提取渗透系数。

3.2古河槽沉降变形问题及处理

3.2.1沉降变形问题

因历史遗留问题，古河槽坝基下端的地质不符合条件。但上端岩土质条件良好，两端强度完全不一致，上端岩土强度过高，容易出现过度压缩变形现状。具体体现在：不合理沉降、垂直沉降等形成的沉陷，从而引发渗透问题，严重了会出现裂缝现象。

3.2.2处理方式

古河槽沉降变形问题的处理方案，属于常见手段。其中，得到广泛应用的处理方案为粉喷桩加固技术、筑堤预压技术。通过地基中筑堤预压技术的运用，迅速连通需要填筑的堤坝；并借助加压荷载功能功能，实现地基岩土层的固结排水作业。完成上述施工工序之后，选择粉喷桩加固技术，通过地基复合，严格按照相关要求，严格控制古河槽的沉降变形问题。

3.3古河槽滑坡问题及处理

3.3.1滑坡问题

古河槽的滑坡问题，普遍存在坝基不牢固、地震、洪涝等负面诱因。

第一步，合理选择科学高效的勘测技术与勘测方案，主要包括雷达、地震和电法等技术，具体调查并明确古河槽滑坡体的岩层趋势、河流岸坡的方向。要严格按照“具体问题具体分析”的原则，通过理论联系实际，明确滑坡体的出现成因。通常情况下，古河槽的滑坡问题，主要是因为本来干燥且平稳的块状碎石体，因为受到吸水软化的负面影响，严重减小了其抗剪的强度值，导致古河槽下端的块状碎石体无法跟着上端的自重压力强度而变换，从而出现变形问题，从而出现滑坡问题。

3.3.2处理方式

结合古河槽滑坡问题的繁琐性，其处理方式主要分为：

第一，明确古河槽的滑坡体方位并成立观测点，实现对古河槽滑坡变形问题的实时监督检测。

第二，制定河道的改建方案，合理绕过古河槽滑坡体。

第三，实现分期蓄水功能，最大程度降低滑坡问题，降低滑坡问题对古河槽带来的负面影响。

4.小结

综上所述，古河槽主要因人工行为、构造运动导致的古河道被废弃而形成，其中存在的渗透、沉降变形与滑坡问题，对古河槽造成的危害程度不容小觑。本篇文章重点研究阐述了古河槽的成因与演变进程，选择先进科学的勘测技术来明确古河槽存在的地质问题。通过分析古河槽地质问题的具体成因以及处理手段，对古河槽渗流、沉降变形与滑坡等问题展开分析处理。

以我国新疆区域中水利水电工程古河槽的勘测结果为例，发现古河槽沉积物的形成周期以中期、前期为主要，冲积类砂砾石分布量最广泛，还掺杂有冰水类沉积物，结构稳固性较高，一般不存在地震野液化弊端，经常用作于坝基建设的施工材料。可结合古河槽地面或埋藏方式，采取防渗帷幕、进口贴面板等解决方法。此外，还要加强古河槽的地质勘测力度与精度，确定古河槽的边沿状况和敷设层结构的构建。

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