荒地镇防洪工程地质条件分析与评价

万宏伟

（新疆永嘉工程咨询有限公司，乌鲁木齐830000）

1 项目概况

新疆叶尔羌河为我国最大的内陆河塔里木河的源流之一。该河年径流大，洪枯流量相差悬殊，洪峰流量大，1961 年实测洪峰流量6270m3/s，据调查历史最大洪峰流量9140m3/s。

中下游平原地区现有的防洪工程设施简陋，抗洪能力低，防汛任务很重，每年都要投入大量人力物力进行防洪，洪灾损失大。

荒地镇防洪堤项目范围为目前防洪工程十分紧迫的叶尔羌河干流的平原区河段，防洪区长1.5km。此段河道纵坡平缓，接近河道稳定坡降。河床为粉细砂，宽2000～3000m，河岸又多为砂土或亚砂土，在洪枯流量变幅极大的运行条件下，冲淤变化剧烈，河道游荡性大。本文通过该段工程地质进行分析，可为防洪堤防工程提供基础参数，供同行借鉴。

2 防洪区工程地质条件

叶尔羌河防洪河段从出山口以下莎车县喀群乡恰木萨村至巴楚县境内的艾里克塔木渠首河段，总长352.14km。荒地镇防洪工程主要位于冲洪积平原区，该河段长1.5km，河床逐渐变宽，较平坦，河谷宽2～3km，河道纵坡1/2611，两岸主要发育Ⅰ级阶地，阶面比河床高1.0～1.5m，Ⅱ级阶地远离河主河道0.1～0.3km，局部河段0.8km，Ⅰ、Ⅱ级阶地上多为耕地，河漫滩在枯水期高出河水面0.5m左右，在洪水期均被淹没。该段河道内岩性以细砂、粉砂、粉土等为主，其抗冲蚀能力较差，河道主流游荡不定，河岸弯曲。

2.1 地质构造与区域稳定性

工程区内出露的地层岩性主要为第四系，地震基本烈度为7 °，防洪工程区一带无区域性断裂和活动断裂通过，地震活动稀少，地表构造形迹不明显，仅发育几条隐伏断裂，总体地质构造简单，属构造相对较稳定地区。

2.2 水文地质条件

防洪工程位于叶尔羌河流域山前冲洪积倾斜平原区，工程区南部为终年积雪的昆仑山，大量冰雪融水是本区地表水、地下水的充足补给源。据调查，枯水期冲洪积倾斜平原区地下水埋深3～10m，冲洪积细土平原区地下水埋深1.5～3.0m。

2.3 岩土物理力学参数及建议值

工程区第四系广泛分布，主要为细颗粒。本次根据河段沿线分布的地层岩性条件，结合试验成果，提出工程区各地层物理力学指标地质建议值如表1，表2。建议地基承载力粉细砂取80～110kPa，粉土取90～100kPa，黏土取120～140kPa；临时开挖边坡水上取1∶1.5～1∶1.75，水下取1∶3.0。

表1 各地层物理力学性指标地质建议值

表2 工程区各岩（土）体边坡地质建议值

3 存在地质问题及处理措施

3.1 地基土渗透及渗透稳定

工程区沿线出露地层岩性分别有：中细砂、粉细砂等。由颗分成果可知，堤基粉砂层的不均匀系数Cu=3.18，坝基含细粒土砂层的渗透破坏形式为流土型。

流土型的临界水力比降按下式进行计算：

式中 Jcr为土的临界水力比降；Gs为土粒比重，取2.69；n为土的孔隙率（%）；则Jcr=0.96。

计算结果表明，工程区土粒产生渗透变形的临界水力比降为0.96。发生流土破坏的地层，其安全系数取2.0，土的允许水力比降J允等于土的临界水力比降Jcr除以安全系数，因此产生渗透变形的建议允许水力比降为0.48。

3.2 地震液化

经计算分析，工程区深度9.0m以上粉细砂、中细砂均为可液化土，等级为轻微；9.0m以下粉细砂、中细砂均为不液化土。防洪堤中细砂及粉细砂的液化指数Ile分别为4.7，8.6。对照地震液化等级，判断中细砂层地震液化等级为轻微，粉细砂地震液化等级为轻微，均可不采取抗液化处理措施。

3.3 冲刷稳定

工程区洪水期水流将对河岸形成冲刷侵蚀，其类型为下蚀+侧蚀的侵蚀类型，岸坡冲蚀破坏剧烈，水土流失较严重。两岸岸坡及防洪堤基础均存在冲刷稳定问题，设计应采取抗冲刷处理措施。

3.4 土的冻胀

工程区内粗颗粒地层稀缺，防洪堤基本采用就近粉细砂或粉土、黏土作为填筑料使用。据调查，工程区冻土深度一般0.5～0.7m之间，最大冻土深度0.8m。设计须考虑其冻胀性对防洪堤衬砌边坡的破坏，采取相应的防冻胀处理措施。

3.5 环境水的腐蚀性

对叶尔羌河河水及防洪段沿线地下水取样进行水质分析试验，河水样中硫酸根离子含量小于250mg/L；氯离子CL－含量小于100 mg/L。地下水样中硫酸根离子含量大于500mg/L； 氯离子CL－含量100～500mg/L之间。试验结果表明，地表水对普通水泥无腐蚀性，地下水对普通水泥具中～强腐蚀性，对混凝土中的钢筋有中～强腐蚀性。

3.6 土的腐蚀性

3.6.1 对混凝土结构腐蚀性

3.6.2 对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀性

根据堤基土土化学成份分析成果，防洪段堤基土Cl－平均含量在311～4719mg/kg，平均值2614mg/kg，防洪段堤基土对混凝土结构中钢筋具中等腐蚀性。

4 结语

（1）叶尔羌河防洪工程区一带无区域性断裂和活动断裂通过，地震活动稀少，地质构造简单，属构造基本稳定地区，对应的地震基本烈度为7°。

（2）叶尔羌河防洪工程，沿线地层岩性以粉细砂层为主，局部分布有粉土、黏土层。粉细砂层9.0m以上为可液化土、9.0m以下不液化土，粉细砂、粉土地及黏土存在冻胀问题，基础条件较差。该层渗透变形破坏形式为流土，应做好防渗处理，建议允许水力比降取0.48。

（3）防洪堤基本采用就近粉细砂或粉土、黏土作为填筑料使用，地基承载力粉细砂取80～110 kPa，粉土取90～100kPa，黏土取120～140 kPa。存在冲刷稳定问题，采取抗冲刷处理措施，临时开挖边坡水上取1∶1.5～1∶1.75，水下取1∶3.0。