黑岗口引黄灌区堤基土层分析

田 倩

（开封市引黄管理处，河南 开封 475000）

1 灌区工程地质

黑岗口引黄灌区北起黄河、西起马家河北支、南止祥符区与城区交界处、东部延伸惠北泄水渠。黑岗口总干渠从渠首闸至南北堤枢纽，总长1.50 km，渠底宽12 m，边坡1：2，设计流量16.84 m3/s，比降1/4 500，由于城市发展，灌区内部分耕地划为城市建设、水域、工业用地，现耕地面积1.25 万hm2，设计灌溉面积1.05万hm2。本次勘察进行了工程地质测绘、渠道两岸工程地质勘探、天然建筑材料勘察及地下水、河水取样等；采用地质测绘、钻探、钎探、现场原位测试（标准贯入）、室内土工试验、水质分析等方法。

2 堤防工程地质条件

2.1 堤身状况

总干渠：两岸无堤防，断面形式呈梯形。本次治理段里程从（0+000）到（1+500）止，治理长度1.50 km。

东干渠：东干渠堤身为均质土堤，断面形式呈梯形。本次堤防段里程从（0+000）到（23+570）止，治理长度23.57 km；两岸堤防较连续，部分段堤防缺失，在桩号0+000～7+717 左岸、桩号3+905～4+210、桩号5+800 附近、桩号7+800～8+600 左岸、桩号8+200～8+715 右岸、桩号9+200～10+200 左岸、桩号12+500～13+208、桩号13+208～15+500左岸之间堤防缺失。堤顶宽1～8 m，堤高0.70～3.40 m，边坡系数1：1.00～1：2.00，堤防质量参差不齐。堤身由于缺乏管理和修改完善遭到不同程度的破坏。

2.2 堤身质量评价

东干渠堤防堤身填土多为就近取土，其岩性与附近地表土层相似。两岸堤身填筑土类以轻粉质壤土为主，夹中、重粉质壤土；土质较杂，且人为破坏严重，堤身低矮、狭窄，部分堤段缺失；堤身填土较杂，填筑质量较差。

2.3 堤基工程地质

2.3.1 地质构造

总干渠：在勘探深度范围内，地层为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl），地质结构为黏性土单一结构；据土体的物理力学性质的不同可分为2 个土体单元，即自上而下为①层轻粉质壤土、①-1 层重粉质壤土。土层分布基本连续、稳定；土质不均匀，含夹层、薄层较多；厚度变化较小。

东干渠：在勘探深度范围内，地层为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl），地质结构为土砂双层结构；据土体的物理力学性质的不同可分为7 个土体单元，即自上而下为①层轻粉质壤土、①-1 层重粉质壤土、②层中粉质壤土、③层轻粉质壤土、④层重粉质壤土、⑤层轻粉质壤土、⑥层细砂。土层分布基本连续、稳定；土质不均匀，含夹层、薄层较多；厚度变化较小。

2.3.2 地层岩性

2.3.2.1 总干渠地层岩性

工作区勘探深度范围内，揭露的地层为第四系全新统冲洪积层，地层岩性分布基本稳定。按成因类型、岩性、物理、力学性及工程地质特性的差异，把堤基分为4 层：①层轻粉质壤土（Q4al+pl）：黄褐色，稍湿～湿，稍密至密实；摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；土质不均，夹重粉质壤土、中粉质壤土薄层、局部见细砂；该层分布于整个工作区，揭露厚度2.40～10 m，平均4.86 m，层底埋深4.40～11.60 m。①-1层重粉质壤土（Q4al+pl）：黄灰色、灰褐色、灰色，可塑状；无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等；土质不均，夹中粉质壤土薄层；该层分布于整个工作区，揭露厚度1.80～2.10 m，平均1.95 m，层底埋深6.30～7.80 m。②层中粉质壤土（Q4al+pl）：黄灰色、灰褐色、灰色，软塑状；无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等；土质不均，夹重粉质壤土薄层；揭露厚度2.10～2.10 m，平均2.10 m，层底埋深13.60～13.70 m。③层轻粉质壤土（Q4al+pl）：黄灰色，湿，密实，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，土质不均，夹中、重粉质壤土薄层，含少量钙质结核；揭露厚度1.30～1.40 m，平均3.86 m，层底埋深15.00～15.00 m。

2.3.2.2 东干渠地层岩性

工作区勘探深度范围内，揭露的地层为第四系全新统冲洪积层，地层岩性分布基本稳定。按成因类型、岩性、物理、力学性及工程地质特性的差异，把堤基分为7 层：①层轻粉质壤土（Q4al+pl）：黄褐色，稍湿，稍密～密实；摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；土质不均，夹重粉质壤土、中粉质壤土薄层、局部见细砂；该层分布于整个工作区，揭露厚度0.60～10 m，平均3.45 m，层底埋深2.30～12.50 m。①-1 层重粉质壤土（Q4al+pl）：黄色，软塑状；无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等；土质不均，夹中粉质壤土薄层；在桩号0+000～15+135之间揭露，揭露厚度0.80～3.20 m，平均2.01 m，层底埋深5.50～10 m。②层中粉质壤土（Q4al+pl）：黄灰色、灰褐色、灰色，软塑状；无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等；土质不均，夹重粉质壤土薄层；在桩号15+135～23+590 之间揭露，揭露厚度0.80～5.30 m，平均2.30 m，层底埋深4.60～11.80 m。③层轻粉质壤土（Q4al+pl）：黄灰色，湿，密实，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；土质不均，夹中粉质壤土、重粉质壤土薄层，含少量钙质结核；该层分布于整个工作区，揭露厚度0.80～8 m，平均3.86 m，层底埋深9.50～15 m。④层重粉质壤（Q4al+pl）：灰色、灰褐色，可塑状；无摇振反应，稍有光滑，强度中等，韧性中等；土质不均，夹中粉质壤土、轻粉质壤土，含少量钙质结核；该层分布于整个工作区，揭露厚度0.80～4 m，平均2.32 m，层底埋深11.00～14.50 m。⑤层轻粉质壤土（Q4al+pl）：黄灰色，湿，密实，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低；土质不均，夹重粉质壤土薄层，含大量钙质结核；该层分布于整个工作区，揭露厚度1～6.90 m，平均2.90 m，层底埋深15.00～24.50 m。⑥层细砂（Q4al+pl）：黄褐色，饱和，密实，主要成分为长石、石英、少量云母和少量暗色矿物，次圆状。最大揭露厚度9.60 m，最大揭露深度30 m。

2.3.2.3 个土体单元的物理力学性质

总干渠：为查明各土层的物理力学性质，进行了现场原位测试和室内物理力学试验，并对试验数据进行了分层统计，物理力学参数建议值。

东干渠：为查明各土层的物理力学性质，进行了现场原位测试和室内物理力学试验，并对试验数据进行了分层统计，物理力学参数建议值。

其各层土的物理力学性质评价如下：①层轻粉质壤土，干密度范围值1.51～1.66 g/cm3，平均值1.56 g/cm3；孔隙比范围值0.56～1.20，平均值0.74，密实；压缩系数范围值0.16～0.23 MPa-1，平均值0.20 MPa-1，具中等压塑性。①-1 层重粉质壤土，干密度范围值1.37～1.50 g/cm3，平均值1.46 g/cm3；液性指数范围值0.26～1.43，平均值0.79，软塑状；压缩系数范围值0.16～0.47 MPa-1，平均值0.28 MPa-1，具中等压塑性。②层中粉质壤土，干密度范围值1.43～1.59 g/cm3，平均值1.42 g/cm3；液性指数范围值-0.22～1.24，平均值0.87，软塑状；压缩系数范围值0.18～0.47，平均值0.33 MPa-1，具中等压塑性。③层轻粉质壤土，干密度范围值1.51～1.71 g/cm3，平均值1.58 g/cm3，孔隙比范围值0.57～0.79，平均值0.70，密实；压缩系数范围值0.16～0.19 MPa-1，平均值0.18 MPa-1，具中等压塑性。④层重粉质壤土，干密度范围值1.28～1.49 g/cm3，平均值1.44 g/cm3，液性指数范围值-0.11～1.07，平均值0.62，可塑状；压缩系数范围值0.25～0.47 MPa-1，平均值0.37 MPa-1，具中等压塑性。⑤层轻粉质壤土，干密度范围值1.50～1.70 g/cm3，平均值1.62 g/cm3，孔隙比范围值0.59～0.83，平均值0.68，密实；压缩系数范围值0.17～0.43 MPa-1，平均值0.20 MPa-1，具中等压塑性。⑥层细砂，贯入击数范围值53～64，平均值59.10，密实。

3 结论

上述衬砌段主要存在的工程地质问题和岸坡相似均为抗冲问题，岸坡均由轻粉质壤土组成，轻粉质壤土抗冲刷能力较差，在水流冲刷和浸泡下，易形成边坡坍塌，渠岸后退，可能威胁周边建筑物的安全。