遼寧省細(xì)河阜蒙縣河段治理工程地質(zhì)條件探析

董麗秋

(遼寧省阜新蒙古族自治縣凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 阜新 123100)

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遼寧省細(xì)河阜蒙縣河段治理工程地質(zhì)條件探析

董麗秋

(遼寧省阜新蒙古族自治縣凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 阜新 123100)

[摘要]細(xì)河是流經(jīng)阜新市的主要河流，是大凌河下游左岸最大支流，本次細(xì)河阜蒙縣段治理河段范圍為長(zhǎng)哈達(dá)河匯流口至阿金大橋段及東梁鐵路橋至包家窩鋪段。文章分析了細(xì)河阜蒙縣境內(nèi)綜合治理工程的區(qū)域地質(zhì)概況和工程地質(zhì)條件，通過(guò)對(duì)治理工程的工程地質(zhì)條件等分析及評(píng)價(jià)可以看出該段地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，工程地質(zhì)條件良好，堤基工程地質(zhì)條件類(lèi)型為B類(lèi)，岸坡為基本穩(wěn)定型，適宜修建堤防工程。

[關(guān)鍵詞]河道整治；工程地質(zhì)；水文地質(zhì)；條件分析

1概況

細(xì)河是流經(jīng)阜新市的主要河流，是大凌河下游左岸最大支流，發(fā)源于阜蒙縣阜新鎮(zhèn)的駱駝山西麓，流經(jīng)阜新鎮(zhèn)、新邱區(qū)、阜蒙縣城、阜新市區(qū)，經(jīng)東梁、伊嗎圖、于清河門(mén)區(qū)蔡家屯入義縣境內(nèi)，在義縣復(fù)興堡匯入大凌河[1]。全長(zhǎng)113 km，總流域面積2 932 km2。細(xì)河在阜新境內(nèi)流域面積2 290 km2，河長(zhǎng)98 km。本次細(xì)河阜蒙縣段治理河段范圍為長(zhǎng)哈達(dá)河匯流口至阿金大橋段(1.48 km)及東梁鐵路橋至包家窩鋪段(1.31 km)。工程位置控制流域面積分別為：長(zhǎng)哈達(dá)河匯流口以上流域面積182.18 km2，伊嗎圖河匯流口以上流域面積868.4 km2。

2區(qū)域地質(zhì)狀況

2.1地形地貌

阜新市區(qū)所處地貌類(lèi)型為斷陷盆地內(nèi)沖積平原，該勘察河段所處微地貌為山前平原交接洼地，場(chǎng)區(qū)地形東高西低，該河流由東向西匯入大凌河。

2.2區(qū)域地質(zhì)概況

該區(qū)古地貌為一地塹型斷陷盆地，盆地內(nèi)部巖性自下而上依次沉積為中侏羅統(tǒng)藍(lán)旗組、下白堊統(tǒng)義縣組火山巖；下白堊統(tǒng)九佛堂組、阜新組，中白堊統(tǒng)孫家灣組的一套碎屑沉積巖。一般厚度大于150 m。太古界老地層只在盆地邊緣出現(xiàn)。自中白堊紀(jì)以后，本區(qū)一直處于地殼上升階段，故缺失第三紀(jì)及第四紀(jì)早期、中期地層。第四紀(jì)晚期地殼呈間歇性上升趨勢(shì)，故第四紀(jì)晚期及全新世沉積地層直接覆蓋于中白堊紀(jì)地層之上。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)勘察資料本區(qū)無(wú)活動(dòng)斷層通過(guò)[2]。

2.3細(xì)河沿岸地層巖性

(1)中生界上侏羅統(tǒng)義縣組(J3Y)。該段為中基性火山噴發(fā)巖系，主要為安山巖，玄武質(zhì)安山巖及集塊巖，凝灰?guī)r，灰色細(xì)砂巖，深灰色泥巖底部為砂礫巖等，主要出露在勘察區(qū)西南側(cè)，閭山北麓余脈沖溝中[3]。

(2)中生界下白堊統(tǒng)沙海組(K1sh)。該層組全區(qū)發(fā)育，按巖性，古生物特征分為四段由下而上分為：

沙一段：以灰綠色礫巖、砂巖為主，灰色粉砂巖及泥巖，該段為灰白色角礫巖、砂礫巖，滾園度差。地層厚度約180 m左右。

沙二段：以灰白色、灰色、紫紅色、褐色角礫巖，砂礫巖為主，礫石以花崗片麻巖，石英巖為主。

沙三段：下部為灰及灰黑色砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及礫巖組成，含有數(shù)層不可采薄煤層，上部以灰及灰黑色泥巖、粉砂巖為主，淺灰色，灰白色砂巖、粗砂巖及礫巖共含三個(gè)煤組。17個(gè)分層，6個(gè)可采煤層，一煤組上部含有豐富的軟體動(dòng)物化石及植物化石，該層段厚約55～500 m，平均厚為380 m。

沙四段：下部為灰黑色、灰白色砂巖，分選差，含有淺水喜溫軟體貝殼化石。中部為水下泥石流，厚層礫巖層，礫徑大，分選差，磨園度中等，基底式膠結(jié)礫石為花崗片麻巖，花崗巖礫，矽質(zhì)灰?guī)r等，膠結(jié)致密堅(jiān)硬，厚度在20～150 m。上部灰黑色，黑色粉砂巖、泥巖為一套厚層濁積巖，含油和天然氣，并有一套明顯的復(fù)理石結(jié)構(gòu)的薄層砂巖(白色)粉砂巖、泥巖(黑色)組成黑白色色卷層理。在黑色塊狀泥巖中含有大量的螺化石。層段厚度為300～720 m，平均厚度為500 m。

(3)中生界下白堊統(tǒng)阜新組((K1f)。該組根據(jù)巖性特征可分上、中、下三段。下段為灰白色淺灰色砂巖，砂質(zhì)泥巖為主，灰色粗砂巖及藍(lán)色砂巖，并含有大量的軟體動(dòng)物化石及礫巖。中段為淺灰色泥巖，白色、灰白色砂巖，含有太平層群，高德層群可采煤層。上段為灰、灰綠、灰白色泥巖，粉砂巖及礫巖，該層段厚度為160～420 m左右，平均為260 m。

(4)中生界下白堊統(tǒng)孫家灣組(K1S)。該段以紫色、雜色砂礫巖為主，礫石以花崗片麻巖、石英礫為主，下部為灰綠色砂巖、粉砂巖。粉砂巖中含石英顆粒。該段厚度為3～250 m，平均為90 m，膠結(jié)松散[4]。

(5)新生界第四系(Q4)。上部為砂土、粘土、粉土、表土，下部為砂、礫石，厚度約為1～20 m，平均為18 m。

2.4地質(zhì)構(gòu)造

阜新盆地為典型的陸相斷陷盆地，東西兩側(cè)的盆緣斷裂是盆地的一級(jí)構(gòu)造。盆地次一級(jí)構(gòu)造以褶皺為主，從北向南依次有新邱～哈拉哈背斜、劉家～王營(yíng)子向斜、東梁～清河門(mén)背斜、李金～九道嶺向斜，這些褶皺呈北東向雁行式排列。兩條盆緣斷裂均向盆地內(nèi)傾斜，呈階梯狀，中央相對(duì)下降，邊緣相對(duì)抬升。盆地內(nèi)次一級(jí)斷裂構(gòu)造主要有4組，即NNE、NEE、NW、NNW向，這4組斷裂構(gòu)造對(duì)地層、煤層均有一定影響，由于這4組斷裂也將阜新煤田劃分成若干井田[5]。

2.5地震及區(qū)域穩(wěn)定性

阜新市地處弱的地震活動(dòng)帶，歷史上沒(méi)有大的地震記錄。1988年2月25日在阜新縣舊廟鄉(xiāng)發(fā)生過(guò)5.2級(jí)地震一次，其他阜新外圍地區(qū)如：義縣，北鎮(zhèn)，紅帽子鄉(xiāng)，福興地鄉(xiāng)一帶曾發(fā)生過(guò)輕微地震，震級(jí)均在3級(jí)以下，共17次。礦震時(shí)有發(fā)生，阜新地區(qū)地震基本裂度為7度。該市抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)基本加速度值0.05 g，設(shè)計(jì)分組第一組，設(shè)計(jì)特征周期0.35 s。該區(qū)無(wú)活動(dòng)斷層通過(guò)，地震發(fā)生頻率及震級(jí)均較低，且無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象分布，區(qū)域穩(wěn)定性較好[6]。

2.6水文地質(zhì)條件

(1)氣候特征。阜新地區(qū)受西伯利亞和內(nèi)蒙古氣象控制屬典型大陸性氣候，夏季最高氣溫在38℃，冬季最低氣溫在-20℃，年平均氣溫7.5℃，其特點(diǎn)是溫差大、氣候干，近年來(lái)冬季氣溫明顯升高。全年平均降水量為510 mm左右。7、8月份雨量較大，也是相對(duì)濕度最大的月份，可達(dá)79%。2月份是相對(duì)濕度最小的月份為49%。阜新地區(qū)風(fēng)勢(shì)大，風(fēng)期長(zhǎng)，冬季為西北風(fēng)，夏季多為西南風(fēng)春季為風(fēng)沙季節(jié)，秋季次之，最大風(fēng)力可達(dá)7～8級(jí)。凍結(jié)深度一般為1～1.5 m，凍結(jié)開(kāi)始為十一月中旬，解凍期由3月開(kāi)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。場(chǎng)地地下水類(lèi)型為潛水，無(wú)承壓含水層。根據(jù)臨近場(chǎng)地水質(zhì)分析資料該河段地下水對(duì)混凝土有弱腐蝕性。細(xì)河阜蒙縣段地下水位勘查成果見(jiàn)表1。

表1　細(xì)河干流段地下水穩(wěn)定水位表

3工程地質(zhì)條件

3.1堤防及河道整治工程地質(zhì)條件

3.1.1地層結(jié)構(gòu)

本場(chǎng)區(qū)勘察深度范圍內(nèi)，地基土自上而下分為如下5層。

1層雜填土：雜色，稍濕，松散，以垃圾及砂土充填，分布范圍在場(chǎng)地東北角，只有KT5、KT10、KT11、KT12、KT13、KT14、KT25、KT29、KT31勘探點(diǎn)存在。厚度為1.00～3.60 m，平均2.30 m。

2層耕土、KT粉土：黃褐色，稍濕，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，厚度為0.30～0.60 m，平均0.45 m。

3層細(xì)砂：土黃色、稍濕-濕、稍密、顆粒級(jí)配不均，主要成分：長(zhǎng)石-石英、棱角狀，勘探點(diǎn)除KT1、KT5、KT9、KT11、KT12、KT13、KT14、KT25、KT30外其他勘探點(diǎn)均有，厚度為0.40～4.00 m，平均厚度2.20 m。

4層礫砂：棕黃色，濕～飽和，中密～密實(shí)，顆粒級(jí)配較均，主要成分：長(zhǎng)石～石英，棱角狀。厚度為7.00～12.10 m，平均9.55 m。

5層強(qiáng)風(fēng)化砂巖：棕黃色，上部棕黃色風(fēng)化裂隙很發(fā)育，結(jié)構(gòu)大部分已破壞，手捏呈塊狀、礦物成份顯著變化，隨著深度增加，風(fēng)化程度逐漸減弱至微風(fēng)化。下部為深灰色、本廠區(qū)有KX4、KX10號(hào)孔進(jìn)行泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)取巖芯鉆進(jìn)，該層未穿透。KX4孔深26.00 m，KX10孔深27.00 m，均達(dá)到新鮮巖未風(fēng)化層[7]。

3.1.2場(chǎng)地各類(lèi)巖土物理力學(xué)性質(zhì)

該勘察場(chǎng)地主要由細(xì)粒土和砂粒土組成，其中：雜填土、耕植土、粉土、稍濕，松散，強(qiáng)度較低。細(xì)砂層、土黃色，稍濕～濕、稍密～中密、顆粒級(jí)配不均、力學(xué)性質(zhì)較好。礫砂層顆粒級(jí)配較均、物理力學(xué)性質(zhì)較好。濕～飽和，中密～密實(shí)[8]。

3.2勘察場(chǎng)地土的滲透特性

該勘察場(chǎng)地共進(jìn)行勘探點(diǎn)的50%注水試驗(yàn)、孔號(hào)為雙則進(jìn)行注水試驗(yàn)，鉆孔直徑為127 mm，套管直徑為108 mm，試驗(yàn)段為細(xì)砂、礫砂。通過(guò)試驗(yàn)其細(xì)砂的滲透系數(shù)為3.6×10-3cm/s，礫砂的滲透系數(shù)為2.45×10-2。

3.3無(wú)粘性土水力比降

根據(jù)土工試驗(yàn)，該勘察場(chǎng)地細(xì)沙的允許水力比降J允=0.203，臨界水力比降Jcr=0.406；礫砂的允許水力比降J允=0.258，臨界水力比降Jcr=0.516。

3.4地層承載力

根據(jù)土工試驗(yàn)、標(biāo)貫、重探測(cè)試統(tǒng)計(jì)結(jié)果，細(xì)砂承載力特征值為140 fak(KPa)，壓縮模量建議值為5.87 Es(MPa)，變形模量建議值為12.20E0(MPa)；礫砂承載力特征值為260 fak(KPa)，壓縮模量建議值為16.6Es(MPa)，變形模量建議值為21.2E0(MPa)。

3.5堤基工程地質(zhì)條件分類(lèi)

根據(jù)本次勘察地質(zhì)資料，該場(chǎng)地兩岸均無(wú)提防，基底主要為砂粒土，呈稍密～中密狀態(tài)，分布連續(xù)，厚度穩(wěn)定，強(qiáng)度較高，不易出現(xiàn)崩岸、滑動(dòng)與沉降變形等工程地質(zhì)問(wèn)題，地基較為穩(wěn)定。根據(jù)《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)范》SL188-2005，綜合評(píng)價(jià)該勘察場(chǎng)地工程地質(zhì)條件類(lèi)型為B類(lèi)，即基本不存在大的抗?jié)B穩(wěn)定問(wèn)題、抗震穩(wěn)定問(wèn)題及特殊土引起的問(wèn)題，局部地段存在抗?jié)B變形問(wèn)題，工程地質(zhì)條件較好[9]。

4結(jié)語(yǔ)

細(xì)河阜蒙縣段治理河段工程區(qū)地震基本裂度為6度，對(duì)建筑物的地震液化影響較小，可不予考慮。工程區(qū)工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，工程地質(zhì)條件較好，適宜堤壩修建。堤基工程地質(zhì)條件類(lèi)型為B類(lèi)，岸坡為基本穩(wěn)定型。由于新建堤防利用河道兩側(cè)高灘地表層開(kāi)挖土，筑堤土料不均，土質(zhì)較差，應(yīng)采取坡面防護(hù)措施，以滿(mǎn)足行洪要求。

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[中圖分類(lèi)號(hào)]P642.4

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)02-0171-02

[作者簡(jiǎn)介]董麗秋(1973-)，女，遼寧阜蒙人，工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)、水文與水資源工程、水利規(guī)劃等研究。

[收稿日期]2015-10-28