漳卫河系堤防主要包括漳河(磁县西高压以下)、卫河(老观咀以下)、卫运河、漳卫新河。
(一)漳河
1.堤基工程地质
(1)陈村段。位于漳河右岸,桩号17+1000~18+400m,钻孔揭露(12m)深度范围内,土质类型主要为壤土、砂壤土、粉砂和粘土等。附近有历史上洪水期决堤口门。地基土体上部以壤土、粉砂、砂壤土为主,天然干密度较小,密实度差,局部砂层与堤内、外连通(河床内侧高于堤外侧地面),结构疏松,渗透性较强。
(2)吴村段。位于漳河右岸陈村险工段下游,桩号20+000~24+000m,堤长4km。钻孔揭露深度(12m)范围内,地基土体为第四系冲积松散堆积物,自上而下依次为砂壤土(单层厚4.4~9.5m)壤土(2.0~4.0m),下部为粉砂、近底部为砂壤土或壤土,粉砂底部有一层连续性较好的淤泥质壤土(或淤泥质砂壤土)。砂壤土占总厚度的17%~21%,壤土占25%~35%,粉砂占46%~67%,淤泥质壤土(或淤泥质砂壤土)占2.5%~8.3%。土层在水平方向上展布基本稳定。上游段(桩号21+017.8~21+128)中上部砂壤土、壤土多属高压缩性(压缩系数多在0.422~0.647MPa-1)。下游段为中等压缩性土,局部土体孔隙比较大。粉(细)砂标准贯入击数较低(2.4~6.1击)。
(3)白枣林段。位于漳河左岸,桩号52+000~52+500m。堤基土体为第四系全新统河流相松散堆积物,由壤土、粘土及少量砂壤土组成。其中壤土约占勘探深度内地基土体总厚度的45.9%,粘土约占16.6%,砂壤土约占37.5%,均呈层状或透镜体状展布。堤基土多为粉粒含量较高的少粘性土,其平均粒径在0.015~0.075mm之间(壤土、砂壤土),孔隙比大值平均值为0.803~0.990。
(4)刘深屯段。位于漳河右岸,桩号59+800~62+000m。堤基土体为第四系全新统河流相松散堆积物,在勘探深度范围内(9~12m)未见地下水。揭露有壤土、粘土、砂壤土及粉砂。大堤两侧地层由南向北砂壤土、粉砂逐渐增多,呈层状或透镜体状展布。上游段中上部为壤土,下游段中上部为粘土,由于河流侧向冲刷及人工挖砂,堤基土体临空。壤土粉粒含量平均值为69.7%,高值可达81.8%。粘粒含量小于15%。密实度不均一。
(5)大韩道段。位于漳河右岸桩号72+850~73+150m,历史上洪水期大堤决口,致使堤基土体受到严重冲刷,遭受破坏长度约240m(桩号约为72+880~73+120),冲刷最深处达11.5m左右。勘探深度范围内,堤基土体组成为壤土、砂壤土、粉砂,粘土仅在局部分布,其厚度分别占总厚度的30%~55%、0~45%、0~65%、0~30%。以壤土、粉砂居多,粉砂多为洪水期决口处的堆积物如:桩号72+880~73+120m。多为高压缩性土(压缩系数大值平均0.524MPa-1),标贯击数低,故形成局部段堤顶沉陷。砂壤土、粉砂结构松散,抗冲刷能力差,渗透性较强,在饱和状态时,易产生堤坡滑动及流土型渗透破坏。
(6)徐万仓(马时庄—邢村)段。位于漳河左岸马时庄、黄炉至王乍村附近,桩号87+300~93+000m,段长5.7km,地面高程40~44m。为第四系全新统河流相松散堆积物(),堤基土体为壤土、粘土、砂壤土及粉砂。桩号88+530~88+690m、89+320~89+342m、89+735~89+810m三段堤基上部1~1.5m均为粘土,质地松散,孔隙比大,属于高压缩性土。
(7)徐万仓(魏)段。位于漳河下游末端左岸,桩号97+000~98+000m。勘探深度范围内主要为壤土、砂壤土及粘土,分别占勘探深度内堤基土层厚度的34%~41%、28%~44%及24%~33%。
(8)崔岳村段。位于漳河右岸,桩号90+000~95+000m。堤基为第四系全新统河流相松散堆积物,在勘探深度内主要为砂壤土、粘土、粉砂及壤土,分别占总厚度的34%~100%、26%~50%、0~45%及0~24%。堤基土体成层性较好,顶部为粘土,厚约1.4~4.0m,下部为砂壤土和粉砂,多为中等压缩性土。中下部的砂壤土、粉砂,标贯击数6.1~15.6。局部段外侧堤基砂壤土土体临空3.5~3.7m。
(9)束堤段。束堤段位于漳河下游近末端现行洪河道内,从河北大名县七里店(漳河右堤)起经万堤镇至西营镇附近(与右堤再次相交),全长约19km。束堤段地势较为平坦,上游比下游略高,最大高差约4.5m。右堤、李二庄、石家庄村附近地面高程约43.5~45.0m,石家庄以北、后屯、万堤、马庄、大李庄一带地面高程41.5~43.5m,大李庄、郭庄、冯店、皂庄、毕庄至右堤引河附近地面高程41m左右。右堤内侧引河河床高程36.4m。堤基(砂)土体天然含水量和天然密度较低,孔隙比大,土体结构疏松,均属中等压缩性土。地基上部以粘土为主,局部段为壤土,分布较为稳定;中下部为砂壤土,厚度大、分布广、连续性较好;下部粉砂、细砂多呈透镜体状。
地下水位埋深在13.5~26.0m之间,大多埋深15~20m,为潜水,局部呈上层滞水,赋存于潜水位以上粉砂透镜体中。灌溉用水主要为深部地下水。
2.堤身工程质量
各堤段堤身工程土体质量分类如表4-6。
表4-6 漳河堤防工程土体质量分类
(二)卫河
卫河上起老观咀下至许万仓(与漳河汇流处)。卫河流经浚县、滑县、内黄及馆陶等地。卫河左堤长185.30km,右堤长190.50km,均属于Ⅱ级堤防,如表4-1。
根据野外观察及勘探试验资料,堤身土主要由壤土、砂壤土组成,局部堤段见有粉土和粉砂,虽岩性组成简单,但其分布规律性差,为人工就地取土填筑所致。
1.左堤工程地质
左堤上游及下游以壤土为主,局部为砂壤土;中游以砂壤土、壤土为主。从颗粒分析成果看,壤土粘粒含量多在10%~20%之间,粉粒含量在40%~60%之间。筑堤土多为就地取土,多为壤土、砂壤土,局部为粉砂。据试验资料分析及野外观察,堤身土体干密度小、孔隙比大、结构疏松;筑堤土料为壤土/砂壤土或砂壤土的堤段达74.7%,壤土堤段仅占25.3%(其粘粒含量多大于15%);勘察范围各堤段堤身土体的填筑干密度均比其相应填筑质量控制干密度小5%~25%。故左堤工程土体质量均判定为Ⅱ3类。
2.右堤工程地质
右堤上游以壤土、砂壤土为主,局部为粉砂、粉土,中游以壤土为主,下游以砂壤土、壤土为主。从颗粒分析成果看,壤土粘粒含量多在10%~15%之间,粉粒含量在45%~60%之间。筑堤土多为就地取土,一般为壤土和砂壤土,局部为粉砂、粉土。筑堤土料以壤土/砂壤土组合的堤段占46.2%,壤土堤段占53.8%(其中粘粒含量小于12.3%的占24.6%);组成各堤段堤身土体干密度较相应堤防工程级别应达到的堤身土体干密度要低得多,故右堤防工程土体质量判定为Ⅱ3类。
3.其他问题
(1)卫河沿岸村、镇较多,因而穿越堤防的公路、便道较多,这些部位一般堤高不够。另外,亦有堤防断面偏小及不均匀沉降等问题。
(2)据现场调查,堤身中存在蚁穴及孔洞,局部堤段堤坡陡、小冲沟发育。
(3)据粗略调查,灌溉渠道、废弃闸址和扬水站等穿堤建筑物,沿卫河两岸共有40余处(部分已掩埋而无法看到)。上述建筑物多在堤身中下部穿过,其与堤身土的接触部位、其封堵材料及封堵质量均应予以重视,河道行洪时,这些部位都可能是隐患。
(三)卫运河
1.堤基工程地质
(1)左堤。馆陶段(桩号0+000~40+400):地面高程40.6~36.2m。钻孔揭露深度范围内的土层均为第四系全新统冲积松散堆积物,主要土质类型有粉质壤土、粉质砂壤土、粉质粘土、粉土及粉细砂等。其中,粉质壤土约占50%左右,厚度大且分布稳定,是主要的堤基土类型;粉质砂壤土次之约占25%左右,分布有一定的连续性;粉质粘土、粉土及粉砂等合计约占25%左右,在上部粉质壤土层中主要以夹层形式出现,厚度一般较小,连续性较差;粉细砂层主要在土层下部范围内分布,并有一定厚度和连续性。
临西段(桩号40+400~79+700):地面高程36.2~30.4m。钻孔揭露深度范围内的土层均为第四系全新统冲积松散堆积物,主要土质类型有粉质土、粉质砂壤土、粉质粘土、粉土及粉细砂等。其中,粉质壤土约占45%~50%,厚度大且分布稳定,是主要的堤基土类型;粉质粘土次之,约占35%左右,在上部土层中呈透镜体状分布(厚度0.2~1.5m),在下部土层中则厚度增大,并呈连续状分布(桩号58+000以后);粉质砂壤土约占15%~20%,厚度变化较大(0.2~6.0m),连续性相对较差。(www.xing528.com)
清河段(桩号79+700~98+600):地面高程30.4~28.2m。钻孔揭露深度范围内的土层均为第四系全新统冲积松散堆积物,主要土质类型有粉质壤土、粉质砂壤土、粉质粘土、(粉土及粉砂)等。其中,粉质壤土占60%左右,厚度大且分布稳定,是主要的堤基土类型;粉质砂壤土次之,约占15%~20%,但连续性差,多呈透镜体状分布,厚度变化亦较大;粉质粘土约占20%左右,在下部土层中分布较连续。
故城段(桩号98+600~162+000):地面高程28.2~22.2m。钻孔揭露深度范围内的土层均为第四系全新统冲积松散堆积物,主要土质类型有粉质壤土、粉质砂壤土、粉质粘土、粉土及粉砂等。其中,粉质壤土约占65%左右,厚度大且分布稳定,是主要的堤基土类型;粉质粘土约占15.6%~20%,厚度变化大并有一定连续性,尤其在下部土层中分布连续性相对较好;粉质砂壤土约占15%左右,在上部土层中多呈透镜体状断续分布,厚度变化多在0.5~5.0m之间。
(2)右堤。冠县段(桩号0+000~30+300):地面高程40.3~35.7m。钻孔揭露深度范围内的土层均为第四系全新统冲积松散堆积物,主要土质类型有粉质壤土、粉质砂壤土、粉质粘土、粉土及粉砂等。其中,粉质壤土占45%~50%左右,厚度大且分布稳定,但夹层较多,是主要的堤基土类型;粉质砂壤土次之,约占30%,主要分布在下部土层,上部多以透镜体出现;粉质粘土、粉土及粉砂各约占5%~10%左右,均呈断续状分布。
临清段(桩号30+300~74+500):地面高程35.7~29.6m。钻孔揭露深度内的土层均为第四系全新统冲积松散堆积物,主要土质类型有粉质壤土、粉质砂壤土、粉质粘土、粉土及粉砂等。其中,粉质壤土约占65%,厚度大且分布稳定,是主要的堤基土类型;粉质砂壤土约占18%,在局部段(桩号Y30+300~Y35+000、Y40+000~Y45+000)有一定的连续性;粉质粘土约占10%~15%,在下部土层中有一定连续性;粉土及粉砂约占5%左右,均呈透镜状分布。
夏津段(桩号Y74+500~Y95+100):地面高程29.6~27.7m。钻孔揭露深度内的土层均为第四系全新统冲积松散堆积物,主要土质类型有粉质壤土、粉质砂壤土夹粉质粘土及粉砂等。其中,粉质壤土约占70%,厚度大且分布稳定,是主要的堤基土类型;粉质砂壤土约占10%~15%,呈透镜体状分布;粉质粘土约占10%,呈透镜体状且主要分布在下部土层中;粉砂约占3%左右,局部少量分布。
武城段(桩号Y95+100~Y158+100):地面高程27.7~22.2m。钻孔揭露深度内的土层均为第四系全新统冲积松散堆积物,主要土质类型有粉质壤土、粉质砂壤土、粉质粘土、粉土和粉砂等。其中,粉质壤土约占55%,厚度大且分布稳定,是主要的堤基土类型;粉质砂壤土约占20%,在局部段有一定的连续性;粉质粘土约占15%~20%,在下部土层中局部有一定连续性;粉土和粉砂约占5%~10%,主要分布在桩号Y135+000m下游段的下部土层中。
(3)堤基工程地质分析。对于本河段堤防工程而言,堤基土承载力完全可满足上部堤身附加荷载的要求。堤基多为中等或中等偏低压缩性土层,在高度小于8m的堤身荷载作用下不会产生较大的沉降量。
由于堤基土以粉质壤土为主,厚度大且连续分布,对地基土体稳定影响较大,粉土或砂性土多以夹层形式出现,因此初步认为可暂不考虑土体饱和震动液化问题,但应对静力荷载下土体饱和状态的稳定性进行复核。建议堤基土在天然饱和状态下的抗剪强度综合指标为C=10kPa、φ=18°。堤基土渗透破坏形式以流土为主,建议堤基土体渗透允许坡降值为I允=0.21~0.39。
2.堤身工程质量
堤防工程土体质量分类见表4-7。
表4-7 卫运河堤防工程质量分类
(四)漳卫新河
1.堤基工程地质
(1)岔河。桩号0+000~14+500m:该段两岸松散堆积物组成基本一致,以壤土、粘土为主,分别约占45%~50%和35%~40%;砂壤土较少,约占15%。
桩号14+500~42+500m该段两岸松散堆积物组成基本一致,其中壤土较多,占40%~50%,砂壤土次之,占30%~40%,粘土最少,约占20%。
(2)老减河。桩号0+000~17+000m:以壤土、砂壤土为主,各约占40%,其次为粘土,约占20%。
桩号17+000~28+500m:以壤土及砂壤土为主,各约占40%,粘土约占20%。
桩号28+500~51+500m:该段两岸堤基土组成略有不同,左岸以壤土及粘土为主,其次为砂壤土;其中壤土约占45%,粘土约占35%,砂性土约占20%。右岸砂壤土较多,约占50%,壤土次之,约占30%,粘土约占20%。
(3)漳卫新河。左堤桩号42+500~79+000m、右堤桩号51+500~89+500m:以壤土为主,约占55%,其次为砂壤土,约占35%,只在局部夹有少量粘土。
左堤桩号79+000~109+500m、右堤桩号89+500~120+500m:以壤土为主,占40%~50%,粘土和砂壤土次之,占25%~30%,土层结构较复杂。
左堤桩号109+500~147+000m、右堤桩号120+500~157+550m:以壤土层为主,约占70%,砂壤土及粘土层均较少,且呈透镜体状分布,多分布在堤基中下部。
左堤桩号147+000~191+000m、右堤桩号157+500~200+000m:该段粘土较多,局部达50%~70%;其次为壤土,呈薄层或透镜状分布,局部夹有少量砂壤土。
(4)堤基工程地质分析。区内地层为第四系冲积和冲积海积松散堆积物,分布有一定范围和厚度的粘土层,其分布范围、厚度、埋深及土的压缩性变化较大,堤基压缩变形问题较为复杂,河口地段堤基沉降量会很大。
堤北水坡外地形较为复杂,有许多洼地、引水渠、排水沟及水坑等。
岔河、老减河各堤段分布有较多的砂壤土、粉土,局部为粉细砂,土体结构松散,厚度不一。沟店铺以上,地震基本烈度为Ⅶ度,其下游处于Ⅳ度区。岔河堤基砂性土的平均粒径一般在0.02~0.04mm,老减河堤基砂性土的平均粒径一般在0.03~0.07mm。
表4-8 漳卫新河堤基土体物理力学参考统计表
由表4-8试验数据不难看出,同一类土的试验数据分散性较大,主要由于含水量大小和成因类型差异所致。
2.堤身工程质量
堤防工程质量分类见表4-9。
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