子牙河堤防系：稳固水工建设的重要保障

（一）宁晋泊北围堤

1.堤基工程地质

工程区内发育巨厚的第四系松散堆积物，钻孔揭露深度内（最大深度为9.5m），堤基为第四系全新统冲积松散堆积物，松散堆积物由壤土、粘土、砂壤土组成。

据土工试验成果，堤基土体粉粒含量较高，多为粉质壤土及粉质粘土，可塑—硬塑，多为中等压缩性土，局部为高压缩性土；多属弱—微透水性，局部为极微透水性土。

2.堤身工程质量

筑堤土为人工就地取土，分布无规律，堤身土体主要由壤土、粘土组成，局部为上砂壤土、碎砖土、礓石，土质不均一，其物理力学性质亦有差异。根据堤身土击实试验的最大干密度（根据工程类比提出：若以壤土为主，最大干密度为1.72g/cm3；若以粘土为主，最大干密度为1.65g/cm3）及堤身土填筑干密度，按堤身土体质量可分为4段。堤身土体质量以Ⅱ3类为主，部分为Ⅱ1类，各堤段堤身土体质量分类见表4-10。

表4-9　漳卫新河堤防工程质量分类

续表

表4-10　宁晋泊北围堤堤身土体质量分类表

（二）宁晋泊东围堤

1.堤基工程地质

根据堤基土体组成及其物理力学性质，将堤基土体工程地质分为三段。桩号0+000～13+000m以砂壤土为主，土质不均一，夹有壤土、粘土透镜体，属于Ⅱ3堤基。桩号13+000～23+750m上部以壤土为主，下部以砂壤土为主，局部夹有粘土透镜体，属于Ⅱ2堤基。桩号23+750～38+000m以粘土为主，夹有壤土透镜体，属于Ⅱ1堤基。

前已述及，桩号0+000～13+000m段，堤基土体以砂壤土为主，行洪时，位于地下水位以下，呈饱和状态，根据颗分成果，粘粒含量为5.7%～9.1%，均小于16%，故发生7°地震时，初判为可能液化材料。

2.堤身工程质量

筑堤土为人工就地取土，分布无规律，堤身土体主要由壤土、粘土组成，局部为砂壤土、碎砖石、礓石，土质不均一，其物理力学性质亦有差异。该段堤坝长48.9km（桩号0+000～48+900m），以壤土为主，部分为粘土、砂壤土，土质不均一，大部分粘性土被砂壤土包裹。其物理力学性质亦有差异，干密度变化大，部分堤段低于筑堤土填筑质量控制干密度，局部堤段土体疏松。物探成果亦表明，堤身土体土质不均一、存在局部土体疏松、裂缝或鼠獾洞。穿堤建筑物附近堤身土体密实程度较差，局部穿堤处堤体的坡面上发育有大小不一的塌坑。

该段为Ⅱ级堤防，对应于压实度0.92的筑堤土填筑质量控制干密度应为1.58g/cm3。据土工试验成果，参加统计的39组数据中，干密度大于上述质量控制干密度的占28.2%。宁晋泊东围堤堤身土体质量如表4-11。

表4-11　宁晋泊东围堤堤身土体质量分类表

（三）滏阳新河

1.左堤

（1）堤基工程地质。根据堤基土体组成及其物理力学性质，将堤基土体工程地质分为6段分述如后：

桩号0+000～13+000m：主要为粘土，分布稳定。属Ⅱ1类堤基。

桩号13+000～34+000m：以砂壤土为主，局部夹有粘土、壤土透镜体。属Ⅱ3类堤基。

桩号34+000～61+500m：以壤土为主，夹有粘土、砂壤土透镜体。属Ⅱ1类堤基。

桩号61+500～70+500m：以砂壤土为主，夹有粘土透镜体。属Ⅱ3类堤基。

桩号34+000～61+500m：以壤土为主，夹有粘土、砂壤土透镜体。属Ⅱ1类堤基。

桩号34+000～61+500m：粘土与壤土互层，夹有砂壤土透镜体。属Ⅱ1类堤基。

桩号13+000～34+000m、61+500～70+500m堤段，堤基土体以砂壤为主，根据颗分成果，粘粒含量分别为2.4%～8.4%、6.0%～9.5%，均小于16%，位于地下水位以下，呈饱和状态时，遇到Ⅶ度地震，初判为可能液化材料。

（2）堤身工程质量。筑堤土为人工就地取土，分布无规律，堤身土体主要由壤土、粘土组成，局部为砂壤土、碎砖石、礓石，土质不均一，其物理力学性质亦有差异。堤身土体颗粒组成较复杂，土体结构较疏松，而穿堤建筑物附近堤身土体密实程度较差，局部穿堤堤段堤身土体的坡面上发育有大小不一的塌坑。据有关资料，村庄、堆积柴草附近堤段发现鼠、獾洞。历史上，曾对该段堤防进行过加固处理，但应注意加高培厚体与原堤接触面的质量。

堤身工程土体质量分类如表4-12。

表4-12　滏阳新河左堤堤身土体质量分类表

2.右堤堤防工程质量

（1）堤基工程地质。根据堤基土体组成及其物理力学性质，将堤基土体工程地质分为5段简述如后。

桩号0+000～1+250m：主要为粘土，分布稳定。属于Ⅱ1类堤基。

桩号1+250～35+000m：以砂壤土为主，夹有壤土透镜体。属于Ⅱ3类堤基。

桩号35+000～110+000m：粘土、壤土互层，夹有砂壤土透镜体。属于Ⅱ2类堤基。

桩号116+500～129+900m：以砂壤土为主，夹有粘土透镜体。属于Ⅱ3类堤基。

桩号116+500～128+900m：以壤土为主，夹有砂壤土、粘土、淤泥质土透镜体。属于Ⅱ2类堤基。

综上所述，桩号1+250～35+000m、110+000～116+500m段，堤基土体以砂壤土为主，土体结构较疏松。

桩号1+250～35+000m、110+000～116+500m段，堤基土体以砂壤土为主，根据颗分成果，粘粒含量为7.0%～10.0%、6.4%～9.7%，均小于16%，位于地下水位以下，呈饱和状态时，故Ⅶ度地震时初判为可能液化材料。

（2）堤身土体工程质量。筑堤土为人工就地取土，分布无规律。滏阳新河右堤堤身土体主要由壤土、粘土组成，局部为砂壤土、粉砂、碎砖石、礓石，土质不均一，其填筑干密度变化大，部分低于筑堤土填筑质量控制干密度。其物理力学性质亦有差异。物探成果亦表明，堤身土体土质不均一，存在局部土体疏松、裂缝或鼠、獾洞等。穿堤建筑物附近堤身土体密实程度较差，局部穿堤堤体的坡面上发育有大小不一的塌坑。

堤身土体质量分类如表4-13。(www.xing528.com)

表4-13　滏阳新河右堤堤身土体质量分类表

注 该段堤身土缺少击实最大干密度，该最大干密度据工程类比给出。填筑干密度由标贯试验换算得到。

（四）子牙新河

1.左堤

（1）堤基工程地质。堤基为冲积相（alQ4）的壤土、砂壤土及粘土，多呈层状分布，部分堤段呈透镜状分布；多为中等压缩性土；地下水位埋深较大（勘探深度内未揭露），堤基土体位于地下水位以上，所以产生较大沉陷的可能性不大；但桩号132+500～139+000m、141+250～143+050m段，为淤泥质土，应注意堤基的沉陷问题。

桩号132+500～139+000m、141+250～143+050m段，以淤泥质壤土为主，局部为淤泥质壤土、壤土；下卧层为粘土，应注意其抗滑稳定性问题。

桩号10+000～19+000m、79+500～83+500m、102+000～111+500m段，堤基土体以砂壤土为主，局部为粉砂，土质较松散，应注意堤内低洼地形部位可能发生的渗透破坏。

桩号10+000～19+000m、79+500～83+500m、102+000～111+500m堤段，堤基土体以砂壤土为主，局部为粉砂，根据颗分成果，粘粒含量分别为4.8%～9.6%、7.5%～10.0%、6.8%～8.4%，均小于16%，位于地下水位以下，呈饱和状态时，遇有Ⅶ度地震，初判为可能液化材料。

（2）堤身工程质量。筑堤土为人工就地取土，分布无规律，其物理力学性质亦有差异。子牙新河左堤堤身土体主要由壤土、粘土组成，局部为砂壤土、粉砂、碎砖石、礓石，土质不均一。其填筑干密度变化大，部分堤段填筑干密度低于筑堤土质量控制干密度，堤身土体松散。物探成果亦表明，堤身土体土质不均一，局部堤段土体疏松、裂缝或鼠獾洞等。

穿堤建筑物附近堤身土体密实程度较差，局部穿堤堤体的坡面上发育有大小不一的塌坑，沿建筑物与堤身土体接触部位为产生渗透破坏的薄弱地带。

堤身工程土体质量分类如表4-14。

表4-14　子牙新河左堤堤身土体质量分类表

2.右堤

（1）堤基工程地质。堤基为冲积相（alQ4）的壤土、砂壤土及粘土，多呈层状分布，部分段呈透镜状分布；多为中等压缩性土；地下水位埋深较大（勘探深度内未揭露），堤基土体位于地下水位以上。

桩号24+500～32+500m、58+75061+000m段，堤基土体以砂壤为主，局部为粉砂，土体质地较疏松。

桩号24+500～32+500m、58+75061+000m段，堤基土体以砂壤为主，局部为粉砂。根据颗分成果，粘粒含量为7.0%～8.0%，均小于16%，位于地下水位以下、呈饱和状态时，遇有Ⅶ度地震时，初判为可能液化材料。

（2）堤身工程质量。筑堤土为人工就地取土，分布无规律，堤身土体主要由壤土、粘土组成，局部为砂壤土、碎砖石、礓石等。其填筑干密度变化大，部分低于筑堤土填筑质量控制干密度。物探成果亦表明，堤身土体土质均一、存在局部土体疏松、裂缝或鼠、獾洞。局部堤段堤身土体松散，尤其应注意堤身中下部或建基面附近砂壤土、粉砂分布的堤段。此外，由于坡道、近堤砖窑取土及侵堤种田等人为破坏活动，造成堤身断面单薄，为堤防工程的隐患。穿堤建筑物附近堤身土体密实程度较差，局部堤体坡面上发育有大小不一的塌坑。沿建筑物与堤身土体接触部位可能产生接触冲刷及渗透破坏。

堤身工程土体质量分类如表4-15。

表4-15　子牙新河右堤堤身土体质量分类表

（五）滹沱河

1.堤基工程地质

滹沱河北大堤（左堤）自无极县东罗尚，经深泽、安平、饶阳至献县枢纽，全长101.1km，担负着保卫清南地区、华北油田、天津市和津浦铁路的重要防洪任务，属于1级堤防工程。

滹沱河北大堤以北为由河间地块组成的滹沱河与磁河分水岭，地势开阔平缓。自东罗尚至献县枢纽，地面高程为41.5～12.5m，由西向东微倾。大堤以南为滹沱河河床，无极县以西河床宽阔平缓，河床低于地面0.5m左右；无极—一深泽段河床狭窄，低于地面约2.0m；深泽—献县河床开阔，高出地面0.5～1.0m。河床滩地高程41～13m，河床平均坡降1/3607。沿堤村民挖砂取土，在大堤内外形成了大小不等、深浅不一的深坑。

北大堤处于三个地貌单元的交会地带。滹沱河以南为冲积扇平原，其上发育有古河床高地和洼地等微地貌形态。滹沱河以北的安平县刘口以西为洪冲积平原，其上发育有古河床高地，西北部为微倾斜平地，东部为平地。安平刘口以东为冲积平原，其上发育有微高地、平地和古河床高地等微地貌。

大堤穿过地带第四系全新统地层厚度20～40m，由棕黄、黄色粘土、壤土、砂壤土和粉细砂组成，夹有薄层黑灰色淤泥质土。

该地段构造活动，主要受北北东向新华夏构造系的控制，以升降运动为主。1966年邢台地震对该地带影响很大，北大堤部分地段出现喷砂冒水及地表裂缝等地震破坏现象。

该地段与堤防工程关系最密切的为表部孔隙潜水含水层，埋藏於粉细砂及砂壤土层中，接受大气降水和河水的补给，径流较强烈，向下游方向径流排泄，水量不丰富。由于近几年的天气干旱，开采量过大，地下水位下降幅度很大，有的地段达10m以上。

综上所述，大堤地基土体以全新统冲积松散堆积物为主，夹有湖沼相堆积。大堤穿越洪冲积平原、冲积扇平原和冲积平原三个地貌单元，岩性组成复杂。主要松散堆积物有棕红色粘土、棕色壤土及黄色砂壤土，夹有粉细砂和湖沼相堆积的黑灰色淤泥质薄层或透镜体。

北大堤部分堤段坐落在古河道高地砂层上，如桩号5+000～17+000m、25+000～29+000m、75+000～76+000m三段最为典型，且与地貌相吻合，粉细砂堆积厚度大，前者的东滩附近和后者的吕汉附近两处，钻孔揭露粉细砂层厚度达12m，尚未见层底。粉细砂不均匀系数Cu=2～3，孔隙比均值为0.92，最大孔隙比为1.05，故粉细砂层质地疏松，属于不良堤基。

上述粉细砂层分布地段，1966年邢台地震时，地下水位埋深仅3m左右，饱水粉细砂在地震力作用下发生液化，液化粉细砂向上充填壤土或未液化的土层裂缝中，形成分布面积较大的一条条砂带。砂带的形成，使下伏粉细砂层更加疏松，使上覆未液化壤土、砂壤土或砂层的完整性遭到破坏，留下很多松散的砂带，地基土体的透水性更强，只要有水浸泡就形成一个个塌坑、裂缝等，在姚庄（桩号72+120～72+600m）、吕汉（桩号75+000～76+000m）时有发现，裂缝宽可达40cm。若不进行加固处理，作为堤防工程的基础，是严重的隐患。

其他堤段堤基土层亦为近代堆积物，孔隙比大部大于0.8，渗透系数最大为9×10-5 cm/s，压缩模量6.2～14.3MPa，属中等压缩性土，仅少量粉质粘土近高压缩性土。

2.堤防工程质量

北大堤为在大堤两侧就近取土填筑。堤身主要由粘土、壤土和砂壤土混杂填筑，致使堤身土体质地不均一。大体可分为以粘性土为主堤段和以砂性土为主堤段两种情况：

堤身以粘性土为主堤段：以棕红色粘土、棕黄—黄色壤土为主，混杂灰黄色砂壤土和粉土。粘土一般呈团块状，壤土或砂壤土包在粘土团块周围。粘土团块的最大直径可达40cm。壤土和砂壤土，干燥，呈碎块或松散状，堤身土体质量较差。

堤身以砂性土为主堤段：以灰黄色砂壤土或粉土等砂性土为主组成，夹少量粘土或壤土团块。土体质地较均一，但结构疏松。

由于筑堤土料质地不均一，堤身土体填筑质量差异较大，堤身土填筑干密度最大值为1.76g/cm3，最小值为1.16g/cm3，平均值为1.44g/cm3，如果筑堤土质量控制干密度按1.5g/cm3，则全堤质量合格率仅为27%，且粘性土堤段合格率稍高于砂性土堤段。经粗略统计，大堤土体质量分类：Ⅰ1类约占堤长的15%、Ⅰ2类约占20%、Ⅰ3类约占65%。

从探坑揭露资料，粘性土组成的堤身，粘土往往呈团块状，周边被壤土或砂壤土包裹，壤土和砂壤土呈松散状，局部壤土或砂壤土呈松散夹层，并含有腐烂的树根等。砂性土组成的堤段，质地疏松，有时手指轻轻即可插入。在粘性土堤段表部2m以上，有的堤段有干裂和鼠洞等。

由试验资料可以看出，堤身质量最差堤段为：桩号20+000～36+000m、46+000～62+000m两段，长约32km。尤其前一堤段，堤身土体填筑干密度平均值仅有1.385 g/cm3，填筑质量控制干密度按1.5g/cm3，其合格率仅为4%。上述堤段，土体结构松散，凝聚力低，风吹雨冲蚀，大堤极易破坏，在洪水期的防渗、抗冲刷等将是最薄弱的堤段。

为了加固堤防工程，于桩号47+623～52+623m（曹庄—南牛县）段，加有后戗台，戗台高1.5～2.5m。台面宽3～10m，河床高程较地面高程高1m左右。戗台土体干密度平均值为1.4g/cm3，戗台基础土体5m深度内均为砂壤土、粉土、粉细砂等砂性土；深度5m以下的厚层壤土夹少量砂壤土和粉细砂透镜体。桩号61+069～62+369m（袁营段）堤段加有前后戗台，前戗台宽7m，高为3m；后戗台宽约9m，高不足1m，堤内、外高程基本一致，戗台基础土体，自上而下依次为砂壤土层，厚2m，壤土层，厚约2.5m；砂壤土夹壤土和粉细砂透镜体。