大清河系堤防的重要性

（一）白沟河

白沟河由涿州市二龙坑—新盖房长约55km，左堤为Ⅱ级堤防工程，右堤为Ⅲ级堤防工程。为防洪需要，仅对堤防工程进行了调查和物探电法勘探，现将所得资料简述于后。

1.堤基工程地质

该地段为太行山前冲洪积扇边缘地带（溢出带附近），向东为冲积平原。地势西北高、东南低，地面坡降1/1500～1/1700，地面高程40～10m。白沟河西侧分布有零星的洼地，如肖官营、加录、侠流、大屯、兰沟洼等；东侧地形开阔平坦，其上局部分布有沙丘、缓岗等微地貌。

该地段表部为第四系全新统冲洪积壤土、砂壤土和粉细砂等。粉细砂主要分布在古河道和永定河决口扇，地貌上往往形成岗垅地貌景观。

白沟河以西地带，主要为冲洪积平原区，发育有两个含水岩组，第一含水岩组底板埋深20～40m，为孔隙潜水含水层；第二含水岩组底板埋深120～140m，具孔隙承压水特征。含水岩组均有砂、砂砾石和砂卵石组成，且在水平方向上由西向东逐渐变细，自上而下由细变粗的变化规律。接受大气降水和山前地下水的径流补给，径流较强烈，含水较丰富，向下游平原区排泄，单井单位涌水量可达15～40m3/（h·m）。白沟河以东冲积平原区，第一含水岩组底板埋深40～50m，第二含水岩组底板埋深140～160m；含水层为细砂、粉细砂、中细砂为主，含水层单层厚度2～10m不等，单井单位涌水量15～30m3/（h·m）。地下水水质均属重碳酸钙型淡水，对普通硅酸盐水泥没有腐蚀性。

2.堤防工程质量

此段堤防工程“96·8”洪水后仅作了地面调查和访问，有几个问题是值得注意的：

（1）堤顶产生纵向裂缝，1996年8月7日左堤东孟良营段水至堤脚，产生两道纵向裂缝，长度分别为150m、120m，宽1～2mm，可见深度50～70cm。可能是由于堤身土体密实度太低或后期复堤时两部分土接界面没有处理好所致。

（2）1996年8月4日高碑店市日降雨量120mm，堤顶形成积水，且多处出现由于垂直渗透破坏而形成的漏斗形凹坑，漏斗直径3～5cm，垂直渗漏的水在堤内外坡脚溢出，在堤脚附近又形成冲沟。堤背水坡面上形成20余处冲沟，长2～4m，宽1～1.3m，深0.5～0.7m不等。因筑堤土料为粘土、粉土或砂壤土混杂填筑，没有很好的拌和，粘土往往呈团块状，而粉土或砂壤土包裹在粘土团块周围，呈碎块状或松散状，孔隙很大，在水作用下，粉土或砂壤土沿孔隙带走，形成似漏斗状的落水洞等破坏现象。

（3）从堤的展布方向上看，1970年第三次复堤后，留有几处凹形缺口，以便分泄洪水，堤的外貌看上去很不齐整。沿堤有几处穿堤建筑物，大多建筑物与堤身土体接触部位没有较好的截渗设施，是堤防工程的薄弱环节。

综上所述，白沟河堤防工程土体质量，单就地面和访问调查资料来看，堤身土体质地不均一，粘土团块较大，空隙太大，透水性太强。

新城县境内左堤长37.1km，物探电法资料显示，有25km长的堤身土体有异常反映，根据视电阻率曲的形态分析，大多为土体质地不均一，局部土体松散，空隙太大所致。

局部堤段筑堤土为粉土或砂壤土，土体质地松散，干燥时风吹就可使其流动。后期对这些堤段进行包胶加固处理，由于粘土层薄，有的发育密集的干裂缝，有的剥落后使砂壤土裸露，形成一个个小坑，这些堤段属Ⅱ3类堤防土体。

综合判定，白沟河左堤大部分堤段属于Ⅱ2类，部分堤段属Ⅱ3类，对其质量应作全面检查。

（二）南拒马河

南拒马河，自定兴县北河店—新盖房枢纽全长约36km，右堤为Ⅱ级堤防工程。

南拒马河过京广铁路后，沿东东南方向至白沟镇南与白沟河汇合后称大清河。

1.堤基工程地质

南拒马河流经地带主要山前洪冲积平原区。地势西高东低，地形坡度约1/1500。地面高程45～10m。该地段基本为冲洪积平原的前缘（溢出带）附近，其北侧为呈近南北向展布的兰沟洼地。

南拒马河在此地带地表部为第四系全新统冲洪积松散堆积物，主要为壤土、砂质粘土和砂壤土等，近洼地地带且夹有淤泥质粉土和粉细砂透镜体等。

该地区地下水，与堤防工程关系最为密切的为上部孔隙潜水含水层（含水岩组），该含水岩组底板埋深20～40m，含水层由西部的砂、砂砾石向东部逐渐过渡为中砂和粉细砂。接受大气降水和山前地下水的径流补给，水量较丰富，径流较强，向下游径流排泄或向河床等低洼处排泄。

2.堤防工程质量

对右堤桩号7+200～15+100m堤段进行物探电法勘探，发现许多视电阻率异常段，后又对视电阻率异常段进行了复测，查得以下14个异常段。对视电阻度异常段的检查分析，异常点埋深为堤顶以下1～6m不等，均在堤身内分布。有以下几种因素所致：

（1）穿堤建筑物与堤身土体间不密实，留有较多的空隙或小空洞，堤身体近建筑带来压实，呈松散状。

（2）埋管接头没衔接好，留有较大缝隙。

（3）筑堤土体质地不均一，粘土呈大小不等的团块状，而砂性土呈松散状包裹在粘土团块周围，使堤身土体疏松。

（4）堤身土体包裹有细砂或粉细砂透镜体或薄层，砂性土呈疏松状。

（5）筑堤时堤段接头部位没有压实，形成一段土体疏松堤段。

（6）在后期加固复堤时，对新旧堤土体结合面没有很好的处理，沿结合面附近形成一疏松土带。

原堤决口回填封堵时，回填物组成混杂，土中夹杂有树根、草等，树根等腐烂后形成小空洞。下部相当于水中倒土，质地亦较松散。

由以上查明的引起物探成果异常的原因不难看出，这些堤段应是具有隐患的堤段，属于Ⅱ3类堤防工程。对南拒马河右堤工程土体质量应进行全面检查，对堤基工程进行地质勘察，查找堤基和堤身土体隐患是非常必要的。

（三）潴龙河

由安国县军洗—高阳县东留果庄入白洋淀，全长75km。该河上游宽、下游狭窄，洪水向淀内排泄不畅，历史上曾发生多次决口，两岸居民遭受水灾。主要决口大多发生在博野—高阳河段，此次地质调查和收集到的点滴资料亦在此范围内，现简述于后。

1.堤基工程地质

前已述及，潴龙河千里堤是潴龙河主要防洪工程，位于洪冲积平原与冲积平原接界地带的冲积平原一侧，由一系列呈北东向展布的低平地、故河道高地及微高地组成。地面高程19～25m，由西南向北东方向倾斜，地形坡度约1/5000。

与堤防工程关系密切的堤基表部为冲积壤土、粘土和砂壤土为主，故河道高地往往分布较厚的粉细砂层。在剖面上往往呈透镜体状或呈层状分布。

该地段与堤防工程关系密切的为表部孔隙潜水含水层，埋藏于故河道砂层中，接受大气降水补给，径流较微弱，向白洋淀方向径流排泄。近年来由于连年干旱，地下水急剧下降，水量减小。

2.堤防工程质量

潴龙河千里堤在博野县境内长13.563km（桩号16+241～29+804），为Ⅱ级堤防工程，堤高4～5m，堤顶宽8m，边坡1∶3，堤顶高程27.4～24.3m，纵坡坡降约1/5000。该堤段从清朝开始形成，都是人工就地取土填筑，填筑质量、堤身土体密度等有很大差异，历史上曾多次决口成灾，1966年邢台地震对其影响亦较大。近几年来，博野县水利局对堤防工程土体质量进行了调查，有六段堤顶高程不够，需要加高处理，合计长约5600余米。堤坡陡直，需要贴坡加固处理合计长约260m，堤坡1∶1～1∶2。

从全堤126组试样资料来看，粘粒含量平均值为18%，粉粒含量高达53%，砂粒含量29%。而堤身土体填筑干密度大多为1.20～1.35g/cm3，仅有16个样品的填筑干密度达1.40～1.51g/cm3。粉、砂粒含量较高的壤土击实试验最大干密度近1.70g/cm3，压实度按0.92考虑，堤身土体填筑质量控制干密度应达到1.55g/cm3以上或接近1.60g/cm3。即使堤身土体质量控制干密度按1.5g/cm3，其填筑质量合格率亦仅有6%。所以，该堤段堤身土体填筑干密度低，质地疏松、透水强、堤坡稳定性差，基本可视为Ⅰ3类堤防工程。

由于该段堤防工程土体密度低、孔隙率大，防渗能力差，渗透稳定性差，在1985年进行调查时，发现有496处渗水痕迹（当地老乡称“水眼”），进一步证明了土体质量不均一，这是堤防工程的一大隐患。堤坡上尚发现有14处因冲刷而形成凹槽（当地称浪窝），说明堤坡土体坑冲能力很差。由于堤防工程附近村庄密集，种植豆类等谷物较多，鼠洞较多，鼠洞较密集地段有44处，对堤防工程破坏性较大，应引起高度重视，且应尽早回填处理。对于穿堤建筑物和穿堤道路亦应进行详细检查，发现质量问题及时予以加固处理。

潴龙河千里堤在蠡县境内约29.76km，堤顶高程25.67～20.19m，堤坡1∶2.5～1∶3.0，堤顶宽6～8m，堤高6m左右。由地面调查资料来看，堤身土体大多为壤土或砂壤土，含砂量较高。由于人工就地取土筑堤，且多为冬季施工；有部分堤段为决口后的杂填土，土体压实度不够，填筑干密度小，堤身土填筑干密度平均值1.3g/cm3，局部堤段为1.2g/cm3。属于Ⅰ3类堤防工程。

据物探电测深资料，堤身土体物质组成不均一，粘土团块和砂性土相间分布，雨后堤顶形成塌坑。局部虽经灌浆加固处理，由于泥浆材料就地采取，含砂量高，泥浆和易性差、离析快、灌浆效果不理想。

潴龙河千里堤在高阳县境内长约25km，为潴龙河尾闾段。河道淤积严重，河道萎缩，最窄处仅有342m，使河水向淀内排泄不畅，历史上洪水期多次决口泛滥成灾。

堤身土体大多为不同时期多次填筑、修补加固或决口回填等，土体质地不均一；填筑不密实，堤身土体干密度大多为1.20～1.30g/cm3，对含砂量较高的粘性土而言，其密实度太低，且有部分堤段为砂性土填筑。这些堤段应属Ⅰ3类堤防工程。由于堤身土体质地不均一，堤顶多处出现塌坑，塌坑最大者直径达2.5m，深1.5m，为雨后垂直入渗土体细颗粒被带走所致，对堤身土体完整性破坏较严重。

综上所述，堤身土体质地不均一，局部堤段砂性土组成、有的为粘性土团块周边包有粉细砂；土体质地疏松，填筑干密度低，大多堤段土体填筑干密度远低于控制干密度，使堤身土体抗冲刷和防渗能力均较差。高阳县水利局于1986年对上述堤段中长约10km进行了灌浆处理，对堤身防渗确有较大作用，但对堤身抗冲刷和强度的增加不太明显。

（四）白洋淀千里堤

白洋淀千里堤自高阳东绪口—枣林庄枢纽，长约36km，堤顶宽6～8m，堤坡坡度1∶2.7～1∶3.0，局部为1∶4.0，堤顶高程11.0～13.24m。经水利局地面调查，险工段计有8处，总计长度7.2km。穿堤建筑物（引水或排水）计有79座。(www.xing528.com)

河北水利水电二院，对堤身土体取样17组，作颗分试验。结果表明，土的组成以粉、砂粒为主，颗粒组成偏粗，堤身土体防渗能力差，易产生流土等渗透破坏；如果土体密实度较低，其强度亦不会高，对抗冲刷和堤坡稳定影响较大。堤防工程土体质量应判定为Ⅱ3类。

（五）新盖房分洪道

自新盖房枢纽—刘家铺，长约23.5km，为Ⅱ级堤防工程。河北水利水电二院，对其做地面调查的同时，对堤身取土样25组进行颗粒分析。结果表明，堤身主要由砂、粉粒组成，颗粒组成偏粗。宏观判断，该堤段的防渗、抗冲和堤身土体力学强度均较差。土体质量应判定为Ⅱ3类堤防工程。

（六）天津市西部防洪堤

天津市西部防洪堤西起独流减河进洪闸，经西河堤、中亭子堤、十里横堤、南遥堤、北遥堤，至永定河与永定新河交汇处的屈家店。该段堤防属Ⅰ级堤防。从1988年至2000年，对上述各堤段进行了不同精度的检查和勘察工作。

1.西河右堤

该段是天津市西部防洪堤中的一段，位于西青区独流减河进洪闸至西河闸之间子牙河右堤，桩号0+000～11+500m，全长11.5km。

（1）堤基工程地质。由上而下依次为第四系全新统（1）上部陆相冲积层，包括3小层，分别为粘土、粉质粘土，局部为粉土，厚约3.1～6.0m。第四系全新统（2）中部海相层，以灰色粉质粘土、粉土为主，层厚3.6～5.5m，局部地段厚度大于6.8m。根据渗透性试验，堤基土体均属微透水性。

上部陆相层以粘土、粉质粘土为主，可塑状为主，粉土呈透镜体状。其中粘土属于中等压缩偏高土，粉质粘土、粉土属中等压缩性土，粉土层埋深浅、厚度大（埋深1.3～1.9m与下部海相层粉土累计厚度达5～7m）。可视为Ⅰ1类堤基。

（2）堤身土体质量。堤身高5.3～6.4m，上部岩性以粉质粘土为主，土质干燥，硬塑—坚硬，土体质地不均一，粉粒含量平均值22%。根据渗透性试验，堤身土体属微透水。

根据69组室内试验成果，堤身土填筑干密度ρd≥1.5g/cm3的占53.6%，1.50g/cm3＞ρd≥1.45g/cm3的占24.6%，1.45g/cm3≥ρd＞1.40g/cm3的占10%，ρd＜1.40g/cm3的占11.8%。按前述分类标准，属于Ⅰ2～Ⅰ3类堤防工程中的较好者。

中部海相层以粉质粘土、粉土为主，属中等压缩性土。

2.中亭子堤

该段天津市西青区杨柳青镇西北的中亭河，东连西河闸，西接十里横堤，该段全长11.5km。中亭堤修建较早，其南侧（迎水面）设有砌石护坡，堤顶有40～60cm高的防浪墙，堤顶宽8～12m。据调查，每到高水位期，大堤就出现较为严重的漏水现象。

（1）堤基工程地质。堤基土体自上而下依次为：

第四系全新统上部陆相冲积层，粉土，黄色—黄褐色，湿饱和，可塑—流逆状，层厚2.7～4.0m。根据土工试验结果，堤基土体属弱—中等透水性，属中等压缩性土。

中部湖—沼相沉积层以粘土（1.7～2.0m）、粉质粘土（1.2～1.4m）为主，呈饱和，可塑状，均属中等压缩性土。

中部海相层为粉质粘土，灰色，饱和，软塑—流塑状，揭露厚度3.4～3.5m。据土工试验资料，属微透水性、中等压缩性土。属Ⅰ3类堤基。

（2）堤身工程质量。堤身高4.5～4.6m，主要以粉土为主，粉细砂及粉质粘土薄层。粉土，黄色—黄褐色，湿—饱和，可塑—流塑状，层厚2.7～4.0m。根据渗透试验，堤身土体属弱透水性。

根据6组室内试验成果，堤身土填筑干密度ρd≥1.5g/cm3的占33.3%，ρd＜1.4g/cm3的占66.7%。从统计数据可以看出，该堤段大堤土体填筑干密度低，堤身质量差，不能满足设计要求。堤身土体塑性指数最大6.9，最小5.2；粘粒含量4.3%～12.9%。以小于5%的为主。填筑料质量不满足设计要求，以粉土为主。堤身土体质量属于Ⅰ3类。

3.十里横堤—九里横堤

该段位于天津市武清县王庆坨镇西，呈南北向。北起南遥堤（桩号0+000m），南至中亭河（桩号12+145m），全长12.415km。

（1）堤基工程地质。堤基土体自上而下依次为：

第四系全新统上部陆相冲积层，粉土（桩号11+400m以北），黄褐色，湿—饱和，坚硬—流塑状，层厚1.5～4.7m。根据土工试验结果，堤基土体属弱透水性，属中等压缩性土；粘土（桩号11+400m以南），黄褐色，湿—饱和，坚硬—硬塑状，层厚2.5～3.1m。据试验，该层属微透水，中等压缩性。

中部湖—沼相沉积层以粘土（1.3～4.8m）、有机质粘土（1.8m）和粉质粘土（1.6～3.0m），属微—弱透水性，除有机质粘土为高压缩性土外，其他土为中等压缩性土。

中部海相层主要为粉质粘土，灰色，饱和，可塑—流塑状，揭露厚度4.0m，属弱透水性，中等压缩性。其次为灰色饱和粘土，揭露厚度1.6m，属微透水性、中等压缩性土。属于Ⅰ1～Ⅰ2类堤基。

（2）堤身工程质量。堤身高2.5～3.9m，主要以粉土为主，塑性指数平均8.9，粘粒含量平均12.1%，以小于10%为主。桩号12+150m以南至中亭堤为粘土。根据渗透试验，堤身土体属微透水性。

根据18组室内试验成果，堤身土填筑干密度ρd≥1.5g/cm3的占33%，1.50g/cm3＞ρd≥1.45g/cm3的占11.0%，1.45g/cm3＞ρd≥1.40g/cm3的占29%，ρd＜1.40g/cm3的占28%。可以看出，堤身土体干密度低、质量较差，不能达到质量要求。属Ⅰ2～Ⅰ3类堤防工程。

4.南遥堤

该段西与九里横堤相连，东至天津市北辰区双口乡西北京福公路与津永公路交叉处，全长15.3km。南遥堤呈东西向，桩号7+747m以西为土堤，堤顶宽4～6m，高出地面2～3m；桩号7+767m以东堤顶为沥青路面，地面高程5.0～10.5m，堤顶高程7.6～12.0m。

（1）堤基工程地质。堤基土体自上而下依次为：

第四系全新统上部陆相冲积层，该层总厚度为3.4～5.1m。其中粉土，黄褐色，稍湿—饱和，坚硬。根据土工试验结果，堤基土体属中等透水性，中等压缩性土；标贯击数平均11击；粉质粘土，黄褐色，饱和，坚硬—流塑状，呈透镜体，可见层厚3.1～3.4m。居试验成果，属弱透水性，中等压缩性土。

中部湖—沼相沉积层由粘土（2.1～7.2m）、粉土（0.6～6.0m）组成。据试验结果，该层粘土与粉土均属中等压缩性土，弱渗透性。

中部海相层粉质粘土，灰色，饱和，可塑—流塑状，揭露厚度4.1m，属弱透水性，中等压缩笥。

综上所述，该堤段堤基为Ⅰ2类。

（2）堤身工程质量。由素填土和杂填土组成，层厚0.6～2.7m。其中素填土主要由粘质粉土、砂质粉土和少量粉质粘土组成：杂填土主要分布在桩号7+767～15+300m，堤顶路面由沥青和碎石和三合土组成，厚度0.3～0.5m。

塑性指数平均8.5，粘粒含量平均12%，不符合规范对筑堤土料的技术要求。

根据11组试验成果，堤身土填筑干密度ρd≥1.5g/cm3的占18.2%，1.50g/cm3＞ρd≥1.45g/cm3的占9.1%，1.45g/cm3＞ρd≥1.40g/cm3的占45.4%，ρd＜1.40g/cm3的占27.3%。可以看出，堤身土体填筑干密度低、质量差，不能达到填筑质量要求。属于Ⅰ3类堤防工程。

5.北遥堤

该堤段位于屈家店闸上游永定河右堤。由八里桥村—团结村，堤顶宽6m，堤高2～3m。该堤西段堤顶为沥青路面，东段为砂石路面，对该堤段堤身土体填筑质量检查，计有3个钻孔和977个物理点（电法勘探）。

由勘探资料来看，堤基土体主要由冲积海积粘土、砂壤土、壤土等组成。粘土天然含水率35%～42%，天然密度1.78～1.98g/cm3，饱固快剪C=18～20kPa，φ=17°～21°，压缩系数0.39～0.54MPa-1，渗透系数2.8×10-8cm/s。砂壤土天然含水率25%，天然密度1.98g/cm3，饱固快剪C=13kPa，φ=30°，压缩系数0.12MPa-1，渗透系数4×10-6 cm/s，作为堤基，亦是较好的。壤土天然含水率31%～34%，天然密度1.88～1.91g/cm3，饱固快剪C=9～37kPa，φ=14°～26°，压缩系数0.43MPa-1，渗透系数1.0×10-7cm/s。由上述各土体物理力学性质来看，作为堤基属于良好的堤基土体，不存在明显的工程地质问题，综合判定为Ⅰ1类堤基。但是局部堤段堤基表部砂壤土的渗透稳定和震动液化问题尚需予以注意。

由于该堤段为就地取土填筑而成，堤身土体主要由粘土和砂壤土组成。粘土的天然含水率27%，填筑干密度1.56g/cm3，饱固快剪C=94kPa，φ=18°。砂壤土天然含水率7.8%，填筑干密度1.47g/cm3，压缩系数0.35MPa-1。由上述仅有的几组试验数据来看，粘土堤段堤身土体填筑质量优良，以砂壤土填筑的堤段堤身土体质量较差。故综判定该堤段堤身土体质量为Ⅰ1～Ⅰ2类。但是，粘土堤段由于填筑含水率控制不严，堤身土体发育有密集的裂纹或小裂缝，对堤身土体质量有一定影响，不会形成较大的工程问题。

6.独流减河堤防工程

独流减河位于天津市南侧，是大清河水系的主要入海尾闾。自独流减河进洪闸至防潮闸，堤防长度70km，堤防级别，左堤桩号60+687m以上为Ⅰ级，以下及右堤为Ⅱ级；上游段堤高一般7～8m，中下游段堤高一般3～5m。近年来，由于海口淤积、河道芦苇阻水及堤防沉降等原因，河道行洪能力降低。

（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18m），堤基为第四系全新统海陆交互相堆积物，岩性为壤土、粘土、砂壤土、淤泥质壤土及少量粉细砂等。

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，局部属中等或极微透水性土。

（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、碎砖石，土质不均一，其物理力学性质亦有差异。左堤堤身土体质量分类见表4-16。右堤堤身土体质量分类见表4-17。