拦河闸工程地质勘察中主要工程地质问题梳理与分析

拦河闸工程地质勘察中主要工程地质问题梳理与分析

赵锐

水发规划设计有限公司 济南 250000

摘要：本文以雅安市芦山县拦河闸为例，对拦河闸工程地质勘察中库区和闸址区的主要工程地质问题进行了梳理与分析。

关键词：拦河闸 工程地质勘察 工程地质问题

1、引言

以四川省雅安市芦山县玉溪河段新建拦河闸为例，闸址坐标：东经102^o55’26″,北纬30^o08’25″，距雅安市31km，距省会成都市150km，交通便利。

拦河闸回水范围中上游由两支流组成，左支流为玉溪河主流，右支流为西川河，汇合后河段为芦山河。新建拦河闸位于芦山河，工程地质勘察中主要包括库区与闸址区工程地质问题的梳理与分析^[1]。

2、库区主要工程地质问题分析

（1）渗漏分析

工程区位于芦山向斜，回水区两岸为芦山组粉砂质泥岩，偶夹泥质粉砂岩、砂岩，岩体强风化层为中等透水性，厚度较薄，下部为弱风化层，透水性弱，属于相对隔水层，四周无低邻谷，未见古河槽，回水范围内无张性断裂分布，综合分析，回水区不存在永久性渗漏问题。

（2）浸没分析

据调查，该区基础埋深一般为1.5～2.0m，农作物根系埋深0.5m。综合选取低液限黏土毛细上升高度为1.5m，按正常蓄水后地下水雍高水位669.0m计算：

农作物区的浸没临界深度为土壤毛细上升高度+安全超高，即：1.5+0.5=2m；浸没临界高程为： 669.0+1.5+0.5=671m。

建筑物区的浸没临界深度为土壤毛细上升高度+基础埋深+安全超高，即1.5+2.0+0.5=4m，浸没临界高程为： 669.0+1.5+2.0+0.5=673m。

农作物区和建筑物区地面高程低于浸没临界高程时，则存在浸没问题。分段叙述如下：

1）玉溪河段回水范围内河道长约1.4km，地面高程672.4～683.5m，蓄水后大部分地面高于正常蓄水位3.4～15.5m。该段两岸均为基岩岸坡或已建堤防，基岩与堤防可视为相对不透水，蓄水后水位线位于基岩与堤防部位，不存在浸没问题。

2）西川河回水范围内河道长约1.23km，地面高程672.3～684m，蓄水后地面高于正常蓄水位3.3～15.0m。该段两岸均为基岩岸坡，或已建堤防，不存在浸没问题。

3）芦山河回水范围内河道长约0.78km，地面高程662.7～683.2m，该段农作物区和建筑物区地面高程分别低于671m和673m的范围内都有产生浸没的可能。

农作物区发生浸没的范围分布：左岸垂直河流向宽度约5~20m，顺河向长约500m，发生浸没的面积约为7.2亩(0.0048km²)，右岸垂直河流向宽度约5~10m，顺河向长约300m，发生浸没的面积约为1.6亩(0.0011km²)，浸没区内主要为旱田及公园，为轻微影响浸没区。

建筑物区基底高程均在675.1~681.7m间，高于建筑物区浸没临界高程，不存在浸没问题。

（3）坍岸评价

库区回水范围内，岸坡类型主要为三类，基岩裸露陡崖岸坡、已建堤防岸坡及覆盖层土质岸坡。

基岩为芦山组（E₃l）粉砂质泥岩，偶夹泥质粉砂岩及砂岩，层理发育明显，以中～薄层状为主，其中泥质粉砂岩主要为夹层；已建堤防，坡高6～12m，对所在河岸段起到有效的防护作用；覆盖层土质岸坡主要为低液限黏土及卵石混合土^[2]。

库区回水范围，主要可分为三段，中上游左侧分支为玉溪河段，右侧为西川河段，玉溪河与西川河交汇点至拦河闸闸址段，为芦山河段，分段评价如下：

1）玉溪河段：回水范围内河道长约1.4km，正常蓄水位为669m，地面高程672.4～683.5m，地面高程均高于正常蓄水位。其中：

回水尾端至东门大桥段右岸主要为基岩岸坡，不存在坍岸问题，靠5#溢流堰局部为卵石混合土覆盖层，但地形较为平缓，岸坡高差小，也不存在坍岸问题；左岸已建堤防，不存在坍岸问题。

东门大桥至玉溪河与西川河交汇点段，左、右岸基本为已建堤防及基岩岸坡，不存在坍岸问题，仅东门大桥下游约380m处左岸，长约20-25m，现状存在崩坡积变形特征，蓄水后该段可能存在坍岸问题，建议新建堤防与已有堤防闭合进行防护。

2）西川河段：回水范围内河道长约1.23km，正常蓄水位为669m，地面高程672.3～684m，地面高程均高于正常蓄水位。其中：

回水尾端至南兴街段右岸：主要为基岩岸坡，蓄水后基岩陡崖岸坡在水面以上部分较为稳定，不存在坍岸问题；

回水尾端至南兴街段左岸：覆盖层土质岸坡，坡高较小，坡度较缓，分析认为蓄水后水面以上部分基本稳定，不存在坍岸问题。基岩岸坡，蓄水后水面以上部分较为稳定，不存在坍岸问题；

南兴街至玉溪河与西川河交汇点段，左岸为已建堤防，右岸为基岩岸坡，均不存在坍岸问题。

3）芦山河段：回水范围内河道长约0.78km，正常蓄水位为669m，地面高程662.7～683.2m。其中：

交汇点至闸址区段右岸大部分为基岩岸坡，仅潘河大桥上下游侧附近约有390m长为覆盖层土质岸坡。经现场地质调查，该段基岩岸坡稳定性较好，土质岸坡坡高小，坡度平缓，不存在坍岸问题；

交汇点至闸址区段左岸，以已建堤防、绿化植草护坡及基岩岸坡为主，大部分不存在坍岸问题，但潘河大桥下游约90m基岩岸坡末端至闸址区段，约140m范围覆盖层土质岸坡，整体稳定性较差，开挖及蓄水后该段可能存在坍岸问题，蓄水后高程669m以下部分会被淹没，蓄水位以上坡高2~5m，建议该段新建堤防进行防护。

（4）淤积评价

现状河槽中淤积物较少，河床基岩多处出露，不存在淤积问题，蓄水后因全闸泄洪，造成水库淤积可能性小，水库淤积以悬移质为主，不会造成淤积问题。

3 闸址区主要工程地质问题分析

（1）闸基抗滑稳定

根据钻孔资料，闸基以下弱风化粉砂质泥岩完整性较好，岩层产状：306°∠11°～15°，倾向上游，坡度较缓，总体对闸基抗滑稳定有利，未见不利结构面，总体闸基抗滑稳定性较好。但由于河床为非对称，闸址线位于弯道，右岸为弯道外侧，河水冲刷作用强于内侧，导致右岸冲刷下蚀形成局部深沟，应进行地基处理。

（2）闸基变形问题

闸基置于弱风化基岩上，基本不存在压缩变形问题，未见软弱夹层，不存在不均匀变形问题。

（3）渗漏及防渗边界确定

1）左岸岩体透水带厚度（q＞5Lu）为9～13m，低液限黏土及卵石混合土为强～中等透水层，右岸岩土体透水带厚度（q＞5Lu）为2～5m，左、右岸表层一定深度范围内存在绕闸渗漏问题。建议两岸闸肩进行防渗处理，其深度按岩体透水率q≤5Lu控制，或采取挡水措施。

2）河床闸基应置于弱风化基岩中，属弱透水层，不存在渗漏问题。闸基防渗深度应进入岩体透水率q≤5Lu界线以下适当深度。

（4）闸基持力层选择

低液限黏土承载力低，压缩变形大，不可作为持力层；卵石混合土，具有一定的承载力，但厚度较薄，分布不均匀，不宜作为持力层；强风化岩体长期受河水冲刷浸泡，承载力大大降低，不宜作为持力层；建议清除表层低液限黏土、卵石混合土及表层强风化岩石，以弱风化基岩作为闸基持力层。

4 结论

综上所述，拦河闸工程地质勘察中，库区工程地质问题主要包括渗漏、浸没、坍岸及淤积问题，闸址区主要包括闸基抗滑稳定、闸基变形、渗漏及持力层选择问题。

参考文献：

[1]中华人民共和国水利部.中小型水利水电工程地质勘察规范.中国水利水电出版社,SL55-2005；

[2]中华人民共和国水利部.土的工程分类标准.中国计划出版社.GB/T 50145-2007。

第一作者：

赵锐（1987-），男，汉族，四川省成都市，硕士，工程师，一级建造师。研究方向：地质工程。Email：963200174@qq.com。

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