浅谈大辽河营口市城区段河道地质勘察

浅谈大辽河营口市城区段河道地质勘察

 第一作者：修德禄第二作者：缪立君

 营口市建筑设计研究院有限公司

营口市老边区农业农村综合发展服务中心  

辽宁省营口市     115000

摘要：大辽河营口市城区段防洪治理工程位于辽宁省营口市大辽河入海口左岸，本次河道勘察范围为营口港上游东端至大兴村段。该段堤防现状多为原始岸坡形态，堤身瘦小且破损，不满足防洪标准。本次勘察通过钻探、取样与试验拟查明已建堤防堤身土、堤基土的组成，对河道地质条件进行评价。

关键词：河道地质勘察；大辽河；堤防

1 工程概况

1.1工程现状

本次勘察范围大辽河左岸营口港上游东端至大兴村段，堤线长度4.98km。现状堤防普遍存在堤防不封闭、防洪工程设施不完备，部分堤段损毁较严重。

1.2  水文

地下水主要为第四系松散层孔隙潜水，勘探期间地下水位埋深一般为0.5m～1.9m。地下水径流微弱，年水位变幅小，主要受辽河河水和大气降水补给，以蒸发排泄为主。

2地层岩性

勘察揭露的地层主要为第四系全新统地层，地层岩性主要为人工堆积成因的填土及冲海积成因的低液限粘土、含砂低液限粉土和粉土质砂等。由于平原区冲海积成因的特点，各岩土层呈互层状分布，微观上细粒及粗粒由于水流条件变化互相覆盖，呈韵律状薄层。以新兴村码头段为代表，各土层岩性如下：

①-2填筑土：来源主要为堤防附近地表土，岩性为低液限粘土，多呈灰色或灰黑色，可塑状态，局部呈硬塑状态，压实度满足Ⅰ级堤防填筑要求。分布厚度一般为1.9m～2.8m，最大厚度4.7m。

②低液限粘土：灰黑色，多呈软塑～可塑状态，多呈中等压缩性，局部呈高压缩性，弱透水性。标贯平均7击。分布高程-5.2m～2.4m，厚度一般为1.2m～5.0m，于劳动河口至营口港东端厚度较大，最大厚度为13.6m。另该层呈夹层形式亦有分布，下伏于粉土质砂或含砂低液限粉土层，最大厚度4.8m。

②-1低液限粘土：灰黑色，软塑，局部呈流塑状态，高压缩性。该层主要分布于现有稻田、鱼塘及大辽河岸坡前表层，厚度一般在0.5m～1.8m之间。

③低液限粉土（Q4alm）：灰色或灰黑色，湿，多呈稍密状态，局部为中密状态，中等压缩性，属中等透水层。标贯击数平均为13击。分布厚度1.3m～5.1m，分布高程一般为-15.0m～-9.6m。

④含砂低液限粉土：灰色或灰黑色，湿，多呈稍密状态，局部为中密状态，中等压缩性，属中等透水层。标贯击数平均为13击。埋深变化大，分布厚度2.6m～6.0m，最大厚度13.9m，分布高程-18.8m～-3.1m。

⑤粉土质砂：灰色，湿，稍密，中等压缩性，属中等透水层。标贯击数平均14击。分布高程-10m～-1.8m，分布厚度一般为3.0m～5.1m，最大厚度7.2m。

⑥低液限粘土：灰色或棕黄色，呈可塑～硬塑状态，中等压缩性，属弱透水层。标贯击数平均15击。该层埋深较大，主要揭露于深层，揭露高程-10.7m～-15.0m，揭露最大厚度6.4m。

⑧粉土质砂：棕黄色，湿，主要呈密实状态，中等压缩性，属中等透水层。标贯击数平均34击。揭露最大厚度15.7m。

⑨低液限粘土（Q4alm）：灰色，呈可塑～硬塑状态，中等压缩性，属弱透水层。标贯击数平均12击。该层埋深一般在31m以上，揭露最大厚度12.4m。

3 主要工程地质问题

3.1  堤基稳定

对于一般斜坡式堤防，填筑土①-2：组成物岩性主要为低液限粘土，可塑状态，局部呈硬塑状态，具有一定压实度，可作为一般建筑物持力层；杂填土①-3：组成成分复杂，主要为粘性土、砂土等，局部段夹建筑垃圾、生活垃圾等。结构松散，分布无规律，局部架空，不宜作为堤基及护岸边坡地层；低液限粘土②层一般呈可塑状态，中等压缩性，局部呈高压缩性，具有一定抗剪强度，可以满足一般低矮堤防堤基稳定要求，作为本工程堤基天然持力层时需经变形及抗滑稳定验算确定其适宜性；低液限粘土②-1层呈软塑状态，局部为可塑状态，有机质含量0.44%～1.51%，高压缩性，抗剪切能力差，作为堤基易产生沉降变形、基础失稳及沿该层滑移剪出等破坏，不宜作为天然堤基，如需作为堤基地层时需采取地基处理措施；低液限粉土③层、含砂低液限粉土④层及粉土质砂⑤层多呈稍密或中密状态，中等压缩性，具有一定抗剪强度，可作为一般堤基天然持力层。

3.2  堤基土渗透稳定

1）堤基土地层的渗透性

根据室内试验及现场注水试验成果，低液限粘土②一般呈弱透水性，局部呈强透水性；低液限粉土③层、含砂低液限粉土④层及粉土质砂⑤层均属于中等透水性。

2）渗透变形类型判别

据样品颗分成果及室内渗透试验结果，堤基主要土层渗透变形类型粉土质砂⑤为过渡型，其上②~④层均为流土型。

3）临界水力比降确定

对堤基中主要土层采用公式：Jcr=（Gs-1）×（1-n）2×d5/d20进行临界水力比降确定，详见表1。

过渡型：Jcr=2.2×（Gs-1）×（1-n）2×d5/d

20

式中  Jcr—土的临界水力比降

Gs—土粒比重

n—土的空隙率（以小数计）

d5、d20—分别为小于该粒径的含量占总土重的5%和20%的颗粒粒径（mm）。

表1堤基主要土层临界水力比降表

3.3  堤基土的冻胀性

依据《工程地质手册》，对工程区表部主要岩土层进行冻胀性分级。经计算分析，地基土低液限粘土（②）、低液限粘土（②-1）、低液限粉土（③）属于特强冻胀土（Ⅴ），其余层属于冻胀土（Ⅲ）或强冻胀土（Ⅳ）响。

3.4堤坡堤脚抗冲刷

大辽河系感潮河段，营口段大辽河为河流河口段的末段，受潮汐水面涨落影响，在这一段河水海水相互作用，相互混合力量很强，潮水波进入河道后由于河道束窄、变浅、摩擦，且潮水涨落快速，使岸坡地层遭受持续的冲蚀搬运。该段岸坡组成物岩性主要为低液限粘土、含砂低液限粉土、粉土质砂等构成，抗冲刷能力均较弱，考虑在宽浅水流作用下时低液限黏土抗冲刷流速为0.85m/s，低液限粉土抗冲刷流速为0.80m/s，含砂低液限粉土抗冲刷流速为0.75m/s，均小于本段河道汛期计算流速1.73m/s。

因此，沿线岸坡均需采取防冲刷工程处理措施。

4 堤基各主要土层地质参数

表2     堤基各主要土层地质参数建议值表

5地质评价结论

（1）采用浅基础时，低液限粘土②不宜作为浅基础天然持力层；下伏含砂低液限粉土④、粉土质砂⑤及低液限粘土⑥层具有一定承载能力和抗变形能力，能够满足一般构筑物浅基础稳定要求；由于上述各层压缩指标差异性，应注意不均匀沉降问题；

（2）堤基表层低液限粘土（②）及低液限粘土（②-1）均呈弱透水性，分布较连续，可作为相对隔水层，堤基无渗漏问题；

（3）堤基地层中未见软弱下卧层，各层均具有一定抗剪强度，堤基抗滑稳定满足要求；

（4）各层均具有不同程度的冻胀性，应予以考虑。

（5）坡顶需采取防水及排水措施。

—1—