许文龙
(水发规划设计有限公司 济南 250100)
摘要:随着国家对水利工程的投资不断加大,菏泽地区涝洼地治理工程顺利开展并逐步完工验收。通过对菏泽地区涝洼地治理工程地质勘察,概述了该地区地形地貌、地层岩性、地质构造及水文地质条件,采用合理的勘察方法,对工程地质条件做出评价,最后提出合理性建议。
关键词:涝洼地 地质勘察 河道工程 勘察方法
水是生命之源、生产只要、生态之基。兴水利、除水害,事关人类生存、经济发展、社会进步,历来是治国安邦的大事。每年的7-9月份大雨频现,洪涝灾害频繁。为兴水利,避水害,菏泽人民在河道治理上倾注了大量人力、物力和财力。
1 菏泽地区涝洼地工程概况
菏泽地区涝洼地治理工程属于山东省淮河流域南四湖平原洼地治理工程,位于淮河流域北部,主要分布于湖西平原洼地,位于南四湖湖西36.79m等高线以上排涝问题突出的重点区域,治理面积2077km2。治理的河道共22条,总计河道疏挖388.90km,加固堤防26.78km。
2 菏泽地区涝洼地地质情况综述
2.1 地形地貌
工程区地貌单元为黄河冲积平原,属淮河流域,土层深厚,区域地势西高东低,自西南向东北呈簸箕形逐渐降低,地势基本平坦,地面比降在1/5000~1/20000。因受历次黄河冲刷淤积影响,全县形成了缓平地、浅平洼地、河槽洼地三种,微地貌类型以浅平洼地为主。河道峰低量大,由西向东流入南四湖。
2.2 地层岩性
工程区自晚第三纪以来普遍接受了上第三系和第四系的沉积,主要为黄河泛滥冲积物和洪积物,均为新生界第四系所覆盖。第四系发育完全,自西向东渐薄。地层岩性与地形地貌特征相关,沉积物在河槽内多为粉土,漫滩处多为砂壤土和壤土,两岸洼地多为黏土和壤土,决口扇及古河道处为粉砂及砂壤土。
勘探深度范围内揭露的地层主要为第四系全新统黄泛冲积层巨野组(Qhj)及第四系上更新统冲洪积堆积层平原组(Qpp)。
巨野组(Qhj):分布于场区地面以下23-24m内,主要为黄褐色、灰黄色砂壤土、黄褐色、灰褐色黏性土及黄褐色粉砂层。
平原组(Qpp):位于巨野组下部,揭露范围内地层岩性为黄褐色砂壤土、黄褐色轻粉质壤土。
2.3 地质构造
工程区在地质构造上属于华北地台的一部分,按构造性质和地质发育情况分属鲁东地盾和鲁中南台背斜二级单元区。根据《山东省地震构造图》(1997年6月,1:100万)流域内近南北向断裂主要有峄山断裂、孙氏店断裂、巨野断裂、曹县断裂、聊考断裂及小宋―解元集断裂等;近东西向断裂主要有菏泽断裂、郓城断裂及东明―成武断裂等。
2.4 水文地质条件
勘察揭露地下水为浅层孔隙水(局部为上层滞水),其主要含水层为粉土,其次为粉砂,水量较大,为该规划区内居民主要生活用水水源。据调查年水位变幅一般为1~3m。该区浅层地下水补给来源主要有三个方面:(1)降水入渗补给,为浅层地下水主要补给来源;(2)农田灌溉回渗补给,特别是枯水季节,为浅层地下水重要补给来源;(3)河流及引黄渠入渗补给,但因该区河流及引黄渠水量均较小,且与地下水呈互补关系,补给量较小。区内浅层地下水位受到地形、地貌影响,地下水径流方向为由西向东,但该区地形坡降较小,含水层以细粒土为主,水平径流迟缓,地下水以垂直运动为主。
本区浅层地下水的排泄方式主要有两种:开采与蒸发,据菏泽地质环境监测站资料,其开采量约为蒸发量的3倍。
本区河流主要水源为黄河水及大气降水,所以其径流量普遍较小,径流年内分配不均,径流时间基本上都集中在雨季,年际变化大,丰水年径流量是枯水年的30倍左右。
3 菏泽地区涝洼地治理工程勘察方法
(1)河道工程地质测绘比例尺可选用1:2000-1:1000,建筑物工程地质测绘比例尺可选用1:500,测绘范围可根据需要确定。
(2)布孔原则:
堤防工程:沿堤防轴线结合建筑物布置勘探点,每1000m左右布置1孔,根据河道的大小、重要性及地层变化较大或有险情处,适当布置横断面,每一横断面钻孔不少于3个。
河道工程:较大河流沿河道中心线布置,每500~1000m布1孔,孔深至开挖深度以下;较小河流根据堤防地质资料,对开挖深度内的地层,采用洛阳铲及手摇麻花钻做了相应的调查。
建筑物工程:沿建筑物轴线及规范要求布置,布置4-9个勘探孔。
(3)充分收集、分析、研究、利用以往资料的基础上采用多种勘测手段和测试、试验方法,包括钻探、标准贯入试验、静力触探试验、室内试验、现场水文试验等。
(4)取样进行物理力学性质试验,每一主要岩土层试验累计有效组数不小于12组。
(5)河道线路较长,土样的物理力学统计过程中,剪切强度数据离散性较大,统计时应对部分异常值进行剔除,并采用直剪试验峰值强度的小值平均值。
(6)进行地表水、地下水的水质分析及评价。
(7)对区域内天然建筑材料进行评价,分析各材料的运距、需求量及储量情况。
4 菏泽地区涝洼地治理工程地质评价
(1)堤防工程
区域内河道部分堤防填筑质量较差,堤身断面狭小,破坏较为严重,局部堤防缺失,需进行加高培厚处理;堤基下砂性土存在液化可能,堤基地质结构为双层结构,揭露地层均具中等透水性-弱透水性,存在渗漏问题,堤基工程地质条件为B类、C类,以C类为主。
(2)河道工程
河道开挖范围内主要为砂壤土、壤土。岸坡以砂性土为主,抗冲刷能力较弱,属稳定性较差岸坡。河道开挖设计时,应注意洪水对岸坡冲刷及稳定的影响。开挖坡比建议采用1:3.0。河道开挖范围内,一般工程土类分级为Ⅰ~Ⅲ类之间,以Ⅱ类为主。
(3)建筑物工程
生产桥建议采用钻孔灌注桩;各闸地层上部工程地质条件较差,抗渗性能较差,建议采取防渗措施,存在液化土层,基础不宜采用浅基础,宜采用地基处理措施;大部分涵洞基础上部地层工程地质条件较差,抗渗性能较差,采用天然基础时,需采取处理措施。
5 结论
菏泽地区涝洼地治理工程勘察工作,应结合菏泽地区实际情况,采用合理的勘察方法,并针对不同河道、建筑物提供相应的地质参数资料,进行合理的工程地质评价,从而为涝洼地治理工程设计与施工提供准确的工程地质依据。
参考文献:
[1] 沈严锋, 殷根华. 嘉兴地区中小河流河道治理工程地质勘察技术探讨[J]. 城市建筑,2014(6): 160.
[2]GB50487-2008, 水利水电工程地质勘察规范[S].