堤防“散浸”工程地質(zhì)勘察要點探究

朱崇輝

摘 要 土質(zhì)堤防質(zhì)量受筑堤填土成分、施工質(zhì)量等較多因素影響。堤防常因未充分壓實、填土中混夾較粗顆粒土，均勻性差，當(dāng)遇強降雨或河道水位暴漲時，由于滲透性較強，背水護(hù)堤地易發(fā)生散浸、管涌等滲透破壞，繼而造成堤防損壞。在本文中，我們結(jié)合邳州市分洪道左堤26+100～28+600段堤防“散浸”工程地質(zhì)勘察實例，分析針對堤防發(fā)生較為頻繁的“散浸”的工程地質(zhì)勘察要點。

關(guān)鍵詞 堤防;勘察手段;“散浸”;“非飽和土”

1工程概況

邳州分洪道左堤26+100～28+600段，長約2500m。位于邳州市邳城鎮(zhèn)境內(nèi)。2019年8月13日凌晨，防汛巡查發(fā)現(xiàn)26+700附近，祁家村村民住宅處背水灘地發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象，13日白天巡查時，在27+400、28+400背水面發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象，22點在26+300背水面發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象。該段堤防堤身為土堤（迎、背水坡比約1∶3）、高度約5.0m，寬約5.0m，迎水面漫灘現(xiàn)為樹林，背水面多為民房、局部為樹林，該段堤防坡面未做坡面防護(hù)處理，堤身未采取防滲措施[1]。

2工程地質(zhì)勘察目的與任務(wù)

勘察目的是通過鉆探、原位測試（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、靜力觸探）及室內(nèi)試驗、簡易地調(diào)等手段，查明場地工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件，對隱患段地基土進(jìn)行工程地質(zhì)評價，重點查明隱患地段不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出治理方案的建議，并提供隱患段治理的設(shè)計和施工提供所需地質(zhì)技術(shù)參數(shù)[2]。

3勘察手段

針對工程的特點，項目勘察采用工程鉆探、原位測試（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗和靜力觸探）、鉆孔注水試驗、水位觀測及室內(nèi)土工試驗等綜合勘察手段。根據(jù)出現(xiàn)隱患的位置，布置縱、橫斷面，為了確定堤身的滲透性，分別在四個出現(xiàn)滲水隱患段堤身各布置注水試驗孔。

4工程地質(zhì)條件

場地地貌類型屬河流泛濫沖積平原。堤頂較為平坦，堤頂高程30.50m左右，迎水面漫灘現(xiàn)為樹林，高程約25.0～26.5m，背水面多為民房、局部為樹林，地面高程約25.0～26.0m。

勘察表明，擬建場地勘探深度范圍內(nèi)土體主要為第四紀(jì)全新世人工填土及第四紀(jì)晚更新世沖積黏性土、壤土、砂土。①層素填土（Q4S）。灰褐色，主要成分為粉質(zhì)黏土、壤土，混夾砂壤土（局部為粉細(xì)砂），土質(zhì)不均勻。層厚0.70～6.70m，頂板高程25.08～31.00m。②層粉質(zhì)黏土（Q3al）。褐黃褐色，可塑狀，局部夾壤土。層厚2.00～5.20m，頂板高程23.18～25.28m。③層粗砂（Q3al）?；尹S色，中密狀，局部密實狀，礦物成分為石英、長石，顆粒級配良好（Cu=5.90，Cc=1.15）。層厚0.40～3.60m，頂板高程16.31～22.58m。④層粉質(zhì)黏土（Q3al）。黃褐色，可塑～硬塑狀，干強度及韌性高。頂板高程14.63～22.00m，最大孔深20.0m未揭穿該層。

5水文地質(zhì)條件

場地主要地表水源為偏泓，背水面局部地段存在溝塘、鉆探期間偏泓（2019年9月7日）水位高程23.20m。

擬建處地下水主要類型為潛水和承壓水。場地區(qū)內(nèi)②層粉質(zhì)黏土構(gòu)成場地主要潛水含水層，潛水主要接受大氣降水、農(nóng)田灌溉、河流側(cè)滲補給，主要排泄于自然蒸發(fā)，勘察期間實測潛水位標(biāo)高在23.00～23.80m;承壓水主要賦存于③層粗砂中，以越流補給為主要補給來源，以越流排泄為主要排泄途徑，根據(jù)工程經(jīng)驗承壓水位一般不高于潛水位。

6分析與評價

堤身：根據(jù)堤身填土的密實性、滲透性試驗數(shù)據(jù)整理分析來看，雖然堤防自填筑以來已經(jīng)歷較長時間，在很大程度上已完成自重固結(jié)過程，但因其填料的不均勻、土質(zhì)的不同（混夾砂壤土、局部為粉細(xì)砂，透水性強）以及施工質(zhì)量缺陷而導(dǎo)致堤身密實性不均勻和透水性的較大差異。因該層常年位于地下水位以上，易形成干縮裂隙，易遇水軟化，導(dǎo)致土層強度降低、滲透性增強。

堤基：②粉質(zhì)黏土（Q3al），該層分布較穩(wěn)定，微透水性，中等壓縮性，抗沖刷能力一般，工程地質(zhì)性質(zhì)一般。③層粗砂（Q3al），該層局部缺失，強透水性，低壓縮性，級配良好（Cu=5.90，Cc=1.15），工程地質(zhì)性質(zhì)一般。根據(jù)現(xiàn)場走訪，偏泓處十多年前進(jìn)行過采砂活動，導(dǎo)致偏泓處局部河底較深，根據(jù)地質(zhì)剖面，③層粗砂與偏泓可能存在水力聯(lián)系，有發(fā)生管涌滲透破壞可能性，設(shè)計需復(fù)核。

7結(jié)論與建議

根據(jù)勘察成果，滲水可能主要發(fā)生在①層素填土中及①層與②層交界面處。隱患形成的主要工程地質(zhì)原因如下：①層素填土填筑碾壓不實，均勻性差，且混夾砂壤土（局部為粉細(xì)砂），防滲性差，因該層常年處于地下水位以上，多處于非飽和狀態(tài)，當(dāng)遇強降雨或分洪道水位暴漲時，該層含水量驟增變?yōu)轱柡屯?，同時強度降低，滲透性增強，導(dǎo)致背水面產(chǎn)生“散浸現(xiàn)象”;由于水頭差而產(chǎn)生較大的滲流力，①層土中混夾的砂壤土（局部為粉細(xì)砂）中的細(xì)小顆粒（黏粒、膠體）可能被帶走，造成水土流失;另外由于下伏②層粉質(zhì)黏土為微透水性，與①層滲透性相差很大，導(dǎo)致地表水無法下滲，故在②、③層交界面處可能產(chǎn)生接觸沖刷滲透破壞。

鑒于滲水可能主要發(fā)生在①層素填土中及①層與②層交界面處，且多在強降雨或河水位暴漲時產(chǎn)生，建議對堤身進(jìn)行防滲處理，處理深度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。

8結(jié)束語

土質(zhì)堤防質(zhì)量受筑堤填土成分、施工質(zhì)量等較多因素影響。堤防背水面發(fā)生“散浸現(xiàn)象”的工程地質(zhì)原因主要與堤身的成分、均勻性及壓實性有關(guān)，還與堤身與堤基結(jié)合情況、堤基土的性質(zhì)有關(guān)。堤防“散浸”工程地質(zhì)勘察應(yīng)有針對性，可采用工程鉆探、原位測試、水文地質(zhì)試驗、室內(nèi)土工試驗及地質(zhì)調(diào)查等綜合勘察手段，結(jié)合發(fā)生險情的特點進(jìn)行分析，能夠較為準(zhǔn)確地查明造成隱患的工程地質(zhì)原因，為隱患消除的設(shè)計、施工提供準(zhǔn)確、有效的工程地質(zhì)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙勝，文祥.我國水利堤防工程中地質(zhì)勘察存在的問題及對策[J].中國新科技新產(chǎn)品，2010（19）：91-92.

[2] 高賢哲，姜衛(wèi)新.堤防工程地質(zhì)勘察中幾個應(yīng)注意的問題[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2008，14（7）：549.