【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 本工程野外工作于 2021 年 5 月 23 日 開始， 2021 年 5 月 24 日結(jié)束。 勘探累計(jì)完成工作量如下：鉆探孔 2 孔， 鉆探 進(jìn)尺 ， 探坑 3 孔，探坑進(jìn)尺 ， 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 16 次，取土樣 37 件， 土工試驗(yàn)：常規(guī)試驗(yàn)25 個(gè)， 直剪試驗(yàn) 8 個(gè)，顆粒分析試驗(yàn) 37 個(gè)，滲透試驗(yàn) 7 個(gè) ，水質(zhì)全分析試驗(yàn) 1 組。 概況 地形地貌 擬建場(chǎng)地為平原地貌，老沙河兩岸地面標(biāo)高為 ，老沙河河底高程為 。場(chǎng)區(qū)地層為第四系沖積形成的松散土層。 地層巖性 根據(jù) 1:1000 地質(zhì)測(cè)繪和勘探資料表明，工程區(qū)地表出露及鉆探揭露的地層巖性主要為第四系全新統(tǒng)沖積（ al Q4）粘土、粉質(zhì)壤土、粉砂和細(xì)砂；第四系全新統(tǒng)人工堆積（ r Q4）的河道堤防。根據(jù)時(shí)代的不同和沉積的由老至新的順序?qū)Φ貙臃质鋈缦隆? （ 1）第四系全新 統(tǒng)沖積（ al Q41） : 細(xì)砂（ al Q41） ： 褐黃色，密實(shí)，飽和，主要成分為石英和長(zhǎng)石，含少量云母，砂層中含砂壤土。該層主要在鉆孔的底部有揭露。 粘土（ al Q41） ： 灰黃色，可塑，硬塑，飽和，韌性較高，干強(qiáng)度較高， 21 土中可見褐色斑點(diǎn)，該層粘土主要為粉質(zhì)粘土，土層中夾中粉質(zhì)壤土。 （ 2）第四系全新統(tǒng)沖積（ al Q42） : 粉砂、中砂（ al Q42） ： 粉砂為棕紅色，褐黃色，中密，濕，主要成分為石英和長(zhǎng)石，層中含砂壤土；中砂為黑灰色，中密，濕，主要成分為石英和長(zhǎng)石，層中含砂壤土，河道邊坡主要由粉砂組成。 壤土（ al Q42） ： 褐黃色，黑灰色，褐灰色，可塑，飽和，韌性中等，干強(qiáng)度中等，壤土中含砂粒和姜石，表層的壤土主要為輕粉質(zhì)壤土，含較多砂粒。 粘土（ al Q42） ： 棕黃色，可塑，飽和，韌性高，干強(qiáng)度高。 （ 3）第四系全新統(tǒng)人工堆積（ r Q4）： 該層土為河道的堤防，褐黃色，稍密，中密，稍濕，干，主要為砂壤土和粉砂等組成，由于人為的開挖損壞，該層堤防部分地段已經(jīng)損毀。 地質(zhì)構(gòu)造 工程區(qū)位于中朝地臺(tái)東部，基底隆起，華北平原沉降帶的南部，為新生代的強(qiáng)烈拗陷區(qū)。 區(qū)內(nèi)第三系、第四系地層厚達(dá)千米，基底構(gòu)造以斷裂為主 ，主要可分為 北東向和北西向兩組，地震分布與基底斷裂構(gòu)造有關(guān)。 該區(qū)域發(fā)育有較多斷裂構(gòu)造，邢臺(tái)～安陽深斷裂，北東 10 度左右， 為繼承性正斷層，形成于晚侏羅世末期；滄州～大名斷裂為平原區(qū)的一條重要隱伏斷裂，走向北東 30 度左右，為中、新生代繼承性活動(dòng)的正斷層；臨漳～魏縣隱伏斷裂，走向北東 70 度左右，為中、新生代繼承性活動(dòng)的正斷層。 根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062021），該工程所在的邱縣地震動(dòng)峰值加速度為 ，抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度。 水文地質(zhì)條件 22 工程區(qū)內(nèi)地層主要為河流沖積形成的松散 堆積物，地表水徑流較少，地下水持續(xù)多年的超采導(dǎo)致了多年平均水位持續(xù)下降，地下含水層主要為壤土、砂壤土和砂層的孔隙水，河道沿線潛水穩(wěn)定地下水位深度在 ，地下水主要受河水補(bǔ)給和大氣降水補(bǔ)給，地下水主要以人工開采和地下滲流的方式排泄， 本次勘察時(shí)由于處于灌溉期，老沙河內(nèi)有少量的水，河水位高程為，鉆孔中地下水位為 。 本次在小屯閘閘址處采取鉆孔水樣一組，進(jìn)行了水質(zhì)分析 ， 見表 3— 1。 23 ZK1 水質(zhì)分析結(jié)果表（單位： mg/l） 表 3— 1 檢驗(yàn)項(xiàng)目 Ca2+ Mg2+ NH4+ Cl SO42 HCO3 CO32 OH 分析結(jié)果 40 50 208 323 檢驗(yàn)項(xiàng)目 PH值 侵蝕性 CO2 游離 CO2 礦化度 分析結(jié)果 0 1136 環(huán)境 水對(duì)砼腐蝕性評(píng)價(jià) 腐蝕性類型 判定依據(jù) 界限指標(biāo) 實(shí)際含量 腐蝕程度 備注 分解類 重碳酸 型 HCO3 (mmol/L) 無腐蝕 一般酸性型 PH值 無腐蝕 碳酸型 侵蝕 CO2(mg/L) CO215 0 無 腐蝕 分解結(jié)晶復(fù)合類 鎂 離子 型 Mg2+(mg/L) 1000 50 無腐蝕 結(jié)晶類 硫酸鹽型 SO42(mg/L) 250≤ SO42400 323 弱 腐蝕 環(huán)境 水對(duì)砼 結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕性評(píng)價(jià) 判定依據(jù) 界限指標(biāo) 實(shí)際含量 腐蝕程度 備注 cl 含量 mg/L 100~500 弱腐蝕 環(huán)境 水對(duì) 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕性評(píng)價(jià) 判定依據(jù) 界限指 標(biāo) 實(shí)際含量 腐蝕程度 備注 PH值 、 （ cl +so42 ）mg/L PH值 3~11 （ cl +so42） ≥ 500 531 中等腐蝕 經(jīng)過對(duì)鉆孔處地下水進(jìn)行取樣分析，鉆孔內(nèi)的地下水對(duì)混凝土腐蝕性判別中具有硫酸鹽型弱腐蝕性；對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性判別中具有弱腐蝕性；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕性判別中具有中等腐蝕性，建議對(duì)建筑物采取相應(yīng)的防腐蝕處理。 物理地質(zhì)現(xiàn)象 24 本次勘察的河道沿線主要發(fā)育的物理現(xiàn)象為沖溝 和人工取土坑，河道邊坡由于多年 失修，受雨水沖蝕產(chǎn)生了深度在 的沖溝； 在河 道的底部由于人工取土造成了規(guī)模大小不等的取土坑?？辈靺^(qū)季節(jié)性凍土深度為。 小屯節(jié)制閘設(shè)計(jì)排水流量為 ，設(shè)計(jì)蓄水深 ， 閘室為 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，開敞式，閘室順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng) 11m，閘室總凈寬 30m，閘室上游設(shè)鋼筋混凝土鋪蓋，兩岸采用鋼筋混凝土護(hù)坡 。 閘室下游接鋼筋混凝土消力池 。 地層結(jié)構(gòu) 勘察揭露深度范圍內(nèi)場(chǎng)地土層為 第四系松散沉積的土層，為沖積而成，在勘探深度范圍內(nèi)土層共分為 9 層 ，各土層巖性特征及分布情況描述如下： ① 壤土 （ al Q42） ： 褐黃色 ，可塑，稍濕，干強(qiáng)度較低，主要分布在河道兩岸的地表，厚度為 ，層底標(biāo)高為 。 ② 粉砂 （ al Q42） ： 褐黃色，中密，濕，主要成分為石英和長(zhǎng)石，層中含砂壤土，厚度為，層底標(biāo)高為 。 ③ 壤土 （ al Q42） ： 褐黃色，可塑，飽和，韌性中等，干強(qiáng)度中等，主要為中粉質(zhì)壤土，可見褐色斑塊，壤土中含砂壤土和粘土層，該層壤土厚度為 ，層底標(biāo)高為 。 25 ④ 粘土 （ al Q42） ： 棕黃色，可塑，硬塑，飽和 ，韌性高，干強(qiáng)度高，主要為粉質(zhì)粘土，厚度為 ，層底標(biāo)高為 。 ⑤ 壤土 （ al Q42） ： 褐黃，褐灰，可塑，飽和，韌性中等，干強(qiáng)度中等，主要為重粉質(zhì)壤土，壤土中含砂粒，該層壤土厚度為 ，層底標(biāo)高為 。 ⑥ 粉砂 （ al Q42） ： 粉砂為棕紅色，褐黃色，中密，濕，主要成分為石英和長(zhǎng)石，層中含砂壤土，厚度為 ，層底標(biāo)高為 。 ⑦ 中砂 （ al Q42） ： 黑灰色，中密，濕，主要成分為石英和長(zhǎng)石，層中含砂壤土， 厚 度為 ，層底標(biāo)高為 。 ⑧ 粘土 （ al Q41） : 灰黃，褐灰，可塑，硬塑，飽和，韌性高，干強(qiáng)度高，可見褐色斑點(diǎn)，主要由粉質(zhì)粘土組成，厚度為 ，層底標(biāo)高為 。 ⑨細(xì)砂 （ al Q41） : 褐黃色，密實(shí)，飽和，主要成分為石英和長(zhǎng)石，層中含砂壤土，該層未穿透。 物理力學(xué)性質(zhì) 指標(biāo) 根據(jù) 地質(zhì)測(cè)繪、 鉆探、土工試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)綜合給出了場(chǎng)地土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值見表 3— 2。 26 物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值 表 表 32 巖性 密度 孔隙比 液性 指數(shù) 壓縮 系數(shù) 壓縮 模量 飽和固結(jié) 剪切 滲透 系數(shù) 承載力標(biāo)準(zhǔn)值 ρ e Il a12 Es12 φ q Cq k fk (g/cm3) (MPa1) (MPa) (176。 ) (kPa) cm/s (kPa) 第 1層壤土 120 第 2層粉砂 0 120 第 3層壤土 120 第 4層粘土 115 第 5層壤土 115 第 6層粉砂 0 200 第 7層中砂 0 230 第 8層粘土 180 第 9層細(xì)砂 0 230 工程地質(zhì)評(píng)價(jià) 1） 液化評(píng)價(jià) 根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 GB183062021，場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為 Ⅵ度 ，地震分組為第三組，地震動(dòng)峰值加速度為 ，反應(yīng)譜特征周期 。 依據(jù) 《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ GB504872021） 進(jìn)行場(chǎng)地液化評(píng)價(jià) 。 由于擬建場(chǎng)地位于 6 度設(shè)防區(qū)域，可不進(jìn)行液化判別和處理。 2）滲透性評(píng)價(jià) 依據(jù) 《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ GB504872021） ， 擬建場(chǎng)地的滲透系數(shù)建議值 見表 3— 3。 27 各土層的滲透等級(jí)建議值 表 3— 3 土 層 滲透系數(shù) (㎝ /s) 滲透性等級(jí) 第 1層壤土 弱透水 第 2層粉砂 中等透水 第 3層壤土 微透水 第 4層粘土 極微透水 第 5層壤土 極微透水 3） 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 根據(jù)勘察結(jié)果反應(yīng)，河道邊坡土層為粉砂層，該層粉砂的飽和固結(jié)剪切內(nèi)摩擦角為 26176。，粘聚力為 0?，F(xiàn)狀河道邊坡的坡比為 1/5，經(jīng)過多年運(yùn)行反應(yīng)河道邊坡基本穩(wěn)定，所以建議河道邊坡保持 1/5，以保證河道邊坡的穩(wěn)定。 4） 沖刷穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 根據(jù)鉆探結(jié)果反應(yīng)河道邊坡為粉砂層，河底為壤土層，粉砂的平均粒徑為 ， 河底壤土的平均粒徑為 ， 液性指數(shù)為 ， 建議根據(jù)河道的水流條件和河道邊坡、河底土層的性質(zhì)進(jìn)行河道的 沖刷計(jì)算， 以保證河道的沖刷穩(wěn)定。 5）地基基礎(chǔ)評(píng)價(jià) 勘察揭露河底土層為壤土和粘土層，河底第 3 層壤土承載力為 120KPa，第 4 層粘土承載力為 115KPa，第 5 層壤土承載力為 115 KPa，在飽和狀態(tài)下承載力普遍較低，為保證閘室和兩側(cè)翼墻 的穩(wěn)定建議地基進(jìn)行樁基礎(chǔ)處理。閘基底面混凝土與地基土層之間 的摩擦系數(shù) f 取 ， 建議根據(jù)地質(zhì)參數(shù)驗(yàn)算閘室基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定性。 根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTG D632021，樁基參數(shù)建議值如下： 28 層號(hào) e IL 樁側(cè)土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（ KPa） 承載力基本容許值（ KPa） 平均層厚（ m） 第 1 層壤土 50 120 第 2 層粉砂 中密 40 180 第 3 層壤土 50 110 第 4 層粘土 55 115 第 5 層壤土 50 115 第 6 層粉砂 中密 40 200 第 7 層中砂 中密 50 230 第 8 層粘土 55 180 第 9 層細(xì)砂 密實(shí) 60 230 29 4 工程任務(wù)及規(guī)模 邱縣小屯節(jié)制閘是一座以防洪為主兼顧蓄水灌溉的中型水閘，過去 曾發(fā)揮過良好的社會(huì) 效益 和 經(jīng)濟(jì)效益，但由于 該工程建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備老化、工程破壞嚴(yán)重 ，存在 諸多安全隱患 ， 目前 該 工程 已不能滿足安全運(yùn)行要求 。 且隨著 近幾年降雨量偏小和農(nóng)業(yè)用水量逐年增多，地下水位逐年下降，水環(huán)境逐步惡化， 急需 利用 小屯閘 蓄水供給 當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用水 。 因此 為滿足 防洪、排澇同時(shí)兼顧蓄水 灌溉 ， 擬定 在 原閘址 下游 約 處 重建 。 該重建工程實(shí)施后，可 實(shí)現(xiàn)汛期 防洪 排澇，汛后蓄水 可滿足 萬畝耕地的灌溉要求，同時(shí) 回補(bǔ)地下水，緩解地下水資源危機(jī) 。 本項(xiàng)目實(shí)施有利于調(diào)節(jié)小氣候，對(duì)優(yōu)化生態(tài)環(huán)境和保證水資源可持續(xù)利用具有積極促進(jìn)作用。 2021 年 12 月，我院受 邱縣水務(wù)局 委托對(duì) 邱縣小屯節(jié)制閘 進(jìn)行安全鑒定。對(duì) 小屯節(jié)制 閘進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查、地質(zhì)勘察工作、混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)、 對(duì) 水閘過 流 能力 、 消能防沖 、閘室 穩(wěn)定性、抗?jié)B穩(wěn)定性 和 抗震 能力等進(jìn)行了復(fù)核計(jì)算。 2021 年 2 月，我院完成了《河北省 邱縣小屯節(jié)制閘 安全鑒定報(bào)告匯編》。 2021 年 2 月 15 日，由邯鄲市水利局組織，召開了 邱縣小屯節(jié)制閘 安全鑒定審查會(huì)， 成立了 由 地質(zhì)、 水工、 金結(jié)、 機(jī)電 及 管理 等相關(guān)專業(yè) 9 人組成的專家組。專家組形成水閘安全鑒定結(jié)論： 1）水閘過流能力滿足老沙河原設(shè)計(jì)泄量要求； 2）閘基滲透穩(wěn)定不滿足要求，兩岸護(hù)坡曾多次發(fā)生滲透破 30 壞現(xiàn)象； 3）邊墩摩擦樁基礎(chǔ)承載力不滿足要求，閘室穩(wěn)定不滿足要求； 4）防沖槽槽身不滿足要求，槽內(nèi)拋石大部分已被沖走，達(dá)不到消能防沖效果；5）鋼閘門銹蝕嚴(yán)重， 閘門不能正常啟閉，啟閉機(jī)老化嚴(yán)重； 6）啟閉機(jī)房?jī)啥顺霈F(xiàn)多條豎向裂縫，不能使用 。綜上 所 述， 小屯節(jié)制閘 閘室穩(wěn)定等多項(xiàng)運(yùn)用指標(biāo) 不符合安全運(yùn)行要求 ，工程存在 諸多 安全 隱患。小屯節(jié)制閘 鑒定為四類水閘，建議報(bào)廢重建。 2021 年 12 月 8 日，河北省水利科學(xué)研究院對(duì)河北省邱縣小屯節(jié)制閘安全鑒定進(jìn)行了核查，同意安全鑒定專家組將該水閘安全類別綜合評(píng)定為四類閘的鑒定意見。 該重建工程實(shí)施后，可實(shí)現(xiàn)汛期排澇，汛后蓄水滿足農(nóng)業(yè)灌溉，回補(bǔ)地下水，緩解地下水資源危機(jī)。同時(shí)本項(xiàng)目實(shí)施有利于調(diào)節(jié)小氣候，對(duì)優(yōu)化生