水东防护区地层沉积特征及分布规律

水东防护区地层沉积特征及分布规律

1防护区地面高程设计东河防护区位于江西省江西省江西省东河大桥附近的贡江及其下游江西龙江集水区东部的海岸。李老山至回龙村冲沟地段属于Ⅰ区,为近郊农村;回龙村冲沟至东河大桥地段为Ⅱ、Ⅲ区,工厂较为集中,系水东重点防护地段。水东Ⅰ区防护面积1.09km2,可保护农田45.47hm2,防护区地面高程一般在101~104m,沿江带状台地宽约500m左右。在天然状态下5年一遇洪水只能淹没局部低洼地区,当万安水库设计蓄水位100m时,5年一遇洪水的回水位(Ⅰ区设计洪水位)淹没深约1~3m。水东Ⅱ~Ⅲ区防护面积2.88km2,可保护人口5137人,农田40.13hm2,工厂企事业单位12个。防护区地形中部高,两端低。地面高程一般在102~103m,最高处为105~106m。在天然状态下5年一遇的洪水个别低地会受淹没,当万安水库设计蓄水位100m时,20年一遇洪水的回水位(Ⅱ、Ⅲ区设计洪水位)淹没深达3~4m。由于本区人口密集,工农业均较发达,故需重点防护。2基岩地下水特征水东Ⅰ~Ⅲ防护区库岸高度约6~10m。库岸处于赣江Ⅰ级台地前段,属赣州红色盆地一部分。库岸呈舒缓右旋弧形延伸,地面高程约100~106m,地表全系第四系松散堆积物覆盖,层厚一般为11~20m,下伏基岩为白垩系下统南雄群赣州组(K1g)红色泥质粉砂岩、砂岩、砂砾岩等。台地土层具有明显的二元结构。根据防护区地层沉积特征及分布规律自上而下简述如下:(1)人工填筑土:系现有小堤及工厂、住宅之填筑土,沿岸均有分布,但分布宽度不广,其中Ⅰ区主要为近期修筑的圩堤,多为素填土,岩性为灰黄色砂壤土。Ⅱ、Ⅲ区主要为工厂厂区及村庄居民区,岩性较杂,以灰黑色碎砖、瓦砖、垃圾、煤渣等,杂填土为其紧密程度及厚度不均一,沿岸一般厚1~3m左右,局部地段因施工开挖厚达9.8m(东河大桥桥墩附近)。(2)粘土、粉质粘土及砂质粘土:呈黄、棕黄、褐黄色,含铁锰质结核及铁锈斑点,具灰白色条纹,含较多的粉粒、砂粒。据试验结果:粘粒含量占30%~53%,粉粒含量占30.5%~48%,砂粒含量占7.0%~34.5%,呈硬塑~可塑状态。(3)壤土及粉质壤土:灰黄、棕黄色,含较多的铁锰质因粒及结核,多呈硬~可塑状态。局部夹有灰白色条纹。据试验成果粘粒含量约13.5%~33.5%,粉粒含量15.5%~53%。(4)砂壤土:黄褐色、棕黄色,砂粒含量较高,达到72%,干燥时松散,为防护区主要土层。(5)粉~细砂:防护区内分布比较连续且相对稳定,层厚约为0.8~7m,层底高程约89.50~96.50m。呈灰黄色,绿灰色。砂以细粒为主,上部稍含泥,白云母含量较多,标准贯入击数为9~36击,属中等~紧密状,稍湿~湿状。其中水东Ⅰ区0+900~1+250段、1+350~1+600段和水东Ⅱ、Ⅲ区1+200~1+300段库岸地面均有粉细砂出露。(6)中细砂:灰黄色、褐黄色,防护区内分布较小,厚度变化较大,约1~3.8m。层底高程约为90.82~93.83m,含少量的粘粒及细砾,较密实。(7)砂砾石层:砂砾石层包括Ⅰ级台地下部和河床近期沉积,由于本层厚相对稳定,砾石含量达60%~70%之多,粒径一般为20~80mm,少数大于100mm,其中大于60mm粒径者约占15%~25%,呈紧密状。水东Ⅰ~Ⅲ防护区紧临贡江、赣江,东部为低山丘陵区,区内第四系沉积物发育,地下水主要为孔隙性潜水和基岩裂隙水。孔隙潜水分布于阶地下部砾石层,含水层厚度一般为数米,水量丰富。基岩裂隙水因基岩多被第四系松散堆积物所覆盖,裂隙水出露不多。地下水动态与气象、地形条件极为密切,地下水的补给来源以大气降水和河水侧向补给为主,次为裂隙水。3天然蓄水位下降后的天然岸坡稳定性根据水东Ⅰ~Ⅲ防护区地质条件及实测的库岸断面图,利用水利水电科学研究院的土石坝边坡稳定分析程序(STAB)分析其稳定性。各种土层的物理力学特性指标见表1。从水东Ⅰ区和Ⅱ、Ⅲ区选出具有代表性的典型断面进行岸边坡稳定分析,计算情况分为防护区库岸在天然状态下及经过工程处理后,当水位在正常蓄水位、设计洪水位及水位从正常蓄水位骤降至96.00m时库岸的稳定,经过大量的计算分析,天然状态下的岸坡在上述情况时不能满足稳定要求,必须把岸坡处理成为1∶3.0的边坡才能满足稳定要求。例:水东Ⅱ、Ⅲ区C0+150断面如图1所示,其岸坡稳定安全系数见表2。分析其原因,水库蓄水后,影响赣州市水东Ⅰ~Ⅲ区防护区库岸稳定的主要因素有以下几点:(1)水东Ⅰ~Ⅲ区天然的岸坡陡于蓄水后满足稳定要求所需的坡度。(2)水东Ⅰ~Ⅲ区库岸地质较差,含有粉细砂层,其厚度在部分地段达到5~7m。且粘土、壤土、砂壤土类的含粉粒、砂粒量较高,凝聚力较小。(3)万安水库蓄水后,促使地下水壅高,引起库岸土体湿化,降低了土体抗剪强度和承载能力。(4)水位消落带处斜坡土体由于周期性湿干变化,引起土体的破坏。4抛石、堆石、砌石护岸库区岸坡防护的方法有很多,如护坡、固脚、护岸墙、防波等措施。其中以抛石、堆石、砌石护岸最为常见。水东Ⅰ~Ⅲ区防护区的护岸,根据岸坡稳定分析计算的结果、影响岸坡稳定的因素及水东Ⅰ~Ⅲ区的实际情况和当地的建筑材料,采用以下防护措施:4.1反滤层的铺设由于岸边建筑物少及削坡土方量不很大,因此把岸坡削成约1∶3.0的边坡,用干砌块石护坡,并在干砌块石下铺设反滤层。干砌块石厚30cm,反滤层厚25~30cm(其中砾石厚15cm,粗砂厚10~15cm),见图2。4.2充填边坡的铺设由于岸边建筑物较多或削坡土方量较大,所以用砂砾石回填,回填砂砾石的边坡约1∶3.0,边坡用干砌块石护砌,在干砌块石下也铺设反滤层,厚度25~30cm,见图3。5洪水对岸坡稳定性的影响江西省赣州市水东Ⅰ~Ⅲ区库岸防护工程于1990年底开始动工,1992年底工程结束。经过1993年赣江发生的大