3 工程地质
3.1勘察工作概况
本次地质勘察主要依据《堤防工程地质勘察规程》(SL188—2005) 进行。根据本工程的实际情况，依据《规范》要求，结合本区类似工程地质勘察经验评价存在的主要工程地质问题和设计所需的物理力学参数。采用的勘察方法为平面地质测绘、剖面地质测绘、钻探、坑槽探、孔内重型触探试验、标准贯入试验以及室内颗粒分析试验等。完成工作项目和工作量见表3-1。
本次勘察的主要任务有：
（1）查明区域地质概况，评价区域构造稳定性，提供地震动参数；
（2）查明工程区的地形地貌单元与微地貌类型、特征、分界线；
（3）查明堤防各层岩土成因类型、地质年代、结构组成、分布规律、埋藏条件及其性状等。
（4）查明场地不良地质现象的发育情况、分布位置、规模和稳定性，并分析其对工程的影响；
（5）查明堤基相对隔水层和透水层的埋深、厚度、特性及与河流的水力联系，查明地下水与地表水的水质及其对砼的腐蚀性；
（6）提出堤身、堤基各土层的物理力学指标和渗透性参数；
（7）对已建堤防的填筑质量进行评价，并提出加固处理的建议；
（8）查明护滩工程地基的各土（岩）层的物理力学指标及建议值；
（9）查明交通桥桥基的水文地质和工程地质条件，提供地基各土（岩）层的物理力学指标及建议值（包含地层容许承载力、侧摩阻力、极限端阻力等），评价地震液化对地基持力层力学参数的影响；
（10）查明近堤河床质土层组成情况，提供颗粒分析曲线图和特征粒径值，评价冲刷深度；
（11）对天然建筑材料的种类、数量及料场分布、储量、质量、开采运输条件以及物理力学指标、渗透系数等进行详细的勘察评价。并提供土料在设计压实条件下的剪切指标和渗透系数等指标。
表3-1 完成主要勘察工作量
3.2区域地质概况
3.2.1地形地貌
汉江汉中平川段即汉中盆地，大体为一东西向山间盆地，东西长约100km ，南北宽度5～25km ，向东收缩，闭合于洋县龙亭，西端因有梁山突起，楔入其中，分为勉县、南郑两个支叉。汉江由西向东于武侯镇注入盆地，至洋县黄安坝流出盆地，复转入山区。平川段河床起点高程分别为551.7m 和449.6m ，高差102.1m ，河流中心线长度119.5km ，河床自然坡降约1/1200。盆地中河床开阔，最宽处达2.0km ，支流众多，河曲发育，形成了多级阶地。其河流阶地与山前坡积、洪积地形连为一体，构成盆地冲、洪积平原，平均海拔500m ；盆地北部为秦岭中、低山地，海拔1000m 左右；盆地南部为大巴山低山丘陵，海拔650～850m 。
按地貌形态及成因可分为以堆积作用为主的冲积、洪积平原，以侵蚀构造或剥蚀构造作用为主的中、低山地二大类型。
3.2.2地层岩性
汉中盆地位于秦岭东西褶皱带与龙门～大巴山台缘隆褶带之间，区内元古界
至新生界地层均有出露，盆地内以第四系松散覆盖层为主，第四系以前地层零星出露。
3.2.2.1元古界（P t ）
1）下元古界（P t1）：分布于武侯镇及定军山等地，主要岩性为火山岩（du 2P t1）及东房沟组（P t1d ）变质岩。火山岩主要为安山岩、玄武岩及变质的喷发岩，厚度＞1000m ；东房沟组主要岩性为绢云母片岩，千枚岩类及矽质灰岩透镜体，厚度＞1000m 。
2) 上元古界震旦系（Z ）：主要分布汉江南岸左所上游，梁山至新集一带。岩性下部以凝灰砂砾岩、千枚岩为主，上部以厚层灰岩夹页岩或千枚岩为主。
3) 下元古代侵入岩（γ1
2 、N 21 ）：在汉江以南山区广泛出露，局部直临汉江，
形成基岩陡岸，汉江以北仅出露于洋县谢村以北。岩性以酸性花岗岩为主，次为基性辉长岩，闪长岩等，构成盆地基底。
3.2.2.2古生界（P Z ）
1) 寒武系下统（є1）：棕红色、棕褐色、土黄色粉砂质页岩，黄绿、兰灰色泥灰岩。分布于汉江右岸梁山附近。灰色绢云母石英片岩夹变质砂岩条带为主，局部夹结晶灰岩及少量炭质硅质岩, 主要分布于白河县。
2) 奥陶系（0）：主要为砾岩、砂岩，砖红色砂质页岩及黄色页岩，中部及顶部为紫红色龟裂纹灰岩。主要分布于梁山一带。
3) 志留系下统（S 1）：褐黄色，黄白色页岩，上部为砂质页岩及细砂岩，黑色页岩。分布于梁山一带。
4) 泥盆系（D ）与石炭系（C ）：为一套变质岩系，主要岩性为千枚岩、结晶灰岩、云母石英片岩、大理岩等。分布于汉江北岸的秦岭南坡。
5) 二叠系（P ）：主要岩性：下部为灰白色、深灰色含燧石结核灰岩，底部有灰白色页岩及炭质页岩夹薄煤层。上部为灰色、红灰色含燧石条带或结核臭灰岩，及鲕状灰岩，底部为紫红扁豆状页岩。出露于汉江右岸梁山一带。
3.2.2.3中生界（M Z ）
三叠系（T ）与侏罗系（J ）：三叠系岩性为褐黄色泥灰岩夹紫红色页岩，杂
色灰岩，分布于梁山一带；侏罗系岩性为砾岩、灰色砂砾岩及黑色页岩夹煤层，分布于勉县城北贾寨一带。
上述地层出露于汉江岸边的只有元古界、古生界寒武系和二叠系。
3.2.2.4新生界（K Z ）
1) 第三系（R ）:仅于梁山燕儿窝、狮子山出露，以砂岩、砾岩为主。
2) 第四系（Q ）:在汉中盆地广泛分布，沉积厚度随盆地基底起伏而变化，由西向东厚度逐渐减小，褒河以西厚度一般大于500m ，汉台、城固、谢村一带厚度200～400m ，洋县一带厚约100m 。成因类型：Q 1+2为冲积～湖积；Q 22～Q 42为冲积。山前地带则为坡积、洪积、残积或混合类型。
下、中更新统（Q 1+2）：灰白、灰色砂卵砾石层及棕灰、灰绿等杂色粘土。广
泛分布于盆地下部，仅在鳖窝乡西和袁寨村附近零星出露。厚度65～400m 。
中更新统（Q 2）：上部为棕红色含钙质结核的粘土；下部为砂卵石夹粗～细
砂层。厚度50～100m ，分布于汉江四级阶地上。
上更新统（Q 3）：
（Q 31）：下部为灰色、灰白色砂卵石层，厚度10m 左右；中部为粗、细砂，
厚度大于1.5m ；上部为棕红色粘土，厚度大于2.5m 。分布于汉江三级阶地上。
（Q 32）：下部为灰色、灰白色砂卵石层，厚度＞8m ，中部为浅棕黄色粉细砂、
粗细砂，水平层理发育，厚度0～3.5m ；上部为浅棕黄粘土、壤土、壤土，厚度3～7m ；分布于汉江二级阶地上。
全新统（Q 4）：
（Q 41）：下部为灰色，杂色砂卵石层，厚度11～22m ；中部为灰白、灰黄含
砾粗～细砂，厚度1.5～2.0m ；上部灰黄、棕黄色壤土、壤土，厚度1.5～5.5m 。分布于汉江一级阶地上。
（Q 42）：分布于汉江高低漫滩上。高漫滩地附表为褐黄、棕黄色壤土，粉细
砂层，厚度0.5～3.0m ；下部为灰白色砂卵石层，局部夹透镜状细砂层。低漫滩及河床以灰白色砂卵石层为主，局部夹粗、细砂层。
3.2.3地质构造及地震基本烈度
3.2.3.1地质构造
汉中盆地一级大地构造单元划分属于“扬子准地台”（Ⅲ）的一部分，二级大地构造单元划分属于“龙门～大巴台缘隆褶带”的一部分。所以，出露的岩石类型，沉积相、构造发育史等特征都与扬子准地台特征相似。
根据前述地层岩性特征，可以把汉中盆地出露的岩石类型划分为三类：第一类，组成地台结晶基底的为下元古代花岗岩；第二类，组成地台覆盖层的为上元古界，古生界和中生界下三叠系的海相沉积层；第三类，组成地台覆盖层顶部的新生界陆相沉积层。它们分别代附表了三种不同古地理环境下的成岩特征及形成这种古地理环境的构造变动特征。
形成前震旦系结晶基底的构造运动——“吕梁运动”结束了该区的地槽发育历史，使之进入地台发育时期。之后，地台沉陷，发生海侵，沉积了一套海相地层（震旦系、古生界大部分和下三叠系）。以后的加里东运动，海西运动，虽有影响，仅形成了该套地层之间的假整合接触关系。燕山运动，使该套海相沉积盖层发生褶皱、隆起，结束了该区的海相沉积历史，开始了第三系陆相沉积过程，造成第三系与下伏下三叠系地层的不整合接触。喜山运动期是山间盆地的发育时期，由于差异性升降运动，形成了汉中盆地，并同时形成Q 1+2的洪积、冲积～湖
积层。以后随着挽近构造活动的影响，汉江及其支流的发育，逐渐形成了中、上更新统和全新统的河流冲洪积层。
根据陕西构造纲要图，汉中盆地分布的断层如下：见图3-1（汉中盆地区域构造地质图）。
图3-1 汉中盆地区域构造地质图(1:100万
)
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1）阳平关～洋县断裂带（F1）
为秦岭山地与汉中盆地北部分界线，断裂显露清楚，东、西段分别为一、二级单元界限。勉县以东北第四系覆盖，破碎带宽度600～700m ，地表西南段倾向NW ，东北段倾向SE ，倾角60°～80°，逆断裂，旁侧派生的剪切小断裂发育。新生代反映右行剪切，沿断裂带并有地震的继续活动。
2）小坝～磨子桥～洋县断裂（F2）
呈北东向沿盆地东南边缘发育，为逆断层，走向近N E 45°，倾向NW ，下盘由下元古代花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩、基性岩以及震旦系、二叠系、三叠系碎屑岩、灰岩组成，上盘被第四系覆盖，下伏为花岗岩及震旦系地层。
3）大竹坝～新集断裂（F3），为宁强褶断束东南侧台阶式的断裂，控制汉中盆地南郑分支的发育，断层在大竹坝至新集段出露，盆地内被第四系覆盖。断层西北侧地层褶皱紧密，产状陡峻，东南侧产状平缓，褶皱略宽阔。东北段倾向NW ，倾角陡，逆断层；西南段转向SE 倾，正断裂，东北端有五级以上地震，说明燕山-喜马拉雅仍在活动。
4）宽川铺断裂（F4），为扬子准地台西北边缘的分界断裂，呈NE 方向波状延伸至勉县县城以东，两侧平行的小断裂、斜断裂、横断裂发育，本身也受斜断裂或横断裂分割。地表倾向NW ，倾角70°，逆断层。
从上述断裂构造格局和断裂性质分析：工程区的构造主应力主要为近南北向，即在南北向压应力的作用下，生成走向近东西的一组压性断裂，并发生北东、北东东向压扭性断裂；汉中盆地属于山间断陷盆地，是汉中盆地特有的地质构造背景在地貌上的反映，即北部和西部分别以阳平关～洋县断裂带和宽川铺断裂与秦岭褶皱系相隔；东以小坝～洋县断裂带与米仓山隔开；南受新华夏系构造影响。
3.2.3.2新构造运动与地震
1) 新构造运动
汉中盆地为新生代断陷盆地，是喜山运动的遗迹，形成于第三纪晚期，至第四纪区域性断裂带仍有不同程度的活动--以断块运动为主。
第四纪，特别是中更新世以来，汉中盆地表现为间歇性上升运动，汉江四级阶地高出河床40～100m ；三级阶地高出河床30m 左右；二级阶地高出河床10～15m ；一级阶地高出河床3～5m 左右。可以看出，中更新世以来的地壳运动随着时代渐新其强烈程度突减。
2）地震
汉中盆地自1568年以来，有记载的4.5级以上地震6次，并且有活动时间集中的特点，如1624年至1653年的30年间就有4次。从震中分布的位置及其活动特点看，地震的形成机制与上述东西向和北东向活动断裂有关。从震级来看，均未超过6级，区域构造稳定性较好。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）国家标准第1号修改单，南郑县地震动峰值加速度为0.10g ，地震动反应谱特征周期为0.40s ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。
3.2.4水文地质
汉中盆地属亚热带湿润季节气候，年平均气温14°～16°，年平均降雨量800～1000mm ，水面蒸发量1088.6mm ，小峡口多年平均径流量65.6亿m 3，其中七～九月份洪水径流量占全年径流量的60%。
工程区地下水较为丰富，水质以碳酸钙型为主，水质良好。根据各段河床水和地下水水质分析资料，表明环境水对砼不具腐蚀性。按含水层性质可分为基岩裂隙水和第四系孔隙水。
1）基岩裂隙水：主要分布在低山-丘陵区，含水层为基岩，储水空间主要为风化裂隙和构造裂隙带。含水特征差异较大，多呈下降泉形式向沟谷排泄，水位埋深具山高水高之特点，且受邻近沟谷切割影响。
2）第四系孔隙水：主要分布在汉江及各支流沿岸残留阶地、河谷漫滩及沟口洪积扇区，含水层为冲积砂卵石层和洪积碎石土层。由于松散层厚度较小，透水性强，故富水性一般。
3.2.5河床冲积物特征
汉江自勉县武侯镇出谷口后，河谷蜿蜒于汉中盆地中央，至洋县黄安坝流出盆地。盆地中部，河谷开阔，支流众多，水流平缓，河曲发育，经过长期的变迁演变，形成了众多的高、低漫滩。河床及河漫滩内叠于全新统早期冲积层或中更新统之上。低漫滩与河床连为一体，宽度一般小于1km ，表层一般为粉细砂、粉砂组成，厚度一般＜1m ，下伏中粗砂、卵石、砾石组成。高漫滩高出河床2～5m ，海拔460～520m ，沿河床两侧呈扇形或新月形断续分布，其延伸长度达3～7km ，宽度一般0.5～2km ，个别如铺镇一带达3.5km 。高漫滩地面平坦，前缘呈陡坎高出河床或低漫滩，上部一般为粉砂、粉砂层，局部为粉质粘土层，下伏中粗砂、砂卵石层。
工程段汉江河床开阔，现代河床冲积物主要为砂、卵、砾石，纯净，磨圆及分选性较好。其颗分试验成果如表1-1，颗粒级配曲线如图1-1，河床冲积层不同颗粒平均含量则为：卵粒含量23.9%，砾粒含量62.1%，砂粒含量为12.4%，细粒含量为1.9 %。有效粒径（d 10）为0.68mm, 限制粒径（d 60）为38.9mm, 平均
粒径（d 50）为18.9mm, d15=0.98mm，d 85=91.5mm，中间粒径（d 30）为3.3mm, 不均
匀系数（C U ）为57.21, 曲率系数（C C ）为10.04，属于不良级配的圆砾。其颗分
试验成果如表3-1，颗粒级配曲线如图3-2。建议不冲刷流速：细砂0.35～0.75m/s；砾石0.6～1.0m/s；卵石1.2～2.0m/s。根据野外调查，河流冲刷岸（凹岸）的冲刷深度一般为2～3m ，最大3.5m 。
3.3堤防工程地质条件
本次堤防工程包括南郑县汉江右岸干流及右岸支流堤防（治理内容如表3-2）。汉江干流南郑段上游起梁山镇梁西村张家河坎，下游至圣水镇青史村，规划治理河道42.32km ，主要项目为：（1）干流堤防总长30.65k m ；（2）支流入河口堤防11.68km 。
表3-2 南郑县汉江堤防工程治理内容统计表
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3.3.1堤身质量评价
3.3.1.1汉江干流堤防堤身情况 ⑴地质概况
本次勘察涉及干流已建堤防共计约37.147km 。已建堤防筑堤材料一般就近开采、人工填筑，部分堤段是原堤上经历年几次加固、水毁抢险、修复等情况下施工而成，所以堤身岩土结构无论是沿堤线方向或是沿深度方向变化均较大。同一种岩土，粒组含量变化大、均匀性差，如粘性土中含砾（卵）石或砂粒（层），砂卵砾石层中的卵（砾）石含量变化等。
现有堤防质量有好有坏，质量参差不齐。本次勘察发现现状堤身存在的问题主要有：堤身高度、宽度不一，部分堤段堤身单薄；迎水坡砌护不连续，部分迎流顶冲段堤脚冲刷、掏蚀严重；各采砂厂的上堤道路对河堤也有一定的损坏。调查中发现部分堤段因年久失修或洪水等原因，损毁严重，已完全丧失防护能力，堤顶防汛道路凹凸不平，连续性差。总之，现有堤防存在诸多的质量问题，部分堤段存在安全隐患。
⑵堤身结构及填筑土的物质组成
已建堤防均位于河漫滩及一级阶地上，经勘察，筑堤材料为就地取材，堤身填土结构变化与所处地貌单元有直接关系。其中堤段位于一级阶地的，堤身一般由壤土或粉细砂组成；堤段位于河漫滩的，堤身一般由中～细砂和砂卵石组成。筑堤物质均一性相对较差，各粒组含量变化大，如粘性土中含砾、卵石或窝状砂层，砂卵砾石堤身中的卵、砾石含量变化等。
本次对已建堤身的工程地质分段，是以堤段所处的地貌单元为原则，根据勘探成果和野外实地调查，简化归类、相近合并后，划分为三个类型：①壤土堤段；②粉砂、中～细、粗砂堤段；③砂砾石堤段。
⑶干流现状堤防堤身土工程地质分段
桩号：汉右33+390～汉右34+620，长1230m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度3.3～5m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡多数为干
砌石护坡，护坡厚度0.3～0.5m 。其余为自然坡，坡度一般为26°，其上生长有灌木、杂草。背水坡坡面平整，坡度18°～21°，上部未作防护，部分地段堤脚进行了干砌石砌护。根据调查和钻探成果，该段堤身由粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土。
桩号：汉右35+500～汉右36+290，长790m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度3.3～6m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡多数为干砌石护坡，护坡厚度0.3～0.5m 。其余为自然坡，坡度一般为26°，其上生长有灌木、杂草。背水坡坡面平整，坡度18°～21°，上部未作防护，部分地段堤脚进行了干砌石砌护。根据调查和钻探成果，该段堤身由粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土。
桩号：汉右36+500～汉右42+000，长5500m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度5.0～8.8m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡多数为干砌石护坡，护坡厚度0.3～0.5m 。其余为自然坡，坡度一般为26°，其上生长有灌木、杂草。背水坡坡面平整，坡度18°～21°，上部未作防护，部分地段堤脚进行了干砌石砌护。根据调查和钻探成果，该段堤身由粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土。
桩号：汉右42+000～汉右46+450，长4450m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度3.0～4.5m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡部分段为干砌石护坡，护坡厚度0.3～0.5m 。其余为自然坡，坡度一般为26°，其上生长有灌木、杂草。背水坡坡面平整，坡度18°～21°，上部未作防护，部分地段堤脚进行了干砌石砌护。根据调查和钻探成果，该段堤身由粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土。
桩号：汉右51+813～汉右52+255.0，长442m 。现状堤防处于河流高漫滩前缘，堤顶高程507.5～506.1m ，堤顶高出河床水面约11.5～10.1m ，堤顶未作防护，宽度6.0～8.0m ，表面起伏不平。堤身迎水坡为浆砌石护坡，坡度一般为27°～33°，护坡厚度0.5～0.8m, 根据探坑揭示，砌石下端深入地表面下2.5～3.3m 。背水坡未作防护，处于自然稳定状态，坡面不规则，坡度一般17°，其上杂草丛生，并有少量灌木生长。根据调查和钻探成果，该段堤身填土由砾石层组成，其厚度3.6m （ZK1），灰褐色，密实，卵石含量约占20～30%，卵石粒径一般6～10cm ，砂粒含量约占30%～40%，以中粗砂为主。根据本次勘察，并收集分析前期勘察成果，该段堤防填筑相对密度（Dr ）为0.65。该段堤防填筑砾石层强透水，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为管涌。
桩号：汉右53+037～57+060，长4023m 。现状堤防处于河流高漫滩前缘，堤顶高程504.1～502.1m ，堤顶高出河床水面约9.7～8.4m ，堤顶未作防护，宽度4.3～6.1m ，表面起伏不大。堤身迎水坡为干砌石护坡，坡度一般为21°，护坡厚度0.5m 。背水坡未作防护，处于自然稳定状态，坡度一般17°～20°。根据调查和钻探成果，本段堤身填土由砾石层组成，其厚度2.6m （ZK9），杂色，稍密～中密，填土结构杂乱，土质不均，卵砾石含量一般约占50%，局部含建筑垃圾，部分段粉砂含量较高。根据本次勘察，并收集分析前期勘察成果，该段堤防填筑相对密度（Dr ）为0.55～0.6。
桩号汉右57+060～60+890，长度3830m 。现状堤防处于汉江高漫滩上，堤线顺直，堤顶未作防护，宽度5.6～5.8m ，表面基本平整。堤身迎水坡为干砌石护坡，坡度约26°～27°，坡面平整完好，底部设有浆砌石护脚。背水坡未作防护，分为两级，上部坡度20°～23°中部有一宽约1.7～1.8m 的平台。下部高度较小，坡度8°～14°，坡脚设有灌溉渠道顺堤坡而行，坡面杂草丛生，且植有杨树和少量灌木生长。该段堤防堤身土，为单一砾石，厚度4.8～5.1m ，，呈浅灰黄色、杂色，干燥～稍湿，松散～稍密状，相对密度（D r ）为0.33，说明堤身填筑质量差，不满足规范要求。堤防填筑土为砾石，其透水性强，汛期高水位
时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透变形，渗透变形形式为管涌。应对该段堤防进行渗透稳定复核，管涌型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.2。堤身土结构松散，抗冲刷能力较差，迎水坡应采取防冲工程措施。
桩号：汉右62+590～汉右64+280，长1690m ，
桩号：汉右64+280～汉右65+190，长910m ，
桩号：汉右65+190～汉右70+180，长4990m ，
⑷干流堤身质量评价及工程处理建议
堤身质量评价采用钻孔原位测试、野外现场试验和室内试验相结合的方法，并结合实地调查进行，质量评定标准依据GB50286-98《堤防工程设计规范》“无粘性土堤填筑标准按相对密度控制，1、2级和高度超过6m 的3级堤防其相对密度不应小于0.65，低于6m 的3级和3级以下堤防不应小于0.6。粘性土堤填筑标准按压实度确定，1级堤防不应小于0.94、2级和高度超过6m 的3级堤防不应小于0.92，3级以下及低于6m 的3级堤防不应小于0.9”。
堤身质量评价如表3-3。
表3-3 堤身质量评价表
由上表可以看出：
壤土堤密实程度为松散，依据前期成果一级阶地土料场壤土（与堤身填筑材料相同）击实试验成果，ρ
dmax
=1.76 g/cm3，w op =15.2%，计算设计控制干密度为
ρd ’=1.76×0.94=1.65 g/cm3，试验堤身干密度为ρd =1.50～1.54g/cm3, 平均干密度为1.52g/cm3，均小于控制干密度。依实测干密度计算压实度Pc=0.85～0.88，平均压实度Pc=0.86，不满足规范粘性土堤3级和高度低过6m 的3级堤防不应小于0.90的要求。壤土堤允许水力坡降J 允为0.40, 实际水力坡降J 实为0.24～0.37, 不均匀系数Cu 为23.82～33.92，J 允>J实，不产生渗透破坏。建议堤身加高培厚。迎水坡砌护，基础埋深应置于河床最大冲刷深度以下。
中～细砂堤根据动探、标贯判定，密实程度为松散，室内试验表明相对密度为0.36，不满足规范对1、2级堤防和高度超过6m 的3级堤防相对密度Dr 不应小于0.65的要求。中细砂堤允许水力坡降J 允为0.30，实际水力坡降J 实为0.15，
不均匀系数Cu 为2.4～46.0，J
允
＞J
实
，不产生渗透破坏。渗透系数
K=1.09×10-3cm/s，属中等透水性，渗透系数偏大。建议对中细砂堤段进行培厚、碾压，填筑料宜掺入一定比例的粘性土，堤身应增加防渗措施，提高堤防质量。迎水坡砌护，基础埋深应置于河床最大冲刷深度以下。
砂砾石堤根据动探、标贯判定，密实程度为中密，相对密度为0.57，不满足规范对1、2级堤防和高度超过6m 的3级堤防相对密度Dr 不应小于0.65的要求。含砾、卵中～细砂堤允许水力坡降J 允为0.15，实际水力坡降J 实为0.19，不均匀系数Cu 为5.2～20.1，J
允
＜J
实
，会产生渗透破坏。渗透系数
K=1.07×10-2cm/s，属强透水性，建议对含砾、卵中～细砂堤段进行振动碾压，单薄堤段进行整形培厚，并应对堤身增加防渗措施，迎水坡砌护，基础埋深应置于河床最大冲刷深度以下。 3.3.1.2堤基工程地质条件及评价 ⑴堤基工程地质特性及其分段
已建堤防堤基地层岩性及其工程地质条件与堤防所处地貌单元有关，堤防所处地貌单元，可分为两大类：一类为河流漫滩；另一类为汉江一级阶地。
堤防位于河漫滩上，上部一般为中粗砂、中细砂或粉细砂层，下部多为卵、砾石层，局部堤段砂卵石直接出露地表。砂层厚度变化较大，多呈松散状，高压缩性，承载力较低，地基承载力（f ak ）100～140KPa ，透水性中等，易发生渗透破坏（流土），不宜作为堤防地基；砂卵石层，一般呈稍密状，地基承载力相对较高，稳定性较好，可作为堤防地基。地基承载力建议值（f k ）为180～260 KPa 。透水性强，局部不利地段可能发生渗透破坏，设计时应作渗透稳定验算。
堤防位于一级阶地上，堤基土一般为三层结构，上部1.5～6.5m 壤土；中部中～细砂；底部为砂卵石。上部壤土层一般呈可塑状，弱透水性，稳定性较好，可作为堤防地基，地基承载力建议值（f ak ）150KPa ；中～细砂，呈稍密状，透水性中等～强，稳定性较好，承载力建议值（f ak ）为180 KPa；卵、砾石层，呈中密状，稳定性良好，地基承载力较高，地基承载力建议值为260KPa 。
干流已建堤防堤基工程地质分段见表3-4。
表3-4 汉江干流右岸已建堤防堤基土工程地质分段表
⑵堤基工程地质问题评价及处理建议
1）物理力学指标
综合提出地基土的物理力学指标建议值如表3-5、表3-6。 表3-6 地基土与堤身摩擦系数建议值表
表3-5 地 基 土 物 理 力 学 指 标 建 议 值 表
21
注：二级阶地粗粒土指标为工程类比值。
22
2）渗透稳定性
加固堤段基础位于汉江河漫滩和一级地两个地貌单元上，地基土主要为壤土、中细砂、中粗砂、粉细砂及卵、砾石层。物理力学性质相差较大，根据上述试验资料：
②-1中细砂层渗透系数为3.12×10-3cm/s，相对密度为0.30，中细砂不均匀系数分别为Cu=3.01，不均匀系数小于于5，判定其渗透变形类型为流土型。临界坡降0.30，J 允=0.20。②-2卵砾石层渗透系数为5. 0×10-2cm/s，相对密度为0.68，承载力300kpa ，卵砾石不均匀系数Cu=57.21，不均匀系数Cu 大于5，细颗粒含量Pc=16.5%＜25%，判定其渗透变形类型为管涌型。临界坡降0.18, J允=0.10。
③-1壤土渗透系数为6. 39×10-5cm/s，天然干密度为1.51g/cm3。壤土不均匀系数分别为Cu=7.17，不均匀系数Cu 大于5，细颗粒含量Pc=36.5%＞35%，判定其渗透变形类型主要为流土型，J 允=0.45。
③-2中细砂层渗透系数为5.23×10-4cm/s，相对密度为0.52，中细砂不均匀系数分别为Cu=3.01，不均匀系数Cu 小于5，判定其渗透变形类型为流土型；临界坡降0.25，J 允=0.25。
③-3砂砾石层渗透系数为4.03×10-2cm/s，相对密度为0.65，临界坡降0.20, J 允=0.15。砂砾石不均匀系数Cu=74.0，不均匀系数Cu 大于5，细颗粒含量Pc=38.5%＞35%，判定其渗透变形类型为流土型。
根据现有堤防断面及不同桩号的洪水位，对现状提防堤基渗透稳定性评价如表3-7。
表3-7 现状堤防堤基渗透稳定评价表
3）堤基土的砂土液化
堤基大部分位于地下水位以下。工程区地震动峰值加速度a=0.10g ，地震动反应谱特征周期T=0.40s，相应的地震基本烈度为Ⅶ度，根据《中国地震动参数区划图》（GB183606—2001）和《建筑抗震设计规范》（GB5001—2001）需对堤基土的砂土液化进行判定。
堤基土层中易产生振动液化的地层为饱和②-1及③-1砂层。根据《水利水电工程地质勘察规范》500487-2608附录N 判定，砂土产生振动液化的临界标准贯入试验击数为9.6击，现场试验平均击数②-1层为11.75击，③-1层为12.90击，因此②-1及③-1中细砂层不易产生振动液化。
4）堤基土的湿陷性
部分堤段基础位于一级阶地，上部③-1壤土，呈稍密状，植物根系及孔隙发育。根据试验资料，湿陷系数0.001～0.055，自重湿陷系数0.001～0.017，具湿陷性，场地湿陷性类型及等级评价如表3-19，经计算属非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级（轻微），土层湿陷下限深度4.1m 。建议设计综合考虑处理。
3.3.2. 干流新建堤防工程地质条件及评价 ⑴地质概况
本次勘察涉及干流新建堤防共计约2.79km 。改建堤防筑堤材料一般就近开采、人工填筑，堤身岩土结构无论是沿堤线方向或是沿深度方向变化均较大。同一种岩土，粒组含量变化大、均匀性差，如粘性土中含砾（卵）石或砂粒（层），砂卵砾石层中的卵（砾）石含量变化等。
⑵干流新建堤防堤基土工程地质分段
桩号：汉右34+620～汉右34+900，长280m ，拟建堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，
桩号：汉右34+900～汉右35+500，长600m ，拟建堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，
桩号：汉右36+290～汉右36+500，长210m ，拟建堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，
桩号汉右60+890至62+590，长1700m 。拟建堤防处于汉江高漫滩之上，堤基为双层结构。堤基土上部为砂土层，由分布不连续的粉砂层和中粗砂层组成。粉砂层最大厚度1.5m ，呈松散状。地基承载力标准值（f k ）80KPa 。中粗砂层最大厚度1.9m 。呈松散～稍密状，地基承载力标准值（f k ）120KPa 。下部为砾砂和砾石层。砾砂层，厚度2.4～4.3m ，呈稍密状，地基承载力标准值（f k ）270KPa 。砾石层，厚度大，稍密～中密，地基承载力标准值（f k ）480KPa 。堤基上部砂土层承载力低，抗剪强度不高，易产生压缩变形，建议将表层粉砂层清除，对中粗砂层进行强夯处理。堤基下部砾砂、砾石层承载力、抗剪强度较高，堤基稳定性较好。
堤基上部粉砂、中粗砂层透水性弱～中等，汛期持续高水位时，很可能发生渗透变形。渗透变形形式为流土，流土型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.44～
0.47；堤基下部砾砂层透水性中等，汛期持续高水位时，也可能发生渗透变形。砾砂，渗透变形形式为管涌，其管涌型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.20；下部砾石，透水性较强，因其埋藏深度较大，发生渗透变形的可能性不大。
堤基为第四系全新统冲积成因的粉砂层处于地下水为以上，为非饱和土，可判为非液化土。中粗砂和砾砂层处于地下水位之上，为非饱和土，可判为非液化土。下部砾石层，为可能液化土。
本段堤防距离汉江主河槽距离较远，汛期洪水会对堤基冲刷相对较弱，但洪水会对堤身产生冲刷破坏，应采取工程措施进行防护。 3.3.3支流堤防
3.3.3.1 现状堤防工程地质条件及评价
（1）堤防现状
本次勘察涉及支流堤防共计10.299km ，其中已建堤防7.179km 。已建堤防筑堤材料一般就近开采、人工填筑。筑堤材料成份基本由堤段所处的地质地貌单元所决定，如堤段位于一级阶地或一级阶地前缘及高漫滩，堤身一般由壤土或粉细砂组成；堤段位于河漫滩，堤身一般由粗～细砂和砂卵石组成。
（2）堤身结构及填筑土的物质组成
堤防均位于一级阶地上，经勘探揭示按堤身填筑土类型可分为①-1土堤及①-3砂砾石堤；①-1土堤填筑土为壤土，①-3砂砾石堤填筑土为砂砾石。支流已建堤防特征如表3-9。
（3）堤身质量评价及建议
堤身质量评价采用实地调查及室内试验相结合的方法。质量评定标准依据
《堤防工程设计规范》GB50286-98 “无粘性壤土堤填筑标准按相对密度控制，1、2级和高度超过6m 的3级堤防其相对密度不应小于0.65，低于6m 的3级和3级以下堤防不应小于0.6。粘性壤土堤填筑标准按压实度确定，1级堤防不应小于0.94、2级和高度超过6m 的3级堤防不应小于0.92，3级以下及低于6m 的3级堤防不应小于0.9”。
1）濂水河
桩号：濂左0+737～濂左3+932，长3195m ，现状堤防处于河流高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度2.6～3.8m ，堤顶表面起伏不大, 堤身迎水坡及背水坡均未做防护，处于自然稳定状态。迎水坡坡度平均为12°～21°，背水坡坡度为18°～37°, 坡面不规则，坡度一般较缓，其上杂草丛生，并有乔、灌木生长, 局部堆积有少量生活及建筑垃圾。根据调查和钻探成果，堤身由粉土、粉细砂、粉砂、细砂、卵砾石等组成，填筑质量较差，该段堤防填筑层透水性强，汛期持续高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土、管涌。本段堤防堤基主要由中粗砂、砾砂、砾石组成，灰褐色，稍密，稍湿～湿，局部夹含卵砾石，砂粒矿物成份主要为石英、长石、云母。砾石成分多为石英岩、花岗岩、灰岩等，多呈圆～次圆状，该层较为稳定，厚度大，堤基较为稳定。
桩号：濂右0+752～濂右3+945，长3193m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶除1+800～2+110段410m 由于建有氮肥厂等企业，堤顶为堤路结合，宽度10～15m ，混凝土路面宽7m ，背水坡滩地由于建有木材加工厂等企业，地表经人工活动改造影响，背水坡滩地基本与堤顶持平。0+876.00～濂右1+032.00段156m 现状目前未建堤防，其余河段堤顶均未作防护，宽度2.8～3.6m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡及背水坡均未做防护，处于自然稳定状态。堤身迎水坡坡度为11°～26°，背水坡坡度为14°～39°。其上生长有乔、灌木、杂草。根据调查和钻探成果，该段堤身由杂填土、粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土、管涌。
2）冷水河
桩号：冷左0+791～0+000，长791m 。 现状堤防处于河流高漫滩前缘，堤顶高程一般为506.5～508.3m ，桩号冷左0+791（即王河坎大桥左岸桥头）处地面高程为505m ，堤顶高出河床水面一般约8.9～12.3m ，冷左0+791处堤顶高出河床水面约7.4m ，堤顶未作防护，宽度一般6.2～11.6m ，表面起伏不平。堤身迎水坡为浆砌石护坡，坡度27°，护坡厚度0.5～0.8m, 根据探坑揭示，砌石下端深入地表面下2.5～3.3m 。背水坡未作防护，处于自然稳定状态，坡度一般26°～32°，其上杂草丛生，并有少量灌木、乔木生长。根据调查和钻探成果，该段堤身填土由砾石层组成，其厚度5.4m （ZK5）～6.7m ，灰褐色，稍密，卵砾石含量约占50%，粒径一般 3～7cm ，中粗砂含量约占45%。根据本次勘察，并收集分析前期勘察成果，该段堤防填筑相对密度（Dr ）为0.6。该段堤防填筑砾石层强透水，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为管涌。本段堤防堤基从上至下由以下3层土组成：①粘土层，厚度0.5m （ZK5）～1.5m ，灰褐色，硬塑～可塑状，承载力基本值（fk ）建议为140Kpa 。②粗砂层，厚度3.2m （ZK5）～1.8m ，灰白色，密实，湿, 含21%砾石，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，重型圆锥动力触探试验锤击数（N63.5）为9.4～11.7击，承载力基本值（fk ）为360Kpa 。③砾石层，浅棕黄色，中密，湿～饱和，卵石含量占6%，粒径一般6～10cm ，砾石含量占78%，粒径多为5～60mm ，中粗砂粒占13%，卵砾石成分多为石英岩、花岗岩、灰岩等，多呈圆～次圆状，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。
（4）堤基工程地质分段及评价 1）濂水河
桩号：濂左0+737～濂左3+932，长3195m ，现状堤防处于河流高漫滩前缘，根据调查和钻探成果，堤基从上至下由以下3层土组成：①中粗砂层，厚度一般0.6m ～2m ，个别地段厚度较小，呈浅灰褐色，松散，稍湿，地基承载力基本值（fk ）为160Kpa 。②砾砂层，厚度0.6m ～1.8m ，呈浅灰黄褐色，松散～稍密，湿～饱
和，砂以中粗砂为主，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，标准贯入试验击数（N ）为9～14击，承载力基本值（fk ）为190Kpa 。③砾石层，杂色，中密～密实，饱和，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）建议为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。该层为良好的天然地基持力层。
桩号：濂右0+737～濂右3+932，长3195m ，现状堤防处于河流高漫滩前缘，根据调查和钻探成果，堤基从上至下由以下3层土组成：①中粗砂层，厚度一般0.6m ～2m ，个别地段厚度较小，呈浅灰褐色，松散，稍湿，地基承载力基本值（fk ）为160Kpa 。②砾砂层，厚度1m ～1.1m ，呈浅灰黄褐色，松散～稍密，湿～饱和，砂以中粗砂为主，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，标准贯入试验击数（N ）为8.2～12.4击，承载力基本值（fk ）为190Kpa 。③砾石层，杂色，中密～密实，饱和，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）建议为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。该层为良好的天然地基持力层
2）冷水河
桩号：冷左0+000～冷左0+791，长791m ，现状堤防处于河流高漫滩前缘，根据调查和钻探成果，本段堤防堤基从上至下由以下3层土组成：①粘土层，厚度0.5m （ZK5）～1.5m ，灰褐色，硬塑～可塑状，承载力基本值（fk ）建议为140Kpa 。②粗砂层，厚度3.2m （ZK5）～1.3m ，灰白色，密实，湿, 含21%砾石，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，重型圆锥动力触探试验锤击数（N63.5）为7～11.7击，承载力基本值（fk ）为360Kpa 。③砾石层，浅棕黄色，中密，湿～饱和，卵石含量占6%，粒径一般6～10cm ，砾石含量占78%，粒径多为5～60mm ，中粗砂粒占13%，卵砾石成分多为石英岩、花岗岩、灰岩等，多呈圆～次圆状，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。
3）堤基质量评价及建议 ①堤基地下水
堤防处于河流高漫滩，地下水为单一孔隙型潜水。地下水主要赋存于下部砂层及卵砾石层中，埋藏浅，水量丰富。平水期地下水位总体呈上游高，下游低，
河道两岸高、河漫滩低的特征，略高于河道水位，并向河谷排泄。汛期河道水位急剧上涨，河道水位高于河岸地下水，将会出现河道水向河岸地下水补给。勘测期河道上游地下水位高程约为504.1～504.3m ，下游地下水位高程约为503.4～501.5m 。由于砂砾石层透水性强，水位以下基坑开挖时涌水量大，对基础开挖有不利影响，需做好排水措施。
②堤基土的透水性
堤基土层颗粒一般上部较细，随着深度的增大，颗粒逐渐变粗，透水性也逐渐增强。根据工程类比，堤基土层的渗透系数如下；
Ⅰ、粉土、粉细砂层：K=3.5×10-3cm/s,透水性等级为中等透水。
Ⅱ、中、粗砂及砾砂层：K=4×10-2cm/s,透水性等级为强透水。
Ⅲ、卵、砾石层：K=6×10-2cm/s，透水性等级为强透水。
③堤基渗透及渗透稳定评价
堤防处于河流高漫滩上，堤基上部粉土、粉细砂层为中等透水层，下部中砂、粗砂、砾砂以及卵砾石层为强透水层，砂砾石层厚度大。由于非行洪期地下水面微向河床倾斜，堤内地面高程较高，不存在地下水出溢点， 所以不会发生渗透破坏。汛期行洪时河道水位急剧上涨，河水水位远高于河岸地下水，河水将会沿堤基向背水坡滩地渗透，且水力坡降较大，背水坡滩地上部粉土、粉细砂层厚度一般较小，可能会发生渗透破坏。根据堤基土层的颗粒组成和当地工程经验判断，堤基粉砂、细砂及中砂渗透破坏形式为流土，卵、砾石层渗透破坏形式为管涌，粗砂及砾砂渗透破坏形式可能为流土，亦可能为管涌。建议对该段堤防渗透稳定分析验算。
④场地砂土液化判别
工程区地震动峰值加速度为0.10g ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。根据“地震区划图”及《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）中土的液化判别标准，本工程建筑物所在地区的地震设防烈度（Ⅶ度）比相应的震中烈度（地震动峰值加速度为0.30g, 相应地震烈度为Ⅷ度）小1度，故工程区为近震。根据土的
液化判别标准，地下水位以上的非饱和土，可判为不液化，地下水位以下的饱和粉土、砂土可能发生液化。再根据土的液化复判标准，对可能液化的饱和粉土砂土进一步判别。根据标准贯入试验、重型圆锥动力触探试验等，粉土、砂土一般为松散～稍密，综合分析其相对密度为0.35～0.4，其值小于液化临界相对密度（0.70），故综合分析判断饱和粉土及砂土为可能液化土。但堤基可液化土层多呈透镜夹层状，分布厚度及宽度均不大。
3.3.3.2新建堤防工程地质条件及评价
（1）地质概况
本次治理工程支流新建堤段长3.007km 。新建堤段均位于汉江的一级阶地上，汉江干流段一级阶地前缘高出河床3～6.5m ，局部可达10m 。地下水埋深在一级阶地一般为2.3～6.5m 。
地层结构一般为单层至多层结构，其中一级阶地上部大部分为壤土，厚
1.6～6.5m 。中部为不连续的中、细砂层，厚1～2.5m ，局部达4.0m ，稍密～中密。下部为砂砾石层，卵石粒径一般2～8cm ，含量30～40%，砾石含量10～20%，中密。
（2）堤基工程分段及评价
新建堤防位于一级阶地上，堤基地质结构分类为双层或多层结构，由③-1壤土、③-2中细砂、③-3砂砾石组成。
1）冷水河
桩号：冷右1+007～0+000，长1007m 。该段目前未建堤防，故属新建堤防段。拟建堤防位于河流漫滩上，根据调查和勘探成果，堤基从上至下由以下3层土组成：①中砂层，厚度一般0.7m （ZK20）～1.4m ，个别地段厚度较小，呈浅黄褐色，松散，稍湿，地基承载力基本值（fk ）为140Kpa 。该段末端地表有厚约6m 的中砂堆积体。②砾砂层，厚度3.3m （ZK20），呈浅灰黄色，松散～稍密，湿～饱和，砂以中粗砂为主，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，标准贯入试验击数（N ）为7～11击，承载力基本值（fk ）为190Kpa 。③砾石层，杂色，中密～密实，饱
和，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）建议为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。该层为良好的天然地基持力层。
2）梁曲河
桩号梁左0+000～0+147为无堤段，梁左0+147～1+063段，现状堤防为浆砌石挡墙，墙顶高程494.5～495.42m ，宽度0.5～0.6m ，高度3.5～4.0m 。沿挡墙内侧建有813厂排污管道和通村公路。目前挡土墙存在的问题主要有：墙体砼脱落，局部出现变形断裂，下游段挡土墙墙内无填土。梁曲河左岸堤防均处于汉江右岸高漫滩之上，堤基为双层结构。上部为粉砂和粗砂组成，下部为砾石和砾砂组成。粉砂层呈浅灰黄色，稍湿，松散，地基承载力标准值（f k ）80KPa 。粗砂，
呈浅灰黄色，稍湿，稍密，颗粒多由风化花岗岩岩屑组成，手碾即碎，地基承载力标准值（f k ）120KPa 。砾石层，呈浅灰黄色、杂色，湿～饱和，稍密～中密，
地基承载力标准值（f k ）480KPa 。堤基上部为粉砂和粗砂层，透水性弱～中等，
砾石层透水性强。梁曲河因长期淤积，河床升高，河床高出堤内滩面0.5～2.0m ，河道水位也较堤内滩地地下水为要高，河道水会沿堤基透水层渗透，尤其是汛期持续高水位时，渗透比降较大，很可能发生渗透变形，粉砂、粗砂层渗透变形形式为流土，其流土型渗透变形允许水力坡降（J 允）分别为0.44和0.47；砾石，
不均匀系数（Cu ）63.7～96.9，曲率系数（Cc ）为0.78～2.25，级配连续，细粒
P c ＜含量（Pc ）为27.8～34.8%，1004（1-n ） ( n为土的孔隙率) ，按照《堤防
工程地质勘察规范》（SL188-2005）附录D ，判断堤基渗透变形形式为管涌。管涌型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.20；堤基冲刷主要为支流洪水的冲刷。当
干流洪水较小，而支流洪水较大时，支流洪水对堤基的冲刷较严重，堤防护脚应置于冲刷线以下。本段堤防，上部砂土层承载力、抗剪强度均不高，下部砾石层承载力和抗剪强度较高，建议将挡土墙基础置于下部砾石层之上。堤基存在渗透变形问题，工程地质条件差（属D 类）。
桩号梁右0+000～0+087为无堤段，梁右0+087～1+050为早期当地村民组织兴建堤防，堤距差别较大，堤防标准低，质量差，堤防断面也不一致。梁右0+767～
1+050段堤防，迎水坡为干砌石挡墙，局部为浆砌石挡墙，堤防高度变化较大，最低仅1.2m ，最高为2.8m 。堤顶宽度差异较大，为1.3～3.5m ，堤顶凹凸不平，生长大量杨树。梁右0+087～0+767段堤防，堤防为梯形断面。高度2.5～3m ，堤顶宽度1.5～2.5m ，堤顶凹凸不平，杨树长满堤身。部分段落迎水坡为干砌石砌护，部分段落则未作防护。堤身土主要由粉砂组成，夹杂有粉土和少量砾石。由于未作碾压，堤身土基本处于松散状，堤身填筑质量差，不满足规范要求。由于堤防标准低，堤身粉砂抗冲刷能力差，迎水坡干砌石已经破损，部分段落无防护，堤防很难抵御洪水的冲刷破坏。应按照相关规范要求，完善该段堤防。梁曲河右岸堤防，均处于汉江右岸高漫滩之上，堤基为双层结构。上部为粉砂和粗砂组成，下部为砾石和砾砂组成。粉砂层呈浅灰黄色，稍湿，松散，地基承载力标准值（f k ）80KPa 。粗砂，呈浅灰黄色，稍湿，稍密，颗粒多由风化花岗岩岩屑组成，手碾即碎，地基承载力标准值（f k ）120KPa 。砾石层，呈浅灰黄色、杂色，湿～饱和，
稍密～中密，地基承载力标准值（f k ）480KPa 。堤基上部为粉砂和粗砂层，透水
性弱～中等，砾石层透水性强。梁曲河因长期淤积，河床升高，河床高出堤内滩面0.5～2.0m ，河道水位也较堤内滩地地下水为要高，河道水会沿堤基透水层渗透，尤其是汛期持续高水位时，渗透比降较大，很可能发生渗透变形，粉砂、粗砂层渗透变形形式为流土，其流土型渗透变形允许水力坡降（J 允）分别为0.44
和0.47；砾石，不均匀系数（Cu ）63.7～96.9，曲率系数（Cc ）为0.78～2.25，
P c ＜级配连续，细粒含量（Pc ）为27.8～34.8%，100n 为土的孔隙率) ，4（1-n ） (
按照《堤防工程地质勘察规范》（SL188-2005）附录D ，判断堤基渗透变形形式为管涌。管涌型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.20；堤基冲刷主要为支流洪水
的冲刷。当干流洪水较小，而支流洪水较大时，支流洪水对堤基的冲刷较严重，堤防护脚应置于冲刷线以下。本段堤防，上部砂土层承载力、抗剪强度均不高，下部砾石层承载力和抗剪强度较高，堤基存在渗透变形问题，工程地质条件差（属D 类）。
（3）堤基主要工程地质问题评价
1）堤基地下水
堤防处于河流高漫滩，地下水为单一孔隙型潜水。地下水主要赋存于下部砂层及卵砾石层中，埋藏浅，水量丰富。平水期地下水位总体呈上游高，下游低，河道两岸高、河漫滩低的特征，略高于河道水位，并向河谷排泄。汛期河道水位急剧上涨，河道水位高于河岸地下水，将会出现河道水向河岸地下水补给。勘测期河道上游地下水位高程约为504.1～504.3m ，下游地下水位高程约为503.4～501.5m 。由于砂砾石层透水性强，水位以下基坑开挖时涌水量大，对基础开挖有不利影响，需做好排水措施。
2）堤基土的透水性
堤基土层颗粒一般上部较细，随着深度的增大，颗粒逐渐变粗，透水性也逐渐增强。根据工程类比，堤基土层的渗透系数如下；
Ⅰ、粉土、粉细砂层：K=3.5×10-3cm/s,透水性等级为中等透水。
Ⅱ、中、粗砂及砾砂层：K=4×10-2cm/s,透水性等级为强透水。
Ⅲ、卵、砾石层：K=6×10-2cm/s，透水性等级为强透水。
3）堤基渗透及渗透稳定评价
堤防处于河流高漫滩上，堤基上部粉土、粉细砂层为中等透水层，下部中砂、粗砂、砾砂以及卵砾石层为强透水层，砂砾石层厚度大。由于非行洪期地下水面微向河床倾斜，堤内地面高程较高，不存在地下水出溢点， 所以不会发生渗透破坏。汛期行洪时河道水位急剧上涨，河水水位远高于河岸地下水，河水将会沿堤基向背水坡滩地渗透，且水力坡降较大，背水坡滩地上部粉土、粉细砂层厚度一般较小，可能会发生渗透破坏。根据堤基土层的颗粒组成和当地工程经验判断，堤基粉砂、细砂及中砂渗透破坏形式为流土，卵、砾石层渗透破坏形式为管涌，粗砂及砾砂渗透破坏形式可能为流土，亦可能为管涌。建议对该段堤防渗透稳定分析验算。
4）场地砂土液化判别
工程区地震动峰值加速度为0.10g ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。根据“地震
区划图”及《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）中土的液化判别标准，本工程建筑物所在地区的地震设防烈度（Ⅶ度）比相应的震中烈度（地震动峰值加速度为0.30g, 相应地震烈度为Ⅷ度）小1度，故工程区为近震。根据土的液化判别标准，地下水位以上的非饱和土，可判为不液化，地下水位以下的饱和粉土、砂土可能发生液化。再根据土的液化复判标准，对可能液化的饱和粉土砂土进一步判别。根据标准贯入试验、重型圆锥动力触探试验等，粉土、砂土一般为松散～稍密，综合分析其相对密度为0.35～0.4，其值小于液化临界相对密度（0.70），故综合分析判断饱和粉土及砂土为可能液化土。但堤基可液化土层多呈透镜夹层状，分布厚度及宽度均不大。
3.4 附属建筑物工程地质条件及评价
3.4.1 穿堤涵闸工程地质条件及评价
穿堤涵闸多位于河漫滩、一级阶地、二级阶地前缘。漫滩地形平坦开阔，略倾向河床。一级阶地前缘高出河床3～6.5m ，局部较大，为内叠式阶地。地层结构一般为单层至多层结构，其中河漫滩为双层结构，上部为②-1中细砂或中粗砂，稍密，下部为②-2砂卵石层，密实。一级阶地上部③-1层壤土，稍密状，具非自重Ⅰ级（轻微）湿陷性；中部为不连续的③-2粉细砂层，稍密；下部为③-3砂砾石层，中密～密实。二级阶地上部④-1层壤土，可塑～硬塑；中部为④-2中粗砂层，稍密；下部为③-3砂砾石层，中密～密实。各穿堤涵闸工程地质评价如表3-13。
表3-10 各穿堤涵闸工程地质评价表
3.4.2涵洞工程地质条件及评价
穿堤涵洞多位于河漫滩、一级阶地、二级阶地前缘。漫滩地形平坦开阔，略
倾向河床。一级阶地前缘高出河床3～6.5m ，局部较大，为内叠式阶地。地层结构一般为单层至多层结构，其中河漫滩为双层结构，上部为②-1中细砂或中粗砂，稍密，下部为②-2砂卵石层，密实。一级阶地上部③-1层壤土，稍密状，具非自重Ⅰ级（轻微）湿陷性；中部为不连续的③-2粉细砂层，稍密；下部为③-3砂砾石层，中密～密实。二级阶地上部④-1层壤土，可塑～硬塑；中部为④-2中粗砂层，稍密；下部为③-3砂砾石层，中密～密实。各穿堤涵洞工程地质评价如表3-11
表3-11各穿堤涵洞工程地质评价表
3.4.3支流河口新建桥工程地质条件及评价
本次规划支流河口新建桥2座，如表3-12。
表3-12 新建桥位置统计表
3.4.3.1南华沟交通桥工程地质条件评价
南华沟交通桥位于本次防洪治理工程段首南华沟上，所处干流堤防桩号为：汉右57+060～57+075。原南华沟交通桥建设标准低，经多年运行，已经破损，本次将原交通桥拆除，在原址上重建。
南华沟交通桥所处地貌单元为汉江高漫滩前缘，南华沟沟道两岸建有堤防，但标准低，不规范。本次防洪治理将对南华沟两岸堤防作加固处理。
改建南华沟交通桥，沿干流堤防布置，根据钻探（ZK2）揭示，桥址岩土组成，自上而下主要有：
（1）人工堆积砾砂层（①-4）：呈浅灰黄色，干燥～稍湿，稍密。厚度4.5～
4.7m 。
（2）高漫滩砾砂层（②-4）：呈浅灰黄色，稍湿，稍密，厚度0.8m ， 底板高程495.7m 左右。
（3）砾石层（②-5）：分布连续分布于下部，厚度大。呈浅灰黄色、杂色，湿～饱和，稍密～中密。
桥址地下水为孔隙型潜水，水位受汉江主河道水位和南华沟来水的影响变化较大。勘测期潜水水位491.2m 左右。桥址区内环境水水质类型一般为HCO 3- —Mg 2+·Ca 2+型，矿化度一般小于1kg/L，属淡水；依据《GB50487-2008》规范附录L 进行判定，环境水对砼结构具无腐蚀性。
南华沟交通桥跨度不大，规模较小，地下水埋深较大，故可采用浅基础。桥墩可置于下部密实的砾石层之上，其地基承载力为480KPa 。
本区地震动峰值加速度为0.10g ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。桥址砾砂层处于地下水位以上，为非饱和土，可判为非液化土。深部砾石层，处于地下水位以下，其＜5mm 的颗粒含量为51.2～69.8%，初判为可能液化土。采用相对密度法对其进行复判，其相对密度（Dr)0.33～0.67，＜0.7，故判断堤基砾石层为可能液化土。设计时应考虑地震时，地基土液化对桥基的不利影响。
3.4.3.2梁曲河交通桥工程地质条件评价
（1）桥址地质概况
拟建交通桥位于改建后干流堤防与梁曲河交汇处，具体位置见工程地质平面图（南-防洪-初设-地01）。交通桥所处地貌单元属汉江右岸高漫滩，漫滩滩面高程一般为492.1～492.5m ，部分地带受人工改造，形成低洼区。梁曲河河道，内叠于汉江高漫滩之上，河床高程491.5～491.7m ，与漫滩滩面高程很接近。河道宽度12m 左右。
根据钻探揭示，桥址岩土组成，自上而下主要有：
（1）粉砂层（②-1）：主要分布于左岸滩地表层，最大厚度1.5m ，呈浅灰黄色，干燥～稍湿，松散。
（2）粗砂层（②-3）：分布于右岸滩地和梁曲河河槽。最大厚度1.9m ，呈浅灰黄色，稍湿，稍密，颗粒多由风化花岗岩岩屑组成，手碾即碎。
（3）砾砂层（②-4）：分布连续分布于中部，厚度2.4～4.3m ，呈浅灰黄色，稍湿～湿，稍密。
（4）砾石层（②-5）：连续分布于下部，厚度大。呈浅灰黄色、杂色，饱和，稍密～中密。
桥址地下水为孔隙型潜水，地下水埋藏深度一般为3m 左右，在靠近梁曲河河道地带，由于梁曲河河水的注入和补给，水位抬升明显，潜水埋藏深度仅1.3m 。桥址区内环境水水质类型一般为HCO 3- —Mg 2+·Ca 2+型，矿化度一般小于1kg/L，属
淡水；依据《GB50487-2008》规范附录L 进行判定，环境水对砼结构具无腐蚀性。
（2）桥梁工程地质条件评价
根据桥址地基土物理力学性质指标，原位测试成果，桥址, 各层地基土的承
载力标准值（f k ）建议如下：
粉砂层（②-1）承载力标准值（f k ）: 80KPa； 粗砂层（②-3）承载力标准值（f k ）: 120 KPa； 砾砂层（②-4）承载力标准值（f k ）: 270 KPa； 砾石层（②-4）承载力标准值（f k ）: 480KPa；
拟建桥梁横跨梁曲河，桥台与干流堤防衔接。桥址区，表层为粉砂层、粗砂层，下部为砾砂和砾石层。由于砂土层承载力低，易产生压缩变形，建议将桥台置于下部砂砾石层之上。桥台与堤身衔接处采用砂砾石回填，并按照相关规定充分碾压密实。梁曲河，在非汛期，来水量不大。但汛期上游来水迅猛，对桥台地基会有一定的冲刷，且桥台、堤基土抗冲刷能力较差，需对桥台采取砌石护坡等防冲保护措施。
由于上部地基土承载力较低，很难满足工程要求，加之桥址区地下水位较高，施工难度较大，建议桥基采用钻孔灌注桩。钻孔灌注桩桩侧摩阻力标准值q sik 和桩的极限端阻力标准值q pk 见表3-13。
表3-13 钻孔灌注桩桩侧摩阻力标准值q ik 和桩的极限端阻力标准值q pk
工程区地震基本烈度为Ⅶ度。桥址粉砂层处于地下水位以上，为非饱和土，可判为非液化土。粗砂层，处于地下水位以下，初判为可能液化土。采用相对密度法对其进行复判，该粗砂层，呈松散～稍密状，相对密度（Dr)0.33, 故判断堤基粗砂层为可能液化土；砾砂层，处于地下水位以下，其＜5mm 的颗粒含量为72.4%，初判为可能液化土。其呈松散～稍密状，相对密度（Dr) ＜0.7，故判断该砾砂层为可能液化土。砾石层，处于地下水位以下，其＜5mm 的颗粒含量为65.2%，初判为可能液化土。其呈稍密～中密状，相对密度（Dr)0.33～0.67，＜0.7，故判断堤基砾石层为可能液化土。
由于桩身周围存在液化土层，液化土层的极限侧阻力标准值，应进行相应折
减。
3.5 天然建筑材料 3.5.1筑堤材料
由于南郑县汉江防洪线路长，筑堤用料一般就近采用，现状堤防筑堤材料构成一般由粉土、粉细砂、中粗砂及卵砾石（砂砾石），根据对现状堤防的勘察和近期在建工程筑堤经验，以粉土、砂土（粉细砂、中粗砂，下同）作为筑堤材料，其相对密度（Dr ）难以达到设计标准，Dr 一般在0.2～0.4之间, 填筑土松散，力学指标低，堤防质量没有保证，砂砾石填筑的堤防相对密度一般能达到0.6以上，基本满足设计要求；如采用粘土筑堤，用粘土料数量巨大，其一要占用大量农田，影响农民经济收入，也对当地生态环境造成一定破坏，根据当地筑堤经验和习惯，群众难以接受；其二，本次防洪工程绝大多数是在已有堤防基础上加高培厚，原堤防以砂土、砂砾石为主，该类筑堤材料一般为强～中等透水性，而汉江阶地冲积粘土以弱～微透水性为主，取粘性土作为堤防加高培厚材料，堤防结构不合理，不利于堤防稳定。
对比堤防填筑土料质量指标，结合本工程实际情况，本次勘察推荐堤防筑堤材料全部就近从汉江河床内开采，其表层粉细砂不能作为筑堤材料，作为剥离层全部清除，中部中粗砂经人工改良--参合砾石（卵石）后可以作为筑堤材料，下部砂砾石可以直接用于堤防填筑材料，即推荐砂砾石作为主要筑堤材料。 3.5.2筑堤砂砾料
根据堤防工程填筑料用量需求，本次沿汉江河漫滩及河床内共选择了6个砂砾料场，对料场进行了初步勘察，勘察方法主要采用现场调查，利用堤防勘察钻孔资料、试验资料，现状材料场开挖剖面及天然露头剖面，基本查明了各个料场面积、开采厚度、储量及运输条件。见表3-14（筑堤砂砾料综合成果表）。
表3-14 砂料、砾料料场分布及储量表
汉江砂料、砂砾料在高、低河漫滩上出露地表，在一级阶地上埋藏于壤土、砂壤土以下，沿堤线广泛分布，水上可采矿厚度1～4m 。结合已建堤身填筑料的经验，本次共选择料场6处，总储量407万m 3，具体分布及储量见表3-15。以含砾粗砂和细砂分布最为广泛，中砂较少。
砂料室内击实试验，最优含水量为12%；最大干密度为1.65g/cm3；击实固结快剪Φ＝29.2°，C ＝44KPa ；击实饱和固结快剪Φ＝27.5°，C ＝14 KPa；不均匀系数4.65，可能产生流土破坏，估计临界水力坡降值1.0，允许水力坡降取临界坡降的1/2～1/3。
砂砾石的天然密度1.44～2.08g/cm3，平均1.84g/cm3，室内试验最小干密度平均值1.48g/cm3，最大干密度平均值1.94g/cm3。自然休止角：水上38～40°，平均39.3°；水下32～34°，平均33°。
砂砾石的天然密度1.44～2.08g/cm3，平均1.84g/cm3，室内试验最小干密度平均值1.48g/cm3，最大干密度平均值1.94g/cm3。自然休止角：水上38～40°，平均39.3°；水下32～34°，平均33°。
天然砂砾石主要为含砾粗砂和细砂，不均匀系数31.82～137.9，平均51.51。发生渗透破坏的形式为管涌，估计临界水力坡降值为0.4～0.7，允许水力坡降可取临界水力坡降值的1/2～1/3。
根据室内试验的最大干密度和最小干密度的平均值，相对密度根据堤防设计规范取0.6～0.65，计算堤防设计砂砾料的干密度为1.76～1.78g/cm3。砂料、砂砾
料作为筑堤材料，其渗透系数远大于规范要求，易发生渗漏和渗透破坏，需采取防(截) 渗和必要的排水工程措施。天然的砂料和砾料场一般为砂、砾混合，作为砼粗、细骨料时需进行人工筛选。砂砾料场位置见地质专题报告(天然建筑材料分布图) 。颗粒分析和物理力学指标见表3-15(砂砾料、砂料级配特性及物理力学性质试验结果表) 。
表3-15
3.5.3填筑土料
主要分布于堤线外侧的一级阶地顶部，岩性为砂壤土、壤土，厚度1.5～4.0m 。局部段位于二级阶地前缘，阶地上部岩性为粘土，壤土厚度3～7m 。可供开采的平均厚度度一般大于2.0m 。
土料天然状态和击实状态的物理力学指标和渗透指标见表3-16(土料物理力学性质及渗透性质试验成果表) 。附表中“壤土”和“土的击实状态”栏数据为陕西水电设计院地质总队1988年试验资料，共12组试验数据，以壤土为主，个别为粘土或砂壤土。“粘土”栏为我院本次勘察试验数据，共12组试样，其中3组壤土，9组粘土。粘土与壤土抗剪强度C 、Φ值差异不大，天然密度和干密度差异较大。堤线大部分位于一级阶地前缘或河漫滩，就近取土，以壤土为主，次
为砂壤土；局部段位于二级阶地前缘，以粘土为主，次为壤土。
表3-16
3.5.4砼用骨料
砼用粗、细骨料均为全新统的汉江现代河床、滩砾石、卵石，中粗砂其成分、粒径及级配等基本相同，工程使用时可就近在河漫滩开采，料场位置编号及储量、开采条件见前述筑堤砂砾料。根据本次勘察和已有资料，砼用骨料质量评价结果见表表3-17、表3-18。
表3-18 混凝土用粗骨料质量指标评价表
3.5.5石料
汉江汉中平川段为山间断陷盆地，有“两山夹一川”的地貌特征。北岸的秦岭和南岸的巴山基岩出露地附表，当地的工程建设石料可就近开采，所以沿江两岸有多处现状石料场，堤防建筑物所需石料可就近选用，储量丰富。南郑县沿江选有2处石料场，总储量112万m 3，运距一般为5～25km 。详见表3-20(石料场勘察成果统计表) 。
按照《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》(SL251-2000)附录A.5，块石料质量要求：饱和抗压强度及软化系数应按地域、设计要求与使用目的确定, 冻融损失率＜1%，干密度＞2.4t/m3。本次勘察所选石料岩性主要为花岗岩、石灰岩，主要用于堤防砌护。根据试验成果和当地工程经验，所选石料，质量完全可以满足要求。
表3-19 石料场勘察成果统计表
5-21。
类比工程区附近资料，石料的质量技术要求评价如表
表3-20 石料质量技术要求评价表
3.6结论及建议 3.6.1结论
（1）南郑县汉江防洪工程位于汉中断陷盆地，盆地内沉积着巨厚的第四系松散覆盖层，活动断裂构造深埋于覆盖层之下（一般＞100m ），历史地震最高震级M ＝5.5级，区域构造基本稳定。根据《中国地震动参数区划图》（GB186306-2001）国家标准第1号修改单，南郑县地震动峰值加速度为0.10g ，地震动反应谱特征周期为0.40s ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。
（2）属本次勘察范围内的加固堤防段堤身土以砂土(包括粉细砂、含少量卵砾中细砂、中粗砂等) 、砂卵(砾) 石为主。其砂土相对密度范围值0.53～0.89，平均值为0.73，填筑质量满足“规范”要求，砂卵石干密度范围值1.75～2.18g/cm3，小值平均值1.79g/cm3，接近室内试验值(1.84g/cm3) ，填筑质量较好。砂土和砂卵石堤段渗透性较强，存在渗漏和渗透破坏等工程地质问题，应采取相应的工程处理措施。砂壤土压实系数0.95，堤防填筑质量较好。
（3）加固和新建堤防地基土主要为：砂壤土、壤土，粗、中、细砂， 砂卵石三大类。地基土的承载力对于堤防、一般涵闸可以满足要求。应将表层植物根系发育的耕作土和松散、软弱土层清除，使堤基置于河床冲刷深度以下的较密实土层内；对砂土和砂卵石地基应考虑渗透稳定问题。
(4)重要涵闸大多位于河漫滩、一级阶地。应将地表砂壤土、粉细砂等松散、软弱土层清除，将闸基置于较密实的粗中砂、砂卵石或壤土地基内。砂土、砂卵石应考虑渗透稳定问题。
(5)天然建筑材料：筑堤用土料广泛分布于一级地上部，质量满足堤防用土要求；砂土和砂卵石分布于河漫滩，用作筑堤材料，需采取防(截) 渗和必要的排水工程措施。砼用粗、细骨料需进行人工筛选。石料可就近在已开采的石料场选用，质量、储量均满足要求。
(6)本次可研勘察，对堤身土和地基土的分段，分层只能代表该段(层) 的大致情况；各层(类) 土的物理力学指标只能归类统计分析，数值变化范围较大。建议初设阶段对设计堤防和堤基土进行详细分段分层勘探试验。
3.6.2建议
本次可研勘察，对堤身土和地基土的分段，分层只能代表该段（层）的大致情况；各层（类）土的物理力学指标只能归类统计分析，数值变化范围较大。建议初设阶段勘察，建议重点试验研究粗、中、细砂，砂卵石、砂砾石堤段的相对密度；渗透系数；渗透临界(允许) 水力坡降等堤防设计、施工的重要参数。
3 工程地质
3.1勘察工作概况
本次地质勘察主要依据《堤防工程地质勘察规程》(SL188—2005) 进行。根据本工程的实际情况，依据《规范》要求，结合本区类似工程地质勘察经验评价存在的主要工程地质问题和设计所需的物理力学参数。采用的勘察方法为平面地质测绘、剖面地质测绘、钻探、坑槽探、孔内重型触探试验、标准贯入试验以及室内颗粒分析试验等。完成工作项目和工作量见表3-1。
本次勘察的主要任务有：
（1）查明区域地质概况，评价区域构造稳定性，提供地震动参数；
（2）查明工程区的地形地貌单元与微地貌类型、特征、分界线；
（3）查明堤防各层岩土成因类型、地质年代、结构组成、分布规律、埋藏条件及其性状等。
（4）查明场地不良地质现象的发育情况、分布位置、规模和稳定性，并分析其对工程的影响；
（5）查明堤基相对隔水层和透水层的埋深、厚度、特性及与河流的水力联系，查明地下水与地表水的水质及其对砼的腐蚀性；
（6）提出堤身、堤基各土层的物理力学指标和渗透性参数；
（7）对已建堤防的填筑质量进行评价，并提出加固处理的建议；
（8）查明护滩工程地基的各土（岩）层的物理力学指标及建议值；
（9）查明交通桥桥基的水文地质和工程地质条件，提供地基各土（岩）层的物理力学指标及建议值（包含地层容许承载力、侧摩阻力、极限端阻力等），评价地震液化对地基持力层力学参数的影响；
（10）查明近堤河床质土层组成情况，提供颗粒分析曲线图和特征粒径值，评价冲刷深度；
（11）对天然建筑材料的种类、数量及料场分布、储量、质量、开采运输条件以及物理力学指标、渗透系数等进行详细的勘察评价。并提供土料在设计压实条件下的剪切指标和渗透系数等指标。
表3-1 完成主要勘察工作量
3.2区域地质概况
3.2.1地形地貌
汉江汉中平川段即汉中盆地，大体为一东西向山间盆地，东西长约100km ，南北宽度5～25km ，向东收缩，闭合于洋县龙亭，西端因有梁山突起，楔入其中，分为勉县、南郑两个支叉。汉江由西向东于武侯镇注入盆地，至洋县黄安坝流出盆地，复转入山区。平川段河床起点高程分别为551.7m 和449.6m ，高差102.1m ，河流中心线长度119.5km ，河床自然坡降约1/1200。盆地中河床开阔，最宽处达2.0km ，支流众多，河曲发育，形成了多级阶地。其河流阶地与山前坡积、洪积地形连为一体，构成盆地冲、洪积平原，平均海拔500m ；盆地北部为秦岭中、低山地，海拔1000m 左右；盆地南部为大巴山低山丘陵，海拔650～850m 。
按地貌形态及成因可分为以堆积作用为主的冲积、洪积平原，以侵蚀构造或剥蚀构造作用为主的中、低山地二大类型。
3.2.2地层岩性
汉中盆地位于秦岭东西褶皱带与龙门～大巴山台缘隆褶带之间，区内元古界
至新生界地层均有出露，盆地内以第四系松散覆盖层为主，第四系以前地层零星出露。
3.2.2.1元古界（P t ）
1）下元古界（P t1）：分布于武侯镇及定军山等地，主要岩性为火山岩（du 2P t1）及东房沟组（P t1d ）变质岩。火山岩主要为安山岩、玄武岩及变质的喷发岩，厚度＞1000m ；东房沟组主要岩性为绢云母片岩，千枚岩类及矽质灰岩透镜体，厚度＞1000m 。
2) 上元古界震旦系（Z ）：主要分布汉江南岸左所上游，梁山至新集一带。岩性下部以凝灰砂砾岩、千枚岩为主，上部以厚层灰岩夹页岩或千枚岩为主。
3) 下元古代侵入岩（γ1
2 、N 21 ）：在汉江以南山区广泛出露，局部直临汉江，
形成基岩陡岸，汉江以北仅出露于洋县谢村以北。岩性以酸性花岗岩为主，次为基性辉长岩，闪长岩等，构成盆地基底。
3.2.2.2古生界（P Z ）
1) 寒武系下统（є1）：棕红色、棕褐色、土黄色粉砂质页岩，黄绿、兰灰色泥灰岩。分布于汉江右岸梁山附近。灰色绢云母石英片岩夹变质砂岩条带为主，局部夹结晶灰岩及少量炭质硅质岩, 主要分布于白河县。
2) 奥陶系（0）：主要为砾岩、砂岩，砖红色砂质页岩及黄色页岩，中部及顶部为紫红色龟裂纹灰岩。主要分布于梁山一带。
3) 志留系下统（S 1）：褐黄色，黄白色页岩，上部为砂质页岩及细砂岩，黑色页岩。分布于梁山一带。
4) 泥盆系（D ）与石炭系（C ）：为一套变质岩系，主要岩性为千枚岩、结晶灰岩、云母石英片岩、大理岩等。分布于汉江北岸的秦岭南坡。
5) 二叠系（P ）：主要岩性：下部为灰白色、深灰色含燧石结核灰岩，底部有灰白色页岩及炭质页岩夹薄煤层。上部为灰色、红灰色含燧石条带或结核臭灰岩，及鲕状灰岩，底部为紫红扁豆状页岩。出露于汉江右岸梁山一带。
3.2.2.3中生界（M Z ）
三叠系（T ）与侏罗系（J ）：三叠系岩性为褐黄色泥灰岩夹紫红色页岩，杂
色灰岩，分布于梁山一带；侏罗系岩性为砾岩、灰色砂砾岩及黑色页岩夹煤层，分布于勉县城北贾寨一带。
上述地层出露于汉江岸边的只有元古界、古生界寒武系和二叠系。
3.2.2.4新生界（K Z ）
1) 第三系（R ）:仅于梁山燕儿窝、狮子山出露，以砂岩、砾岩为主。
2) 第四系（Q ）:在汉中盆地广泛分布，沉积厚度随盆地基底起伏而变化，由西向东厚度逐渐减小，褒河以西厚度一般大于500m ，汉台、城固、谢村一带厚度200～400m ，洋县一带厚约100m 。成因类型：Q 1+2为冲积～湖积；Q 22～Q 42为冲积。山前地带则为坡积、洪积、残积或混合类型。
下、中更新统（Q 1+2）：灰白、灰色砂卵砾石层及棕灰、灰绿等杂色粘土。广
泛分布于盆地下部，仅在鳖窝乡西和袁寨村附近零星出露。厚度65～400m 。
中更新统（Q 2）：上部为棕红色含钙质结核的粘土；下部为砂卵石夹粗～细
砂层。厚度50～100m ，分布于汉江四级阶地上。
上更新统（Q 3）：
（Q 31）：下部为灰色、灰白色砂卵石层，厚度10m 左右；中部为粗、细砂，
厚度大于1.5m ；上部为棕红色粘土，厚度大于2.5m 。分布于汉江三级阶地上。
（Q 32）：下部为灰色、灰白色砂卵石层，厚度＞8m ，中部为浅棕黄色粉细砂、
粗细砂，水平层理发育，厚度0～3.5m ；上部为浅棕黄粘土、壤土、壤土，厚度3～7m ；分布于汉江二级阶地上。
全新统（Q 4）：
（Q 41）：下部为灰色，杂色砂卵石层，厚度11～22m ；中部为灰白、灰黄含
砾粗～细砂，厚度1.5～2.0m ；上部灰黄、棕黄色壤土、壤土，厚度1.5～5.5m 。分布于汉江一级阶地上。
（Q 42）：分布于汉江高低漫滩上。高漫滩地附表为褐黄、棕黄色壤土，粉细
砂层，厚度0.5～3.0m ；下部为灰白色砂卵石层，局部夹透镜状细砂层。低漫滩及河床以灰白色砂卵石层为主，局部夹粗、细砂层。
3.2.3地质构造及地震基本烈度
3.2.3.1地质构造
汉中盆地一级大地构造单元划分属于“扬子准地台”（Ⅲ）的一部分，二级大地构造单元划分属于“龙门～大巴台缘隆褶带”的一部分。所以，出露的岩石类型，沉积相、构造发育史等特征都与扬子准地台特征相似。
根据前述地层岩性特征，可以把汉中盆地出露的岩石类型划分为三类：第一类，组成地台结晶基底的为下元古代花岗岩；第二类，组成地台覆盖层的为上元古界，古生界和中生界下三叠系的海相沉积层；第三类，组成地台覆盖层顶部的新生界陆相沉积层。它们分别代附表了三种不同古地理环境下的成岩特征及形成这种古地理环境的构造变动特征。
形成前震旦系结晶基底的构造运动——“吕梁运动”结束了该区的地槽发育历史，使之进入地台发育时期。之后，地台沉陷，发生海侵，沉积了一套海相地层（震旦系、古生界大部分和下三叠系）。以后的加里东运动，海西运动，虽有影响，仅形成了该套地层之间的假整合接触关系。燕山运动，使该套海相沉积盖层发生褶皱、隆起，结束了该区的海相沉积历史，开始了第三系陆相沉积过程，造成第三系与下伏下三叠系地层的不整合接触。喜山运动期是山间盆地的发育时期，由于差异性升降运动，形成了汉中盆地，并同时形成Q 1+2的洪积、冲积～湖
积层。以后随着挽近构造活动的影响，汉江及其支流的发育，逐渐形成了中、上更新统和全新统的河流冲洪积层。
根据陕西构造纲要图，汉中盆地分布的断层如下：见图3-1（汉中盆地区域构造地质图）。
图3-1 汉中盆地区域构造地质图(1:100万
)
7
1）阳平关～洋县断裂带（F1）
为秦岭山地与汉中盆地北部分界线，断裂显露清楚，东、西段分别为一、二级单元界限。勉县以东北第四系覆盖，破碎带宽度600～700m ，地表西南段倾向NW ，东北段倾向SE ，倾角60°～80°，逆断裂，旁侧派生的剪切小断裂发育。新生代反映右行剪切，沿断裂带并有地震的继续活动。
2）小坝～磨子桥～洋县断裂（F2）
呈北东向沿盆地东南边缘发育，为逆断层，走向近N E 45°，倾向NW ，下盘由下元古代花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩、基性岩以及震旦系、二叠系、三叠系碎屑岩、灰岩组成，上盘被第四系覆盖，下伏为花岗岩及震旦系地层。
3）大竹坝～新集断裂（F3），为宁强褶断束东南侧台阶式的断裂，控制汉中盆地南郑分支的发育，断层在大竹坝至新集段出露，盆地内被第四系覆盖。断层西北侧地层褶皱紧密，产状陡峻，东南侧产状平缓，褶皱略宽阔。东北段倾向NW ，倾角陡，逆断层；西南段转向SE 倾，正断裂，东北端有五级以上地震，说明燕山-喜马拉雅仍在活动。
4）宽川铺断裂（F4），为扬子准地台西北边缘的分界断裂，呈NE 方向波状延伸至勉县县城以东，两侧平行的小断裂、斜断裂、横断裂发育，本身也受斜断裂或横断裂分割。地表倾向NW ，倾角70°，逆断层。
从上述断裂构造格局和断裂性质分析：工程区的构造主应力主要为近南北向，即在南北向压应力的作用下，生成走向近东西的一组压性断裂，并发生北东、北东东向压扭性断裂；汉中盆地属于山间断陷盆地，是汉中盆地特有的地质构造背景在地貌上的反映，即北部和西部分别以阳平关～洋县断裂带和宽川铺断裂与秦岭褶皱系相隔；东以小坝～洋县断裂带与米仓山隔开；南受新华夏系构造影响。
3.2.3.2新构造运动与地震
1) 新构造运动
汉中盆地为新生代断陷盆地，是喜山运动的遗迹，形成于第三纪晚期，至第四纪区域性断裂带仍有不同程度的活动--以断块运动为主。
第四纪，特别是中更新世以来，汉中盆地表现为间歇性上升运动，汉江四级阶地高出河床40～100m ；三级阶地高出河床30m 左右；二级阶地高出河床10～15m ；一级阶地高出河床3～5m 左右。可以看出，中更新世以来的地壳运动随着时代渐新其强烈程度突减。
2）地震
汉中盆地自1568年以来，有记载的4.5级以上地震6次，并且有活动时间集中的特点，如1624年至1653年的30年间就有4次。从震中分布的位置及其活动特点看，地震的形成机制与上述东西向和北东向活动断裂有关。从震级来看，均未超过6级，区域构造稳定性较好。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）国家标准第1号修改单，南郑县地震动峰值加速度为0.10g ，地震动反应谱特征周期为0.40s ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。
3.2.4水文地质
汉中盆地属亚热带湿润季节气候，年平均气温14°～16°，年平均降雨量800～1000mm ，水面蒸发量1088.6mm ，小峡口多年平均径流量65.6亿m 3，其中七～九月份洪水径流量占全年径流量的60%。
工程区地下水较为丰富，水质以碳酸钙型为主，水质良好。根据各段河床水和地下水水质分析资料，表明环境水对砼不具腐蚀性。按含水层性质可分为基岩裂隙水和第四系孔隙水。
1）基岩裂隙水：主要分布在低山-丘陵区，含水层为基岩，储水空间主要为风化裂隙和构造裂隙带。含水特征差异较大，多呈下降泉形式向沟谷排泄，水位埋深具山高水高之特点，且受邻近沟谷切割影响。
2）第四系孔隙水：主要分布在汉江及各支流沿岸残留阶地、河谷漫滩及沟口洪积扇区，含水层为冲积砂卵石层和洪积碎石土层。由于松散层厚度较小，透水性强，故富水性一般。
3.2.5河床冲积物特征
汉江自勉县武侯镇出谷口后，河谷蜿蜒于汉中盆地中央，至洋县黄安坝流出盆地。盆地中部，河谷开阔，支流众多，水流平缓，河曲发育，经过长期的变迁演变，形成了众多的高、低漫滩。河床及河漫滩内叠于全新统早期冲积层或中更新统之上。低漫滩与河床连为一体，宽度一般小于1km ，表层一般为粉细砂、粉砂组成，厚度一般＜1m ，下伏中粗砂、卵石、砾石组成。高漫滩高出河床2～5m ，海拔460～520m ，沿河床两侧呈扇形或新月形断续分布，其延伸长度达3～7km ，宽度一般0.5～2km ，个别如铺镇一带达3.5km 。高漫滩地面平坦，前缘呈陡坎高出河床或低漫滩，上部一般为粉砂、粉砂层，局部为粉质粘土层，下伏中粗砂、砂卵石层。
工程段汉江河床开阔，现代河床冲积物主要为砂、卵、砾石，纯净，磨圆及分选性较好。其颗分试验成果如表1-1，颗粒级配曲线如图1-1，河床冲积层不同颗粒平均含量则为：卵粒含量23.9%，砾粒含量62.1%，砂粒含量为12.4%，细粒含量为1.9 %。有效粒径（d 10）为0.68mm, 限制粒径（d 60）为38.9mm, 平均
粒径（d 50）为18.9mm, d15=0.98mm，d 85=91.5mm，中间粒径（d 30）为3.3mm, 不均
匀系数（C U ）为57.21, 曲率系数（C C ）为10.04，属于不良级配的圆砾。其颗分
试验成果如表3-1，颗粒级配曲线如图3-2。建议不冲刷流速：细砂0.35～0.75m/s；砾石0.6～1.0m/s；卵石1.2～2.0m/s。根据野外调查，河流冲刷岸（凹岸）的冲刷深度一般为2～3m ，最大3.5m 。
3.3堤防工程地质条件
本次堤防工程包括南郑县汉江右岸干流及右岸支流堤防（治理内容如表3-2）。汉江干流南郑段上游起梁山镇梁西村张家河坎，下游至圣水镇青史村，规划治理河道42.32km ，主要项目为：（1）干流堤防总长30.65k m ；（2）支流入河口堤防11.68km 。
表3-2 南郑县汉江堤防工程治理内容统计表
11
12
3.3.1堤身质量评价
3.3.1.1汉江干流堤防堤身情况 ⑴地质概况
本次勘察涉及干流已建堤防共计约37.147km 。已建堤防筑堤材料一般就近开采、人工填筑，部分堤段是原堤上经历年几次加固、水毁抢险、修复等情况下施工而成，所以堤身岩土结构无论是沿堤线方向或是沿深度方向变化均较大。同一种岩土，粒组含量变化大、均匀性差，如粘性土中含砾（卵）石或砂粒（层），砂卵砾石层中的卵（砾）石含量变化等。
现有堤防质量有好有坏，质量参差不齐。本次勘察发现现状堤身存在的问题主要有：堤身高度、宽度不一，部分堤段堤身单薄；迎水坡砌护不连续，部分迎流顶冲段堤脚冲刷、掏蚀严重；各采砂厂的上堤道路对河堤也有一定的损坏。调查中发现部分堤段因年久失修或洪水等原因，损毁严重，已完全丧失防护能力，堤顶防汛道路凹凸不平，连续性差。总之，现有堤防存在诸多的质量问题，部分堤段存在安全隐患。
⑵堤身结构及填筑土的物质组成
已建堤防均位于河漫滩及一级阶地上，经勘察，筑堤材料为就地取材，堤身填土结构变化与所处地貌单元有直接关系。其中堤段位于一级阶地的，堤身一般由壤土或粉细砂组成；堤段位于河漫滩的，堤身一般由中～细砂和砂卵石组成。筑堤物质均一性相对较差，各粒组含量变化大，如粘性土中含砾、卵石或窝状砂层，砂卵砾石堤身中的卵、砾石含量变化等。
本次对已建堤身的工程地质分段，是以堤段所处的地貌单元为原则，根据勘探成果和野外实地调查，简化归类、相近合并后，划分为三个类型：①壤土堤段；②粉砂、中～细、粗砂堤段；③砂砾石堤段。
⑶干流现状堤防堤身土工程地质分段
桩号：汉右33+390～汉右34+620，长1230m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度3.3～5m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡多数为干
砌石护坡，护坡厚度0.3～0.5m 。其余为自然坡，坡度一般为26°，其上生长有灌木、杂草。背水坡坡面平整，坡度18°～21°，上部未作防护，部分地段堤脚进行了干砌石砌护。根据调查和钻探成果，该段堤身由粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土。
桩号：汉右35+500～汉右36+290，长790m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度3.3～6m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡多数为干砌石护坡，护坡厚度0.3～0.5m 。其余为自然坡，坡度一般为26°，其上生长有灌木、杂草。背水坡坡面平整，坡度18°～21°，上部未作防护，部分地段堤脚进行了干砌石砌护。根据调查和钻探成果，该段堤身由粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土。
桩号：汉右36+500～汉右42+000，长5500m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度5.0～8.8m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡多数为干砌石护坡，护坡厚度0.3～0.5m 。其余为自然坡，坡度一般为26°，其上生长有灌木、杂草。背水坡坡面平整，坡度18°～21°，上部未作防护，部分地段堤脚进行了干砌石砌护。根据调查和钻探成果，该段堤身由粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土。
桩号：汉右42+000～汉右46+450，长4450m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度3.0～4.5m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡部分段为干砌石护坡，护坡厚度0.3～0.5m 。其余为自然坡，坡度一般为26°，其上生长有灌木、杂草。背水坡坡面平整，坡度18°～21°，上部未作防护，部分地段堤脚进行了干砌石砌护。根据调查和钻探成果，该段堤身由粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土。
桩号：汉右51+813～汉右52+255.0，长442m 。现状堤防处于河流高漫滩前缘，堤顶高程507.5～506.1m ，堤顶高出河床水面约11.5～10.1m ，堤顶未作防护，宽度6.0～8.0m ，表面起伏不平。堤身迎水坡为浆砌石护坡，坡度一般为27°～33°，护坡厚度0.5～0.8m, 根据探坑揭示，砌石下端深入地表面下2.5～3.3m 。背水坡未作防护，处于自然稳定状态，坡面不规则，坡度一般17°，其上杂草丛生，并有少量灌木生长。根据调查和钻探成果，该段堤身填土由砾石层组成，其厚度3.6m （ZK1），灰褐色，密实，卵石含量约占20～30%，卵石粒径一般6～10cm ，砂粒含量约占30%～40%，以中粗砂为主。根据本次勘察，并收集分析前期勘察成果，该段堤防填筑相对密度（Dr ）为0.65。该段堤防填筑砾石层强透水，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为管涌。
桩号：汉右53+037～57+060，长4023m 。现状堤防处于河流高漫滩前缘，堤顶高程504.1～502.1m ，堤顶高出河床水面约9.7～8.4m ，堤顶未作防护，宽度4.3～6.1m ，表面起伏不大。堤身迎水坡为干砌石护坡，坡度一般为21°，护坡厚度0.5m 。背水坡未作防护，处于自然稳定状态，坡度一般17°～20°。根据调查和钻探成果，本段堤身填土由砾石层组成，其厚度2.6m （ZK9），杂色，稍密～中密，填土结构杂乱，土质不均，卵砾石含量一般约占50%，局部含建筑垃圾，部分段粉砂含量较高。根据本次勘察，并收集分析前期勘察成果，该段堤防填筑相对密度（Dr ）为0.55～0.6。
桩号汉右57+060～60+890，长度3830m 。现状堤防处于汉江高漫滩上，堤线顺直，堤顶未作防护，宽度5.6～5.8m ，表面基本平整。堤身迎水坡为干砌石护坡，坡度约26°～27°，坡面平整完好，底部设有浆砌石护脚。背水坡未作防护，分为两级，上部坡度20°～23°中部有一宽约1.7～1.8m 的平台。下部高度较小，坡度8°～14°，坡脚设有灌溉渠道顺堤坡而行，坡面杂草丛生，且植有杨树和少量灌木生长。该段堤防堤身土，为单一砾石，厚度4.8～5.1m ，，呈浅灰黄色、杂色，干燥～稍湿，松散～稍密状，相对密度（D r ）为0.33，说明堤身填筑质量差，不满足规范要求。堤防填筑土为砾石，其透水性强，汛期高水位
时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透变形，渗透变形形式为管涌。应对该段堤防进行渗透稳定复核，管涌型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.2。堤身土结构松散，抗冲刷能力较差，迎水坡应采取防冲工程措施。
桩号：汉右62+590～汉右64+280，长1690m ，
桩号：汉右64+280～汉右65+190，长910m ，
桩号：汉右65+190～汉右70+180，长4990m ，
⑷干流堤身质量评价及工程处理建议
堤身质量评价采用钻孔原位测试、野外现场试验和室内试验相结合的方法，并结合实地调查进行，质量评定标准依据GB50286-98《堤防工程设计规范》“无粘性土堤填筑标准按相对密度控制，1、2级和高度超过6m 的3级堤防其相对密度不应小于0.65，低于6m 的3级和3级以下堤防不应小于0.6。粘性土堤填筑标准按压实度确定，1级堤防不应小于0.94、2级和高度超过6m 的3级堤防不应小于0.92，3级以下及低于6m 的3级堤防不应小于0.9”。
堤身质量评价如表3-3。
表3-3 堤身质量评价表
由上表可以看出：
壤土堤密实程度为松散，依据前期成果一级阶地土料场壤土（与堤身填筑材料相同）击实试验成果，ρ
dmax
=1.76 g/cm3，w op =15.2%，计算设计控制干密度为
ρd ’=1.76×0.94=1.65 g/cm3，试验堤身干密度为ρd =1.50～1.54g/cm3, 平均干密度为1.52g/cm3，均小于控制干密度。依实测干密度计算压实度Pc=0.85～0.88，平均压实度Pc=0.86，不满足规范粘性土堤3级和高度低过6m 的3级堤防不应小于0.90的要求。壤土堤允许水力坡降J 允为0.40, 实际水力坡降J 实为0.24～0.37, 不均匀系数Cu 为23.82～33.92，J 允>J实，不产生渗透破坏。建议堤身加高培厚。迎水坡砌护，基础埋深应置于河床最大冲刷深度以下。
中～细砂堤根据动探、标贯判定，密实程度为松散，室内试验表明相对密度为0.36，不满足规范对1、2级堤防和高度超过6m 的3级堤防相对密度Dr 不应小于0.65的要求。中细砂堤允许水力坡降J 允为0.30，实际水力坡降J 实为0.15，
不均匀系数Cu 为2.4～46.0，J
允
＞J
实
，不产生渗透破坏。渗透系数
K=1.09×10-3cm/s，属中等透水性，渗透系数偏大。建议对中细砂堤段进行培厚、碾压，填筑料宜掺入一定比例的粘性土，堤身应增加防渗措施，提高堤防质量。迎水坡砌护，基础埋深应置于河床最大冲刷深度以下。
砂砾石堤根据动探、标贯判定，密实程度为中密，相对密度为0.57，不满足规范对1、2级堤防和高度超过6m 的3级堤防相对密度Dr 不应小于0.65的要求。含砾、卵中～细砂堤允许水力坡降J 允为0.15，实际水力坡降J 实为0.19，不均匀系数Cu 为5.2～20.1，J
允
＜J
实
，会产生渗透破坏。渗透系数
K=1.07×10-2cm/s，属强透水性，建议对含砾、卵中～细砂堤段进行振动碾压，单薄堤段进行整形培厚，并应对堤身增加防渗措施，迎水坡砌护，基础埋深应置于河床最大冲刷深度以下。 3.3.1.2堤基工程地质条件及评价 ⑴堤基工程地质特性及其分段
已建堤防堤基地层岩性及其工程地质条件与堤防所处地貌单元有关，堤防所处地貌单元，可分为两大类：一类为河流漫滩；另一类为汉江一级阶地。
堤防位于河漫滩上，上部一般为中粗砂、中细砂或粉细砂层，下部多为卵、砾石层，局部堤段砂卵石直接出露地表。砂层厚度变化较大，多呈松散状，高压缩性，承载力较低，地基承载力（f ak ）100～140KPa ，透水性中等，易发生渗透破坏（流土），不宜作为堤防地基；砂卵石层，一般呈稍密状，地基承载力相对较高，稳定性较好，可作为堤防地基。地基承载力建议值（f k ）为180～260 KPa 。透水性强，局部不利地段可能发生渗透破坏，设计时应作渗透稳定验算。
堤防位于一级阶地上，堤基土一般为三层结构，上部1.5～6.5m 壤土；中部中～细砂；底部为砂卵石。上部壤土层一般呈可塑状，弱透水性，稳定性较好，可作为堤防地基，地基承载力建议值（f ak ）150KPa ；中～细砂，呈稍密状，透水性中等～强，稳定性较好，承载力建议值（f ak ）为180 KPa；卵、砾石层，呈中密状，稳定性良好，地基承载力较高，地基承载力建议值为260KPa 。
干流已建堤防堤基工程地质分段见表3-4。
表3-4 汉江干流右岸已建堤防堤基土工程地质分段表
⑵堤基工程地质问题评价及处理建议
1）物理力学指标
综合提出地基土的物理力学指标建议值如表3-5、表3-6。 表3-6 地基土与堤身摩擦系数建议值表
表3-5 地 基 土 物 理 力 学 指 标 建 议 值 表
21
注：二级阶地粗粒土指标为工程类比值。
22
2）渗透稳定性
加固堤段基础位于汉江河漫滩和一级地两个地貌单元上，地基土主要为壤土、中细砂、中粗砂、粉细砂及卵、砾石层。物理力学性质相差较大，根据上述试验资料：
②-1中细砂层渗透系数为3.12×10-3cm/s，相对密度为0.30，中细砂不均匀系数分别为Cu=3.01，不均匀系数小于于5，判定其渗透变形类型为流土型。临界坡降0.30，J 允=0.20。②-2卵砾石层渗透系数为5. 0×10-2cm/s，相对密度为0.68，承载力300kpa ，卵砾石不均匀系数Cu=57.21，不均匀系数Cu 大于5，细颗粒含量Pc=16.5%＜25%，判定其渗透变形类型为管涌型。临界坡降0.18, J允=0.10。
③-1壤土渗透系数为6. 39×10-5cm/s，天然干密度为1.51g/cm3。壤土不均匀系数分别为Cu=7.17，不均匀系数Cu 大于5，细颗粒含量Pc=36.5%＞35%，判定其渗透变形类型主要为流土型，J 允=0.45。
③-2中细砂层渗透系数为5.23×10-4cm/s，相对密度为0.52，中细砂不均匀系数分别为Cu=3.01，不均匀系数Cu 小于5，判定其渗透变形类型为流土型；临界坡降0.25，J 允=0.25。
③-3砂砾石层渗透系数为4.03×10-2cm/s，相对密度为0.65，临界坡降0.20, J 允=0.15。砂砾石不均匀系数Cu=74.0，不均匀系数Cu 大于5，细颗粒含量Pc=38.5%＞35%，判定其渗透变形类型为流土型。
根据现有堤防断面及不同桩号的洪水位，对现状提防堤基渗透稳定性评价如表3-7。
表3-7 现状堤防堤基渗透稳定评价表
3）堤基土的砂土液化
堤基大部分位于地下水位以下。工程区地震动峰值加速度a=0.10g ，地震动反应谱特征周期T=0.40s，相应的地震基本烈度为Ⅶ度，根据《中国地震动参数区划图》（GB183606—2001）和《建筑抗震设计规范》（GB5001—2001）需对堤基土的砂土液化进行判定。
堤基土层中易产生振动液化的地层为饱和②-1及③-1砂层。根据《水利水电工程地质勘察规范》500487-2608附录N 判定，砂土产生振动液化的临界标准贯入试验击数为9.6击，现场试验平均击数②-1层为11.75击，③-1层为12.90击，因此②-1及③-1中细砂层不易产生振动液化。
4）堤基土的湿陷性
部分堤段基础位于一级阶地，上部③-1壤土，呈稍密状，植物根系及孔隙发育。根据试验资料，湿陷系数0.001～0.055，自重湿陷系数0.001～0.017，具湿陷性，场地湿陷性类型及等级评价如表3-19，经计算属非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级（轻微），土层湿陷下限深度4.1m 。建议设计综合考虑处理。
3.3.2. 干流新建堤防工程地质条件及评价 ⑴地质概况
本次勘察涉及干流新建堤防共计约2.79km 。改建堤防筑堤材料一般就近开采、人工填筑，堤身岩土结构无论是沿堤线方向或是沿深度方向变化均较大。同一种岩土，粒组含量变化大、均匀性差，如粘性土中含砾（卵）石或砂粒（层），砂卵砾石层中的卵（砾）石含量变化等。
⑵干流新建堤防堤基土工程地质分段
桩号：汉右34+620～汉右34+900，长280m ，拟建堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，
桩号：汉右34+900～汉右35+500，长600m ，拟建堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，
桩号：汉右36+290～汉右36+500，长210m ，拟建堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，
桩号汉右60+890至62+590，长1700m 。拟建堤防处于汉江高漫滩之上，堤基为双层结构。堤基土上部为砂土层，由分布不连续的粉砂层和中粗砂层组成。粉砂层最大厚度1.5m ，呈松散状。地基承载力标准值（f k ）80KPa 。中粗砂层最大厚度1.9m 。呈松散～稍密状，地基承载力标准值（f k ）120KPa 。下部为砾砂和砾石层。砾砂层，厚度2.4～4.3m ，呈稍密状，地基承载力标准值（f k ）270KPa 。砾石层，厚度大，稍密～中密，地基承载力标准值（f k ）480KPa 。堤基上部砂土层承载力低，抗剪强度不高，易产生压缩变形，建议将表层粉砂层清除，对中粗砂层进行强夯处理。堤基下部砾砂、砾石层承载力、抗剪强度较高，堤基稳定性较好。
堤基上部粉砂、中粗砂层透水性弱～中等，汛期持续高水位时，很可能发生渗透变形。渗透变形形式为流土，流土型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.44～
0.47；堤基下部砾砂层透水性中等，汛期持续高水位时，也可能发生渗透变形。砾砂，渗透变形形式为管涌，其管涌型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.20；下部砾石，透水性较强，因其埋藏深度较大，发生渗透变形的可能性不大。
堤基为第四系全新统冲积成因的粉砂层处于地下水为以上，为非饱和土，可判为非液化土。中粗砂和砾砂层处于地下水位之上，为非饱和土，可判为非液化土。下部砾石层，为可能液化土。
本段堤防距离汉江主河槽距离较远，汛期洪水会对堤基冲刷相对较弱，但洪水会对堤身产生冲刷破坏，应采取工程措施进行防护。 3.3.3支流堤防
3.3.3.1 现状堤防工程地质条件及评价
（1）堤防现状
本次勘察涉及支流堤防共计10.299km ，其中已建堤防7.179km 。已建堤防筑堤材料一般就近开采、人工填筑。筑堤材料成份基本由堤段所处的地质地貌单元所决定，如堤段位于一级阶地或一级阶地前缘及高漫滩，堤身一般由壤土或粉细砂组成；堤段位于河漫滩，堤身一般由粗～细砂和砂卵石组成。
（2）堤身结构及填筑土的物质组成
堤防均位于一级阶地上，经勘探揭示按堤身填筑土类型可分为①-1土堤及①-3砂砾石堤；①-1土堤填筑土为壤土，①-3砂砾石堤填筑土为砂砾石。支流已建堤防特征如表3-9。
（3）堤身质量评价及建议
堤身质量评价采用实地调查及室内试验相结合的方法。质量评定标准依据
《堤防工程设计规范》GB50286-98 “无粘性壤土堤填筑标准按相对密度控制，1、2级和高度超过6m 的3级堤防其相对密度不应小于0.65，低于6m 的3级和3级以下堤防不应小于0.6。粘性壤土堤填筑标准按压实度确定，1级堤防不应小于0.94、2级和高度超过6m 的3级堤防不应小于0.92，3级以下及低于6m 的3级堤防不应小于0.9”。
1）濂水河
桩号：濂左0+737～濂左3+932，长3195m ，现状堤防处于河流高漫滩前缘，堤顶未作防护，宽度2.6～3.8m ，堤顶表面起伏不大, 堤身迎水坡及背水坡均未做防护，处于自然稳定状态。迎水坡坡度平均为12°～21°，背水坡坡度为18°～37°, 坡面不规则，坡度一般较缓，其上杂草丛生，并有乔、灌木生长, 局部堆积有少量生活及建筑垃圾。根据调查和钻探成果，堤身由粉土、粉细砂、粉砂、细砂、卵砾石等组成，填筑质量较差，该段堤防填筑层透水性强，汛期持续高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土、管涌。本段堤防堤基主要由中粗砂、砾砂、砾石组成，灰褐色，稍密，稍湿～湿，局部夹含卵砾石，砂粒矿物成份主要为石英、长石、云母。砾石成分多为石英岩、花岗岩、灰岩等，多呈圆～次圆状，该层较为稳定，厚度大，堤基较为稳定。
桩号：濂右0+752～濂右3+945，长3193m ，现状堤防处于汉江干流右岸高漫滩前缘，堤顶除1+800～2+110段410m 由于建有氮肥厂等企业，堤顶为堤路结合，宽度10～15m ，混凝土路面宽7m ，背水坡滩地由于建有木材加工厂等企业，地表经人工活动改造影响，背水坡滩地基本与堤顶持平。0+876.00～濂右1+032.00段156m 现状目前未建堤防，其余河段堤顶均未作防护，宽度2.8～3.6m ，表面起伏不大, 堤身迎水坡及背水坡均未做防护，处于自然稳定状态。堤身迎水坡坡度为11°～26°，背水坡坡度为14°～39°。其上生长有乔、灌木、杂草。根据调查和钻探成果，该段堤身由杂填土、粉土、粉细砂、细砂、中砂、砾砂、砾石等组成，填筑质量差，该段堤身由于结构松散，透水性强，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为流土、管涌。
2）冷水河
桩号：冷左0+791～0+000，长791m 。 现状堤防处于河流高漫滩前缘，堤顶高程一般为506.5～508.3m ，桩号冷左0+791（即王河坎大桥左岸桥头）处地面高程为505m ，堤顶高出河床水面一般约8.9～12.3m ，冷左0+791处堤顶高出河床水面约7.4m ，堤顶未作防护，宽度一般6.2～11.6m ，表面起伏不平。堤身迎水坡为浆砌石护坡，坡度27°，护坡厚度0.5～0.8m, 根据探坑揭示，砌石下端深入地表面下2.5～3.3m 。背水坡未作防护，处于自然稳定状态，坡度一般26°～32°，其上杂草丛生，并有少量灌木、乔木生长。根据调查和钻探成果，该段堤身填土由砾石层组成，其厚度5.4m （ZK5）～6.7m ，灰褐色，稍密，卵砾石含量约占50%，粒径一般 3～7cm ，中粗砂含量约占45%。根据本次勘察，并收集分析前期勘察成果，该段堤防填筑相对密度（Dr ）为0.6。该段堤防填筑砾石层强透水，汛期高水位时，堤身会出现渗漏，可能会发生渗透破坏，破坏形式为管涌。本段堤防堤基从上至下由以下3层土组成：①粘土层，厚度0.5m （ZK5）～1.5m ，灰褐色，硬塑～可塑状，承载力基本值（fk ）建议为140Kpa 。②粗砂层，厚度3.2m （ZK5）～1.8m ，灰白色，密实，湿, 含21%砾石，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，重型圆锥动力触探试验锤击数（N63.5）为9.4～11.7击，承载力基本值（fk ）为360Kpa 。③砾石层，浅棕黄色，中密，湿～饱和，卵石含量占6%，粒径一般6～10cm ，砾石含量占78%，粒径多为5～60mm ，中粗砂粒占13%，卵砾石成分多为石英岩、花岗岩、灰岩等，多呈圆～次圆状，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。
（4）堤基工程地质分段及评价 1）濂水河
桩号：濂左0+737～濂左3+932，长3195m ，现状堤防处于河流高漫滩前缘，根据调查和钻探成果，堤基从上至下由以下3层土组成：①中粗砂层，厚度一般0.6m ～2m ，个别地段厚度较小，呈浅灰褐色，松散，稍湿，地基承载力基本值（fk ）为160Kpa 。②砾砂层，厚度0.6m ～1.8m ，呈浅灰黄褐色，松散～稍密，湿～饱
和，砂以中粗砂为主，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，标准贯入试验击数（N ）为9～14击，承载力基本值（fk ）为190Kpa 。③砾石层，杂色，中密～密实，饱和，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）建议为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。该层为良好的天然地基持力层。
桩号：濂右0+737～濂右3+932，长3195m ，现状堤防处于河流高漫滩前缘，根据调查和钻探成果，堤基从上至下由以下3层土组成：①中粗砂层，厚度一般0.6m ～2m ，个别地段厚度较小，呈浅灰褐色，松散，稍湿，地基承载力基本值（fk ）为160Kpa 。②砾砂层，厚度1m ～1.1m ，呈浅灰黄褐色，松散～稍密，湿～饱和，砂以中粗砂为主，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，标准贯入试验击数（N ）为8.2～12.4击，承载力基本值（fk ）为190Kpa 。③砾石层，杂色，中密～密实，饱和，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）建议为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。该层为良好的天然地基持力层
2）冷水河
桩号：冷左0+000～冷左0+791，长791m ，现状堤防处于河流高漫滩前缘，根据调查和钻探成果，本段堤防堤基从上至下由以下3层土组成：①粘土层，厚度0.5m （ZK5）～1.5m ，灰褐色，硬塑～可塑状，承载力基本值（fk ）建议为140Kpa 。②粗砂层，厚度3.2m （ZK5）～1.3m ，灰白色，密实，湿, 含21%砾石，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，重型圆锥动力触探试验锤击数（N63.5）为7～11.7击，承载力基本值（fk ）为360Kpa 。③砾石层，浅棕黄色，中密，湿～饱和，卵石含量占6%，粒径一般6～10cm ，砾石含量占78%，粒径多为5～60mm ，中粗砂粒占13%，卵砾石成分多为石英岩、花岗岩、灰岩等，多呈圆～次圆状，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。
3）堤基质量评价及建议 ①堤基地下水
堤防处于河流高漫滩，地下水为单一孔隙型潜水。地下水主要赋存于下部砂层及卵砾石层中，埋藏浅，水量丰富。平水期地下水位总体呈上游高，下游低，
河道两岸高、河漫滩低的特征，略高于河道水位，并向河谷排泄。汛期河道水位急剧上涨，河道水位高于河岸地下水，将会出现河道水向河岸地下水补给。勘测期河道上游地下水位高程约为504.1～504.3m ，下游地下水位高程约为503.4～501.5m 。由于砂砾石层透水性强，水位以下基坑开挖时涌水量大，对基础开挖有不利影响，需做好排水措施。
②堤基土的透水性
堤基土层颗粒一般上部较细，随着深度的增大，颗粒逐渐变粗，透水性也逐渐增强。根据工程类比，堤基土层的渗透系数如下；
Ⅰ、粉土、粉细砂层：K=3.5×10-3cm/s,透水性等级为中等透水。
Ⅱ、中、粗砂及砾砂层：K=4×10-2cm/s,透水性等级为强透水。
Ⅲ、卵、砾石层：K=6×10-2cm/s，透水性等级为强透水。
③堤基渗透及渗透稳定评价
堤防处于河流高漫滩上，堤基上部粉土、粉细砂层为中等透水层，下部中砂、粗砂、砾砂以及卵砾石层为强透水层，砂砾石层厚度大。由于非行洪期地下水面微向河床倾斜，堤内地面高程较高，不存在地下水出溢点， 所以不会发生渗透破坏。汛期行洪时河道水位急剧上涨，河水水位远高于河岸地下水，河水将会沿堤基向背水坡滩地渗透，且水力坡降较大，背水坡滩地上部粉土、粉细砂层厚度一般较小，可能会发生渗透破坏。根据堤基土层的颗粒组成和当地工程经验判断，堤基粉砂、细砂及中砂渗透破坏形式为流土，卵、砾石层渗透破坏形式为管涌，粗砂及砾砂渗透破坏形式可能为流土，亦可能为管涌。建议对该段堤防渗透稳定分析验算。
④场地砂土液化判别
工程区地震动峰值加速度为0.10g ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。根据“地震区划图”及《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）中土的液化判别标准，本工程建筑物所在地区的地震设防烈度（Ⅶ度）比相应的震中烈度（地震动峰值加速度为0.30g, 相应地震烈度为Ⅷ度）小1度，故工程区为近震。根据土的
液化判别标准，地下水位以上的非饱和土，可判为不液化，地下水位以下的饱和粉土、砂土可能发生液化。再根据土的液化复判标准，对可能液化的饱和粉土砂土进一步判别。根据标准贯入试验、重型圆锥动力触探试验等，粉土、砂土一般为松散～稍密，综合分析其相对密度为0.35～0.4，其值小于液化临界相对密度（0.70），故综合分析判断饱和粉土及砂土为可能液化土。但堤基可液化土层多呈透镜夹层状，分布厚度及宽度均不大。
3.3.3.2新建堤防工程地质条件及评价
（1）地质概况
本次治理工程支流新建堤段长3.007km 。新建堤段均位于汉江的一级阶地上，汉江干流段一级阶地前缘高出河床3～6.5m ，局部可达10m 。地下水埋深在一级阶地一般为2.3～6.5m 。
地层结构一般为单层至多层结构，其中一级阶地上部大部分为壤土，厚
1.6～6.5m 。中部为不连续的中、细砂层，厚1～2.5m ，局部达4.0m ，稍密～中密。下部为砂砾石层，卵石粒径一般2～8cm ，含量30～40%，砾石含量10～20%，中密。
（2）堤基工程分段及评价
新建堤防位于一级阶地上，堤基地质结构分类为双层或多层结构，由③-1壤土、③-2中细砂、③-3砂砾石组成。
1）冷水河
桩号：冷右1+007～0+000，长1007m 。该段目前未建堤防，故属新建堤防段。拟建堤防位于河流漫滩上，根据调查和勘探成果，堤基从上至下由以下3层土组成：①中砂层，厚度一般0.7m （ZK20）～1.4m ，个别地段厚度较小，呈浅黄褐色，松散，稍湿，地基承载力基本值（fk ）为140Kpa 。该段末端地表有厚约6m 的中砂堆积体。②砾砂层，厚度3.3m （ZK20），呈浅灰黄色，松散～稍密，湿～饱和，砂以中粗砂为主，砂粒矿物成分主要为长石、石英、云母，标准贯入试验击数（N ）为7～11击，承载力基本值（fk ）为190Kpa 。③砾石层，杂色，中密～密实，饱
和，该层较为稳定，厚度大，承载力基本值（fk ）建议为400Kpa ，与砌体摩擦系数建议为0.42。该层为良好的天然地基持力层。
2）梁曲河
桩号梁左0+000～0+147为无堤段，梁左0+147～1+063段，现状堤防为浆砌石挡墙，墙顶高程494.5～495.42m ，宽度0.5～0.6m ，高度3.5～4.0m 。沿挡墙内侧建有813厂排污管道和通村公路。目前挡土墙存在的问题主要有：墙体砼脱落，局部出现变形断裂，下游段挡土墙墙内无填土。梁曲河左岸堤防均处于汉江右岸高漫滩之上，堤基为双层结构。上部为粉砂和粗砂组成，下部为砾石和砾砂组成。粉砂层呈浅灰黄色，稍湿，松散，地基承载力标准值（f k ）80KPa 。粗砂，
呈浅灰黄色，稍湿，稍密，颗粒多由风化花岗岩岩屑组成，手碾即碎，地基承载力标准值（f k ）120KPa 。砾石层，呈浅灰黄色、杂色，湿～饱和，稍密～中密，
地基承载力标准值（f k ）480KPa 。堤基上部为粉砂和粗砂层，透水性弱～中等，
砾石层透水性强。梁曲河因长期淤积，河床升高，河床高出堤内滩面0.5～2.0m ，河道水位也较堤内滩地地下水为要高，河道水会沿堤基透水层渗透，尤其是汛期持续高水位时，渗透比降较大，很可能发生渗透变形，粉砂、粗砂层渗透变形形式为流土，其流土型渗透变形允许水力坡降（J 允）分别为0.44和0.47；砾石，
不均匀系数（Cu ）63.7～96.9，曲率系数（Cc ）为0.78～2.25，级配连续，细粒
P c ＜含量（Pc ）为27.8～34.8%，1004（1-n ） ( n为土的孔隙率) ，按照《堤防
工程地质勘察规范》（SL188-2005）附录D ，判断堤基渗透变形形式为管涌。管涌型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.20；堤基冲刷主要为支流洪水的冲刷。当
干流洪水较小，而支流洪水较大时，支流洪水对堤基的冲刷较严重，堤防护脚应置于冲刷线以下。本段堤防，上部砂土层承载力、抗剪强度均不高，下部砾石层承载力和抗剪强度较高，建议将挡土墙基础置于下部砾石层之上。堤基存在渗透变形问题，工程地质条件差（属D 类）。
桩号梁右0+000～0+087为无堤段，梁右0+087～1+050为早期当地村民组织兴建堤防，堤距差别较大，堤防标准低，质量差，堤防断面也不一致。梁右0+767～
1+050段堤防，迎水坡为干砌石挡墙，局部为浆砌石挡墙，堤防高度变化较大，最低仅1.2m ，最高为2.8m 。堤顶宽度差异较大，为1.3～3.5m ，堤顶凹凸不平，生长大量杨树。梁右0+087～0+767段堤防，堤防为梯形断面。高度2.5～3m ，堤顶宽度1.5～2.5m ，堤顶凹凸不平，杨树长满堤身。部分段落迎水坡为干砌石砌护，部分段落则未作防护。堤身土主要由粉砂组成，夹杂有粉土和少量砾石。由于未作碾压，堤身土基本处于松散状，堤身填筑质量差，不满足规范要求。由于堤防标准低，堤身粉砂抗冲刷能力差，迎水坡干砌石已经破损，部分段落无防护，堤防很难抵御洪水的冲刷破坏。应按照相关规范要求，完善该段堤防。梁曲河右岸堤防，均处于汉江右岸高漫滩之上，堤基为双层结构。上部为粉砂和粗砂组成，下部为砾石和砾砂组成。粉砂层呈浅灰黄色，稍湿，松散，地基承载力标准值（f k ）80KPa 。粗砂，呈浅灰黄色，稍湿，稍密，颗粒多由风化花岗岩岩屑组成，手碾即碎，地基承载力标准值（f k ）120KPa 。砾石层，呈浅灰黄色、杂色，湿～饱和，
稍密～中密，地基承载力标准值（f k ）480KPa 。堤基上部为粉砂和粗砂层，透水
性弱～中等，砾石层透水性强。梁曲河因长期淤积，河床升高，河床高出堤内滩面0.5～2.0m ，河道水位也较堤内滩地地下水为要高，河道水会沿堤基透水层渗透，尤其是汛期持续高水位时，渗透比降较大，很可能发生渗透变形，粉砂、粗砂层渗透变形形式为流土，其流土型渗透变形允许水力坡降（J 允）分别为0.44
和0.47；砾石，不均匀系数（Cu ）63.7～96.9，曲率系数（Cc ）为0.78～2.25，
P c ＜级配连续，细粒含量（Pc ）为27.8～34.8%，100n 为土的孔隙率) ，4（1-n ） (
按照《堤防工程地质勘察规范》（SL188-2005）附录D ，判断堤基渗透变形形式为管涌。管涌型渗透变形允许水力坡降（J 允）为0.20；堤基冲刷主要为支流洪水
的冲刷。当干流洪水较小，而支流洪水较大时，支流洪水对堤基的冲刷较严重，堤防护脚应置于冲刷线以下。本段堤防，上部砂土层承载力、抗剪强度均不高，下部砾石层承载力和抗剪强度较高，堤基存在渗透变形问题，工程地质条件差（属D 类）。
（3）堤基主要工程地质问题评价
1）堤基地下水
堤防处于河流高漫滩，地下水为单一孔隙型潜水。地下水主要赋存于下部砂层及卵砾石层中，埋藏浅，水量丰富。平水期地下水位总体呈上游高，下游低，河道两岸高、河漫滩低的特征，略高于河道水位，并向河谷排泄。汛期河道水位急剧上涨，河道水位高于河岸地下水，将会出现河道水向河岸地下水补给。勘测期河道上游地下水位高程约为504.1～504.3m ，下游地下水位高程约为503.4～501.5m 。由于砂砾石层透水性强，水位以下基坑开挖时涌水量大，对基础开挖有不利影响，需做好排水措施。
2）堤基土的透水性
堤基土层颗粒一般上部较细，随着深度的增大，颗粒逐渐变粗，透水性也逐渐增强。根据工程类比，堤基土层的渗透系数如下；
Ⅰ、粉土、粉细砂层：K=3.5×10-3cm/s,透水性等级为中等透水。
Ⅱ、中、粗砂及砾砂层：K=4×10-2cm/s,透水性等级为强透水。
Ⅲ、卵、砾石层：K=6×10-2cm/s，透水性等级为强透水。
3）堤基渗透及渗透稳定评价
堤防处于河流高漫滩上，堤基上部粉土、粉细砂层为中等透水层，下部中砂、粗砂、砾砂以及卵砾石层为强透水层，砂砾石层厚度大。由于非行洪期地下水面微向河床倾斜，堤内地面高程较高，不存在地下水出溢点， 所以不会发生渗透破坏。汛期行洪时河道水位急剧上涨，河水水位远高于河岸地下水，河水将会沿堤基向背水坡滩地渗透，且水力坡降较大，背水坡滩地上部粉土、粉细砂层厚度一般较小，可能会发生渗透破坏。根据堤基土层的颗粒组成和当地工程经验判断，堤基粉砂、细砂及中砂渗透破坏形式为流土，卵、砾石层渗透破坏形式为管涌，粗砂及砾砂渗透破坏形式可能为流土，亦可能为管涌。建议对该段堤防渗透稳定分析验算。
4）场地砂土液化判别
工程区地震动峰值加速度为0.10g ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。根据“地震
区划图”及《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）中土的液化判别标准，本工程建筑物所在地区的地震设防烈度（Ⅶ度）比相应的震中烈度（地震动峰值加速度为0.30g, 相应地震烈度为Ⅷ度）小1度，故工程区为近震。根据土的液化判别标准，地下水位以上的非饱和土，可判为不液化，地下水位以下的饱和粉土、砂土可能发生液化。再根据土的液化复判标准，对可能液化的饱和粉土砂土进一步判别。根据标准贯入试验、重型圆锥动力触探试验等，粉土、砂土一般为松散～稍密，综合分析其相对密度为0.35～0.4，其值小于液化临界相对密度（0.70），故综合分析判断饱和粉土及砂土为可能液化土。但堤基可液化土层多呈透镜夹层状，分布厚度及宽度均不大。
3.4 附属建筑物工程地质条件及评价
3.4.1 穿堤涵闸工程地质条件及评价
穿堤涵闸多位于河漫滩、一级阶地、二级阶地前缘。漫滩地形平坦开阔，略倾向河床。一级阶地前缘高出河床3～6.5m ，局部较大，为内叠式阶地。地层结构一般为单层至多层结构，其中河漫滩为双层结构，上部为②-1中细砂或中粗砂，稍密，下部为②-2砂卵石层，密实。一级阶地上部③-1层壤土，稍密状，具非自重Ⅰ级（轻微）湿陷性；中部为不连续的③-2粉细砂层，稍密；下部为③-3砂砾石层，中密～密实。二级阶地上部④-1层壤土，可塑～硬塑；中部为④-2中粗砂层，稍密；下部为③-3砂砾石层，中密～密实。各穿堤涵闸工程地质评价如表3-13。
表3-10 各穿堤涵闸工程地质评价表
3.4.2涵洞工程地质条件及评价
穿堤涵洞多位于河漫滩、一级阶地、二级阶地前缘。漫滩地形平坦开阔，略
倾向河床。一级阶地前缘高出河床3～6.5m ，局部较大，为内叠式阶地。地层结构一般为单层至多层结构，其中河漫滩为双层结构，上部为②-1中细砂或中粗砂，稍密，下部为②-2砂卵石层，密实。一级阶地上部③-1层壤土，稍密状，具非自重Ⅰ级（轻微）湿陷性；中部为不连续的③-2粉细砂层，稍密；下部为③-3砂砾石层，中密～密实。二级阶地上部④-1层壤土，可塑～硬塑；中部为④-2中粗砂层，稍密；下部为③-3砂砾石层，中密～密实。各穿堤涵洞工程地质评价如表3-11
表3-11各穿堤涵洞工程地质评价表
3.4.3支流河口新建桥工程地质条件及评价
本次规划支流河口新建桥2座，如表3-12。
表3-12 新建桥位置统计表
3.4.3.1南华沟交通桥工程地质条件评价
南华沟交通桥位于本次防洪治理工程段首南华沟上，所处干流堤防桩号为：汉右57+060～57+075。原南华沟交通桥建设标准低，经多年运行，已经破损，本次将原交通桥拆除，在原址上重建。
南华沟交通桥所处地貌单元为汉江高漫滩前缘，南华沟沟道两岸建有堤防，但标准低，不规范。本次防洪治理将对南华沟两岸堤防作加固处理。
改建南华沟交通桥，沿干流堤防布置，根据钻探（ZK2）揭示，桥址岩土组成，自上而下主要有：
（1）人工堆积砾砂层（①-4）：呈浅灰黄色，干燥～稍湿，稍密。厚度4.5～
4.7m 。
（2）高漫滩砾砂层（②-4）：呈浅灰黄色，稍湿，稍密，厚度0.8m ， 底板高程495.7m 左右。
（3）砾石层（②-5）：分布连续分布于下部，厚度大。呈浅灰黄色、杂色，湿～饱和，稍密～中密。
桥址地下水为孔隙型潜水，水位受汉江主河道水位和南华沟来水的影响变化较大。勘测期潜水水位491.2m 左右。桥址区内环境水水质类型一般为HCO 3- —Mg 2+·Ca 2+型，矿化度一般小于1kg/L，属淡水；依据《GB50487-2008》规范附录L 进行判定，环境水对砼结构具无腐蚀性。
南华沟交通桥跨度不大，规模较小，地下水埋深较大，故可采用浅基础。桥墩可置于下部密实的砾石层之上，其地基承载力为480KPa 。
本区地震动峰值加速度为0.10g ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。桥址砾砂层处于地下水位以上，为非饱和土，可判为非液化土。深部砾石层，处于地下水位以下，其＜5mm 的颗粒含量为51.2～69.8%，初判为可能液化土。采用相对密度法对其进行复判，其相对密度（Dr)0.33～0.67，＜0.7，故判断堤基砾石层为可能液化土。设计时应考虑地震时，地基土液化对桥基的不利影响。
3.4.3.2梁曲河交通桥工程地质条件评价
（1）桥址地质概况
拟建交通桥位于改建后干流堤防与梁曲河交汇处，具体位置见工程地质平面图（南-防洪-初设-地01）。交通桥所处地貌单元属汉江右岸高漫滩，漫滩滩面高程一般为492.1～492.5m ，部分地带受人工改造，形成低洼区。梁曲河河道，内叠于汉江高漫滩之上，河床高程491.5～491.7m ，与漫滩滩面高程很接近。河道宽度12m 左右。
根据钻探揭示，桥址岩土组成，自上而下主要有：
（1）粉砂层（②-1）：主要分布于左岸滩地表层，最大厚度1.5m ，呈浅灰黄色，干燥～稍湿，松散。
（2）粗砂层（②-3）：分布于右岸滩地和梁曲河河槽。最大厚度1.9m ，呈浅灰黄色，稍湿，稍密，颗粒多由风化花岗岩岩屑组成，手碾即碎。
（3）砾砂层（②-4）：分布连续分布于中部，厚度2.4～4.3m ，呈浅灰黄色，稍湿～湿，稍密。
（4）砾石层（②-5）：连续分布于下部，厚度大。呈浅灰黄色、杂色，饱和，稍密～中密。
桥址地下水为孔隙型潜水，地下水埋藏深度一般为3m 左右，在靠近梁曲河河道地带，由于梁曲河河水的注入和补给，水位抬升明显，潜水埋藏深度仅1.3m 。桥址区内环境水水质类型一般为HCO 3- —Mg 2+·Ca 2+型，矿化度一般小于1kg/L，属
淡水；依据《GB50487-2008》规范附录L 进行判定，环境水对砼结构具无腐蚀性。
（2）桥梁工程地质条件评价
根据桥址地基土物理力学性质指标，原位测试成果，桥址, 各层地基土的承
载力标准值（f k ）建议如下：
粉砂层（②-1）承载力标准值（f k ）: 80KPa； 粗砂层（②-3）承载力标准值（f k ）: 120 KPa； 砾砂层（②-4）承载力标准值（f k ）: 270 KPa； 砾石层（②-4）承载力标准值（f k ）: 480KPa；
拟建桥梁横跨梁曲河，桥台与干流堤防衔接。桥址区，表层为粉砂层、粗砂层，下部为砾砂和砾石层。由于砂土层承载力低，易产生压缩变形，建议将桥台置于下部砂砾石层之上。桥台与堤身衔接处采用砂砾石回填，并按照相关规定充分碾压密实。梁曲河，在非汛期，来水量不大。但汛期上游来水迅猛，对桥台地基会有一定的冲刷，且桥台、堤基土抗冲刷能力较差，需对桥台采取砌石护坡等防冲保护措施。
由于上部地基土承载力较低，很难满足工程要求，加之桥址区地下水位较高，施工难度较大，建议桥基采用钻孔灌注桩。钻孔灌注桩桩侧摩阻力标准值q sik 和桩的极限端阻力标准值q pk 见表3-13。
表3-13 钻孔灌注桩桩侧摩阻力标准值q ik 和桩的极限端阻力标准值q pk
工程区地震基本烈度为Ⅶ度。桥址粉砂层处于地下水位以上，为非饱和土，可判为非液化土。粗砂层，处于地下水位以下，初判为可能液化土。采用相对密度法对其进行复判，该粗砂层，呈松散～稍密状，相对密度（Dr)0.33, 故判断堤基粗砂层为可能液化土；砾砂层，处于地下水位以下，其＜5mm 的颗粒含量为72.4%，初判为可能液化土。其呈松散～稍密状，相对密度（Dr) ＜0.7，故判断该砾砂层为可能液化土。砾石层，处于地下水位以下，其＜5mm 的颗粒含量为65.2%，初判为可能液化土。其呈稍密～中密状，相对密度（Dr)0.33～0.67，＜0.7，故判断堤基砾石层为可能液化土。
由于桩身周围存在液化土层，液化土层的极限侧阻力标准值，应进行相应折
减。
3.5 天然建筑材料 3.5.1筑堤材料
由于南郑县汉江防洪线路长，筑堤用料一般就近采用，现状堤防筑堤材料构成一般由粉土、粉细砂、中粗砂及卵砾石（砂砾石），根据对现状堤防的勘察和近期在建工程筑堤经验，以粉土、砂土（粉细砂、中粗砂，下同）作为筑堤材料，其相对密度（Dr ）难以达到设计标准，Dr 一般在0.2～0.4之间, 填筑土松散，力学指标低，堤防质量没有保证，砂砾石填筑的堤防相对密度一般能达到0.6以上，基本满足设计要求；如采用粘土筑堤，用粘土料数量巨大，其一要占用大量农田，影响农民经济收入，也对当地生态环境造成一定破坏，根据当地筑堤经验和习惯，群众难以接受；其二，本次防洪工程绝大多数是在已有堤防基础上加高培厚，原堤防以砂土、砂砾石为主，该类筑堤材料一般为强～中等透水性，而汉江阶地冲积粘土以弱～微透水性为主，取粘性土作为堤防加高培厚材料，堤防结构不合理，不利于堤防稳定。
对比堤防填筑土料质量指标，结合本工程实际情况，本次勘察推荐堤防筑堤材料全部就近从汉江河床内开采，其表层粉细砂不能作为筑堤材料，作为剥离层全部清除，中部中粗砂经人工改良--参合砾石（卵石）后可以作为筑堤材料，下部砂砾石可以直接用于堤防填筑材料，即推荐砂砾石作为主要筑堤材料。 3.5.2筑堤砂砾料
根据堤防工程填筑料用量需求，本次沿汉江河漫滩及河床内共选择了6个砂砾料场，对料场进行了初步勘察，勘察方法主要采用现场调查，利用堤防勘察钻孔资料、试验资料，现状材料场开挖剖面及天然露头剖面，基本查明了各个料场面积、开采厚度、储量及运输条件。见表3-14（筑堤砂砾料综合成果表）。
表3-14 砂料、砾料料场分布及储量表
汉江砂料、砂砾料在高、低河漫滩上出露地表，在一级阶地上埋藏于壤土、砂壤土以下，沿堤线广泛分布，水上可采矿厚度1～4m 。结合已建堤身填筑料的经验，本次共选择料场6处，总储量407万m 3，具体分布及储量见表3-15。以含砾粗砂和细砂分布最为广泛，中砂较少。
砂料室内击实试验，最优含水量为12%；最大干密度为1.65g/cm3；击实固结快剪Φ＝29.2°，C ＝44KPa ；击实饱和固结快剪Φ＝27.5°，C ＝14 KPa；不均匀系数4.65，可能产生流土破坏，估计临界水力坡降值1.0，允许水力坡降取临界坡降的1/2～1/3。
砂砾石的天然密度1.44～2.08g/cm3，平均1.84g/cm3，室内试验最小干密度平均值1.48g/cm3，最大干密度平均值1.94g/cm3。自然休止角：水上38～40°，平均39.3°；水下32～34°，平均33°。
砂砾石的天然密度1.44～2.08g/cm3，平均1.84g/cm3，室内试验最小干密度平均值1.48g/cm3，最大干密度平均值1.94g/cm3。自然休止角：水上38～40°，平均39.3°；水下32～34°，平均33°。
天然砂砾石主要为含砾粗砂和细砂，不均匀系数31.82～137.9，平均51.51。发生渗透破坏的形式为管涌，估计临界水力坡降值为0.4～0.7，允许水力坡降可取临界水力坡降值的1/2～1/3。
根据室内试验的最大干密度和最小干密度的平均值，相对密度根据堤防设计规范取0.6～0.65，计算堤防设计砂砾料的干密度为1.76～1.78g/cm3。砂料、砂砾
料作为筑堤材料，其渗透系数远大于规范要求，易发生渗漏和渗透破坏，需采取防(截) 渗和必要的排水工程措施。天然的砂料和砾料场一般为砂、砾混合，作为砼粗、细骨料时需进行人工筛选。砂砾料场位置见地质专题报告(天然建筑材料分布图) 。颗粒分析和物理力学指标见表3-15(砂砾料、砂料级配特性及物理力学性质试验结果表) 。
表3-15
3.5.3填筑土料
主要分布于堤线外侧的一级阶地顶部，岩性为砂壤土、壤土，厚度1.5～4.0m 。局部段位于二级阶地前缘，阶地上部岩性为粘土，壤土厚度3～7m 。可供开采的平均厚度度一般大于2.0m 。
土料天然状态和击实状态的物理力学指标和渗透指标见表3-16(土料物理力学性质及渗透性质试验成果表) 。附表中“壤土”和“土的击实状态”栏数据为陕西水电设计院地质总队1988年试验资料，共12组试验数据，以壤土为主，个别为粘土或砂壤土。“粘土”栏为我院本次勘察试验数据，共12组试样，其中3组壤土，9组粘土。粘土与壤土抗剪强度C 、Φ值差异不大，天然密度和干密度差异较大。堤线大部分位于一级阶地前缘或河漫滩，就近取土，以壤土为主，次
为砂壤土；局部段位于二级阶地前缘，以粘土为主，次为壤土。
表3-16
3.5.4砼用骨料
砼用粗、细骨料均为全新统的汉江现代河床、滩砾石、卵石，中粗砂其成分、粒径及级配等基本相同，工程使用时可就近在河漫滩开采，料场位置编号及储量、开采条件见前述筑堤砂砾料。根据本次勘察和已有资料，砼用骨料质量评价结果见表表3-17、表3-18。
表3-18 混凝土用粗骨料质量指标评价表
3.5.5石料
汉江汉中平川段为山间断陷盆地，有“两山夹一川”的地貌特征。北岸的秦岭和南岸的巴山基岩出露地附表，当地的工程建设石料可就近开采，所以沿江两岸有多处现状石料场，堤防建筑物所需石料可就近选用，储量丰富。南郑县沿江选有2处石料场，总储量112万m 3，运距一般为5～25km 。详见表3-20(石料场勘察成果统计表) 。
按照《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》(SL251-2000)附录A.5，块石料质量要求：饱和抗压强度及软化系数应按地域、设计要求与使用目的确定, 冻融损失率＜1%，干密度＞2.4t/m3。本次勘察所选石料岩性主要为花岗岩、石灰岩，主要用于堤防砌护。根据试验成果和当地工程经验，所选石料，质量完全可以满足要求。
表3-19 石料场勘察成果统计表
5-21。
类比工程区附近资料，石料的质量技术要求评价如表
表3-20 石料质量技术要求评价表
3.6结论及建议 3.6.1结论
（1）南郑县汉江防洪工程位于汉中断陷盆地，盆地内沉积着巨厚的第四系松散覆盖层，活动断裂构造深埋于覆盖层之下（一般＞100m ），历史地震最高震级M ＝5.5级，区域构造基本稳定。根据《中国地震动参数区划图》（GB186306-2001）国家标准第1号修改单，南郑县地震动峰值加速度为0.10g ，地震动反应谱特征周期为0.40s ，相应地震基本烈度为Ⅶ度。
（2）属本次勘察范围内的加固堤防段堤身土以砂土(包括粉细砂、含少量卵砾中细砂、中粗砂等) 、砂卵(砾) 石为主。其砂土相对密度范围值0.53～0.89，平均值为0.73，填筑质量满足“规范”要求，砂卵石干密度范围值1.75～2.18g/cm3，小值平均值1.79g/cm3，接近室内试验值(1.84g/cm3) ，填筑质量较好。砂土和砂卵石堤段渗透性较强，存在渗漏和渗透破坏等工程地质问题，应采取相应的工程处理措施。砂壤土压实系数0.95，堤防填筑质量较好。
（3）加固和新建堤防地基土主要为：砂壤土、壤土，粗、中、细砂， 砂卵石三大类。地基土的承载力对于堤防、一般涵闸可以满足要求。应将表层植物根系发育的耕作土和松散、软弱土层清除，使堤基置于河床冲刷深度以下的较密实土层内；对砂土和砂卵石地基应考虑渗透稳定问题。
(4)重要涵闸大多位于河漫滩、一级阶地。应将地表砂壤土、粉细砂等松散、软弱土层清除，将闸基置于较密实的粗中砂、砂卵石或壤土地基内。砂土、砂卵石应考虑渗透稳定问题。
(5)天然建筑材料：筑堤用土料广泛分布于一级地上部，质量满足堤防用土要求；砂土和砂卵石分布于河漫滩，用作筑堤材料，需采取防(截) 渗和必要的排水工程措施。砼用粗、细骨料需进行人工筛选。石料可就近在已开采的石料场选用，质量、储量均满足要求。
(6)本次可研勘察，对堤身土和地基土的分段，分层只能代表该段(层) 的大致情况；各层(类) 土的物理力学指标只能归类统计分析，数值变化范围较大。建议初设阶段对设计堤防和堤基土进行详细分段分层勘探试验。
3.6.2建议
本次可研勘察，对堤身土和地基土的分段，分层只能代表该段（层）的大致情况；各层（类）土的物理力学指标只能归类统计分析，数值变化范围较大。建议初设阶段勘察，建议重点试验研究粗、中、细砂，砂卵石、砂砾石堤段的相对密度；渗透系数；渗透临界(允许) 水力坡降等堤防设计、施工的重要参数。