环太湖大堤浙江段工程地质条件和隐患论文
1 问题的提出
太湖为大型浅水湖泊，面积 2 428 km2,平均水深 1. 89m,最大水深 2. 60 m,水位 3. 00 m 时相应库容 44. 3 × 108m3,是流域重要的调节水库[1 -2].太湖岸线总长 371 km,其中，江苏省 312 km,占 84%; 浙江省 59 km,占 16%.浙江段岸线原无堤防，自 1991 年 11 月开始建设，经过1992 年和 1993 年第二、第三次土方施工，大堤初具规模。
目前已建成堤线长约 65. 12 km （ 包括局部包港堤线） ,在历次抵御台风和洪水中起到了十分重要的作用[2].以湖州市长兜港入湖口为界，堤线分东西 2 段，向西至父子岭为西段，向东至胡溇为东段。
浙江省水利水电勘测设计院曾于 1991 年大堤未建前及大堤运行 10 多年后的 2004 年和 2008 年，先后 3 次对大堤进行工程地质勘察，勘察方法包括地质测绘、钻探、静探、十字板等，对堤身及堤基进行了大量地质勘探工作，完成地质勘探剖面线长 150 km,完成钻孔 180 余只，进尺 5 400m,最大孔深 50 m,室内土工试验 2 500 件，静探孔 80 个，十字板原位测试孔 60 个，试验点 2 400 点。
笔者综合静力触探、十字板等现场原位试验及钻探取样室内土工试验，对环太湖大堤浙江段的土层特征进行分析。在土层特征分析的基础上，对工程地质条件和存在的隐患进行评价，并提出相应的地基处理建议，以期对类似工程建设具有借鉴作用。
2 区域地质概况
环湖大堤位于太湖周边的杭嘉湖平原湖沼堆积平原上，北临太湖，西北、西南有低山残丘分布，区内地势平坦，河网密布，地面高程一般为 1. 0 ~3. 0 m[3].平原区覆盖第四系松散堆积物，成因复杂，岩相多变，地表以下 50 m 地层大致可分为上下 2 部分： 上部分为全新统 （ Q4） ,以湖沼相、海相堆积物为主； 下部为上更新统 （ Q3） 冲湖积为主的地层，在局部地区，还分布有较老的残坡积层及冲洪积的含泥砂砾石层。
地下水为孔隙潜水，受地表水及大气降水补给，浅部土层多属微透水 ~ 弱透水的黏性土层。砂性土以粉土和粉细砂为主，分布不稳定，富水性弱。地下水位一般为地面以下 0. 5 ~2. 5 m.
3 堤身堤基工程地质条件及隐患
太湖环湖大堤浙江段东段 （ 长兜港-胡溇） 长约26. 53 km,西段 （ 长兜港-父子岭） 长约 38. 59 km,工程地质条件和主要隐患如下。
3. 1 东、西段大堤工程地质条件东段堤身填筑土由Ⅰ1层黏质粉土组成； 堤基 50 m 范围内为第四系松散堆积物、主要由ⅢSL层黏质粉土、Ⅲ1层淤泥质黏土、Ⅳ层粉质黏土、Ⅴ1层淤泥质黏土夹粉土、Ⅴ2层砂质粉土、Ⅶ层粉质黏土、Ⅷ层砂质粉土、Ⅸ层粉质黏土和Ⅹ层砂质粉土、粉砂组成，东段大堤典型地质横剖面见图 1,主要土层的物理力学指标特征见表 1.
堤身填筑土Ⅰ1层黏质粉土层，粉粒含量较高，大部分样品属微透水性 ~极微透水性，少数属弱透水性，能满足堤身填筑土料的防渗要求，但堤身中也存在填筑不均匀和局部压实度偏低的状况。呈透镜体状分布的Ⅲ1层淤泥质黏土和Ⅴ1层淤泥质黏土夹粉土 （ 层状土） ,为高含水率，高压缩性，低强度软土，性质差，是堤基稳定的控制性土层； ⅢSL黏质粉土，分布浅，强度较高，是较好的堤基天然持力层； Ⅳ层粉质黏土、Ⅴ2层砂质粉土和Ⅶ 层粉质黏土性质好，可作为建筑桩基持力层； Ⅷ层砂质粉土、Ⅸ层粉质黏土和Ⅹ层砂质粉土、粉砂埋藏较深，对堤基的稳定影响不大。
西段堤身填筑土由Ⅰ1层黏质粉土和Ⅰ2粉质黏土组成； 堤基 50 m 范围内主要由ⅢSL层黏质粉土、Ⅲ1层淤泥质黏土、Ⅳ层粉质黏土、Ⅴ1层淤泥质黏土夹粉土、Ⅴ2层砂质粉土、Ⅵ1粉质黏土、Ⅶ层粉质黏土和Ⅸ层粉质黏土等组成。西段大堤典型地质横剖面见图 2,主要土层的物理力学指标特征见表 2.
堤身填筑土Ⅰ1层黏质粉土层，粉粒含量较高，大部分12粉质黏土，性质较好，属微透水性 ~ 极微透水性。均可满足堤身填筑土料的要求。但堤身局部存在填筑不均匀和压实度偏低状况，个别堤段填筑有淤泥质土。呈不连续分布的Ⅲ1层淤泥质黏土和Ⅴ1层淤泥质黏土夹粉土 （ 层状土） ,为高含水率，高压缩性，低强度软土，性质差，是堤基稳定的控制性土层； ⅢSL黏质粉土，分布浅，性质相对较好，可作为天然持力层； Ⅳ层粉质黏土、Ⅴ2层砂质粉土和Ⅶ 层粉质黏土性质好，可作为建筑桩基持力层； Ⅵ1淤泥质粉质黏土和Ⅸ层粉质黏土埋藏较深，对堤基的稳定影响不大。
3. 2 大堤主要隐患
（ 1） 堤前挡墙基础底板高程偏高，挡墙断面小，墙前趾埋深浅，抗风浪能力不足。堤前抗风浪能力弱是现状环湖大堤存在的主要安全隐患。
（ 2） 大堤现状为浆砌块石护坡为主，但部分挡墙已倾覆或倾斜严重，局部地段有小规模塌岸，有水毁现象。堤身及地基均有不同程度的沉降。现状堤顶高程不能满足防洪要求。
（ 3） 东、西 2 段大堤堤身填筑的Ⅰ1层黏质粉土，粉粒含量较高，大部分样品属微透水性 ~ 极微透水性，少数属弱透水性，能满足堤身填筑土料的防渗要求，但堤身中也存在填筑不均匀和局部压实度偏低的状况，同时根据勘探揭露，个别堤段填筑有淤泥质土，存在不均匀沉降问题。
（ 4） 部分堤段为通过段为原河道、池塘，应挖除表层流泥，并应注意局部流泥分布较厚地段的堤岸稳定问题。
（ 5） 堤基土层中Ⅲ1层淤泥质黏土和Ⅴ1层淤泥质黏土夹粉土 （ 千层饼状土） ,为高含水率，高压缩性，低强度的软土，性质差，是堤基稳定的控制性土层，易导致发生大堤滑坡等事故。
（ 6） Ⅴ2层粉土，性质较好，埋藏较深，局部顶板出露较高处，对河道岸坡稳定有利，但桩式护岸进行桩基施工时，易塌孔，应做好孔壁的保护。
4 对大堤处理的建议
考虑到大堤现状及堤基工程地质条件等状况，对大堤处理的建议如下：
（ 1） 堤前加固： 对现状挡墙已倾覆或倾斜严重、受风浪影响大的堤段，要求在挡墙前先进行混凝土撑墙加固，顶高程与原挡墙高程持平，然后再抛石，确保加固平台总宽不小于 3 m.
（ 2） 堤后填塘固基： 现状大堤经堤前设计水位堤后常水位稳定复核验算，其背水坡抗滑稳定不能满足规范要求，需采用填塘固基或加宽堤身等工程措施。
（ 3） 由于堤后鱼塘的存在，给大堤的管理带来不利因素，不利于大堤的稳定安全，也影响大堤的防洪抢险和今后行车的安全。在兴建本工程时应一并对堤后鱼塘进行全线的填塘固基处理，填筑高程与原地面持平。
（ 4） 对影响大堤稳定的软弱土层，如地基上部的.Ⅲ1层淤泥质 （ 粉质） 黏土、ⅢSL层淤泥质粉质黏土夹粉土、ⅢSIL淤泥和Ⅴ1淤泥质粉质黏土夹粉土，建议设计进行抗滑稳定验算，必要时采取工程措施进行处理。软土较薄处，可采用置换法，厚度较大处可采用地基处理加固方法。
（ 5） Ⅴ2层粉土等砂性土，性质较好，埋藏较深，局部顶板出露较高处，对河道岸坡稳定有利，但桩式护岸进行桩基施工时，应做好孔壁的保护，施工采取工程，防止砂性土的震动液化。
5 结 语
（ 1） 东、西大堤的工程地质条件基本类似，堤身主要由Ⅰ1层黏质粉土组成； 堤基主要由ⅢSL层黏质粉土、Ⅲ1层淤泥质黏土、Ⅳ层粉质黏土、Ⅴ1层淤泥质黏土夹粉土、Ⅴ2层砂质粉土、Ⅶ层粉质黏土、Ⅷ层砂质粉土、Ⅸ层粉质黏土和Ⅹ层砂质粉土、粉砂组成。
（ 2） 现状大堤堤身的主要工程地问题有现状挡墙倾覆或倾斜严重，局部地段有小规模塌岸，有水毁现象。堤身及地基均有不同程度的沉降。现状堤顶高程不能满足防洪要求等。
（ 3） 东、西大堤堤基土层中Ⅲ1层淤泥质黏土和Ⅴ1层淤泥质黏土夹粉土 （ 千层饼状土） ,的软土层，性质差，是堤基稳定的控制性土层，易导致发生大堤滑坡等事故。
（ 4） 对大堤身调查应充分重视，调查内容应包括堤岸崩塌、水毁、管涌、渗漏、堤岸崩塌等地质隐患，为设计的提供地质依据。
（ 5） 对堤基的勘察应重视对主要工程地质问题的分析，尤其是影响地基稳定的软弱土层，如本工程中Ⅲ1层淤泥质（ 粉质） 黏土、ⅢSL层淤泥质粉质黏土夹粉土、ⅢSIL淤泥和Ⅴ1淤泥质粉质黏土夹粉土等弱土层，提供设计合理的物理力学参数。【表略】
参考文献：
[1] 洪雪晴。 太湖的形成和演变过程 [J]. 海洋地质与第四纪地质，1991,11 （ 4） : 87 -99.
[2] 吴浩云。 近 40 年来太湖汛情的变化与防洪对策 [J]. 湖泊科学，1998,10 （ 1） : 37 -41.
[3] 葛跃新，顾嗣亮。 浙北嘉湖全新世堆积平原地貌发育过程与土壤形成的关系 [J]. 杭州大学学报： 自然科学版，1994,21（ 1） : 99 -105.
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