试析河谷深厚覆盖层工程中的地质特性及其评价方法
河谷深厚覆盖层广泛分布于我国的河谷中，是覆盖在河谷河床上覆的松散堆积物和沉积物，覆盖层的厚度越大，其岩性越复杂，地质结构越不均匀，是影响水利工程的建设和后期安全使用的重要因素。河谷深厚覆盖层的岩性和地质结构会严重影响水利工程地基建设，现阶段诸多水利工程因河谷深厚覆盖层引起的事故占失事水利工程的25%，这就需要对河谷深厚覆盖层工程中的地质特性进行评价，采取适宜的评价方法，实现对深厚覆盖层的地质特性的有效评价，为相关水利工程建设做好基础，促进水利工程的建设顺利完成，确保水利工程的安全，实现水利工程价值的体现。
一、河谷深厚覆盖层的基本特征
水利工程建设是实现水害消除和资源开发利用的重要工程，主要修建在一些水源丰富，容易出现水害的地区。现阶段我国许多水利工程都修建在河谷位置，但由于河谷地区的地质环境复杂，地势险峻，内外动力地质作用强烈，会形成一些深厚覆盖层，而且这些深厚覆盖层，具有岩性、质地结构不够均匀，结构松散等特性。
（1）深厚覆盖层的颗粒组成十分粗大，漂石含量大，粒径处于0.3m到0.7m之间。
（2）深厚覆盖层中含有磨圆度较好的砂卵石层，也有磨圆度较差的岩石层。
（3）在新疆一些地区深厚覆盖层受到温度影响，呈现冰水沉积物，胶结较好，在应力作用下，变形呈现空隙、裂缝双重特征。
（4）深厚覆盖层岩性复杂
（5）河谷深厚覆盖层的结构松散，地质不均匀
二、河谷深厚覆盖层的工程地质特征
河谷深厚覆盖层是附着在河床上，具有结构松散、质地不均匀、岩性复杂、透水性强等特征的沉积物或堆积物。
（一）物理性质
河谷的深厚覆盖层主要是由砂卵砾石层、块碎石、粉细砂等组成的。具有颗粒粗大的特征，最大的粒径能够达到1～2m。颗粒级配分布不够均匀，级配曲线由粗粒径由陡峻向低级配的缓型过去，中间级配缺失严重。河谷深厚覆盖层的组成物质中粉细砂的密度最小，小于1.6g/cm3，细砂的空隙比最大，大于0.70。部分河谷中含有粘性夹土层，其力学性质指标随着深度的增加呈现无规律的特征。
（二）一般力学特性
河谷深厚覆盖层的力学特性与砂或砂石的填料含量有关，深厚覆盖层的砂石含量超过20%的时候，其变形模量会减小。深厚覆盖层的力学性质，受到沉积环境，形成时代和物质组成等地质环境的影响，不同的地质环境会影响河谷深厚覆盖层的力学特性。覆盖层的厚度也是影响深厚覆盖层力学性质的重要因素。
（三）渗透性
深厚覆盖层具有较强的渗透性，主要是由于深厚覆盖层是有大颗粒级的砂岩和砂卵砾石层等组成的，其中松散的砂卵砾石K值通常为10-2～10-3cm/s数量级。
三、河谷深厚覆盖层的工程地质特征的评价方法
我国幅员辽阔，河谷众多不同的地区河谷中的深厚覆盖层具有不同的，因此在水利工程建设时，需要结合实际情况对河谷深厚覆盖层的工程地质特性进行评价，从而确保水利工程的顺利完成和安全使用。现阶段河谷深厚覆盖层的工程地质评价方法主要有：河谷深厚覆盖层的承载力、变形、强度参数以及渗透特性的地质评价方法。以下针对不同地区河谷深厚覆盖层的实际情况进行评价分析。
（一）河谷深厚覆盖层力学参数的评价
粗粒土是构成河谷深厚覆盖层的主体部分，含量巨大，因此在进行河谷深厚覆盖层的力学参数评价，主要是围绕粗粒土进行力学参数评价分析。
工程实例：新疆地区冰水沉积砂砾石层分布十分广泛，在对新疆的粗粒土进行承载力评价分析时，针对自然状态下和饱和状态下的粗砂土层在平硐中进行两组对照试验，试验为了测量河谷深厚覆盖的承载能力，试验采方形刚性承压板法，选取面积为0.1m2的方形承压板，并逐渐施加荷载，最大荷载为800kPa，其中，天然状态下在荷载达到800kPa时会发生形变，饱和状态下的覆盖层当荷载达到600kPa，时就会产生形变。通过荷载试验对河谷深厚覆盖层的承载力进行评价分析，从而获得该地区的河谷深厚覆盖层的承载力，力学参数。
根据实际的承压试验获得相关的力学参数，从而获得河谷深厚覆盖层的承压能力，和最大荷载，并结合河谷深厚覆盖层的变形模量，避免深厚覆盖层发生不均匀沉陷，从而确保水利工程施工质量和后期使用质量。
（二）河谷深厚覆盖层的渗透稳定性评价
渗透问题是影响水利工程建设的重要因素，水利工程在河谷深厚覆盖层上进行施工建设会出现渗透问题引起的工程失事，影响工程的稳定性和安全性。
工程实例：某地区一水电站，河谷深厚覆盖层的具有较深的厚度，厚度为125.3m，组要是由粗粒土组成，并具有大量的空隙结构，渗流系数较大。由于渗流系数较大，往往会出现渗漏的问题。下表为该水电站覆盖层各层渗透参数。
表1：某水电站河谷深厚覆盖层渗透性建议表
地层岩性 破坏类型 允许比Jy 渗透性系数k 10-3cm/s 渗透性等级
砂卵砾石层 管涌 0.11～0.16 50～101 强透水
粉砂、粉土层 管涌 0.32～0.35 0.05～0.50 中等透水
块碎砾石夹砂层 管涌 0.14～0.17 5～52 中等透水
粉砂、粉土层 管涌 0.25～0.31 0.01～0.50 弱～中等透水
块碎砾石 管涌 0.16～0.18 50～81 强透水
粉砂、粉土层 流土 0.23～0.26 0.01～0.10 弱透水
结合实际情况对渗流边界进行分析，并计算上下游不同水流状况期间内的水位情况。并根据计算结果，选取适宜具有良好代表性的地质段，进行渗透模拟。实验结果分析：深厚覆盖层中具有弱渗流行的砂土层，能够抑制渗流，但仍旧存在渗流，砂砾、块岩是主要的渗流通道。针对上下游的不同水流状况期间进行分析，覆盖层内的等水头线会随着上游水位的提升向下偏移，还会导致砂土层处于较强的渗流状态。
通过渗流模拟，了解水利工程相关数据，从而确保深厚覆盖层的相关的渗透性稳定，在进行渗透稳定性的研究是，也可以采取理论计算和工程地质类比法，都是评价河谷深厚覆盖层工程地质特性的重要方法。
结束语
河谷深厚覆盖层是附着在河床上结构松散，岩性复杂且变化大、透水性强特性的覆盖层。河谷深厚覆盖层的工程地质特征是影响水利工程建设和后期使用的重要因素。因此需要采取适宜的评价方法，对河谷深厚覆盖层的工程地质特性进行分析，确保水利工程的顺利建设和安全使用，实现水利工程的使用价值。
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