黑牛咀险段位淮北大堤涡下段7+000～7+550m。在怀远县张庄附近，系蚌埠闸施工导流封闭段，在节制闸上引堤的外侧，堤顶高程25.6m，顶宽10m，一般堤高7～9m，最大堤高约17m（导流渠底高程9m左右）。内外滩地高程一般17.5～18.5m，距堤右坡脚外20m左右，即为高程9.5～14m的洼地、渊塘。7+150～7+350堤左坡脚外亦接一深塘，塘底高程10.5m左右，7+000节制闸引堤外为原施工导流明渠，渠底高程9～9.5m，见图3-9。

图3-9　黑牛咀险段位置示意图

（一）工程地质概况

险段地层自上而下叙述如下：

黄灰色，松散—稍密的极细砂—轻粉质壤土（al+lQ4），不均匀系数6.8～1.8，渗透系数（1.2～1.8）×10-4cm/s，弱—中等透水，在高程11～12m以上分布。

灰色，松散—稍密的极细砂、砂壤土夹粘性土透镜体，不均匀系数2.0～3.5，渗透系数6.3×10-4cm/s，弱—中等透水，在高程（3～11）～12m之间分布。典型地质剖面见图3-10。

据测定黄灰色砂土最大孔隙比1.51～1.34；最小孔隙比0.77～0.68。灰色砂土最大孔隙比1.32，最小孔隙比0.75。

灰白—灰黄，稍密—中密的中细砂夹粉土（alQ3），底部为中粗砂夹砾石，在高程3～-30m之间分布，渗透系数为i×10-2cm/s，中—强透水。本层延伸很远，系淮河古河道的砂层。综合附近有关资料，地下水承压水头为17.5～15.5m，流向东南。本层在黑牛咀段上部缺失粘性土隔水层。中细砂中的深层承压水与浅层砂、粉质土的孔隙潜水，有直接水力联系。

在高程-30m以下为花岗片麻岩（Anzc）。

险段堤身土为砂壤土、轻粉质壤土混杂粘性土（rQ4），灰黄色，松散—稍密（N63.5为4～13击/30cm），天然重度18～19kN/m3，干重度15.4～16.6kN/m3，孔隙比0.63～0.77，不均匀系数6.5～10。(www.daowen.com)

图3-10　黑牛咀险段地质横剖面图

本险段堤基土承受的渗透压力来自三方面：①节制闸上游引堤外高程为17.0～23m的河水位。②汛期险段堤右节制闸下回流的河水位，可达高程20～22.8m左右。③深层古河道砂层17.5～15.5m的承压水头。

险段堤右坡脚下高程14.5m以下的洼地，常年冒水，多处成片冒水涌沙（冒水口呈砂环状）局部地面凹陷，发生管涌现象。

针对本段险情，曾于20世纪80年代中，在黑中咀段堤右坡脚下，作吹填压重，顶高程约至18～19m，宽约50m。日前实施蚌埠闸扩建工程后，将取消蚌埠闸引堤或作为导流堤，黑牛咀堤右变为闸上淹没区，洼地冒水冒沙问题可能缓解，但有可能从7+150～7+350堤左坡脚下深塘涌沙冒水，险情仍将可能存在。

（二）工程地质评价

根据勘测资料，险段两端三层砂性土及砂之间，均有厚度不等的粘性土，但此段却缺失，致使上部砂土与古河道砂层连通，深层孔隙承压水头长期作用在堤基浅层砂土中。蚌埠闸上游持续保持的水位多大于17.0m高程，汛期可达23.0m左右，其渗透压力亦作用于险段浅层砂土中。险段堤右的洼地高程9.5～15.0，黄灰色砂土层直接出露，在渗透力的作用下，发生成片冒水、冒沙，局部地面凹陷的险情。

本段的渗流方向不一定垂直堤段，多在闸下水位较低时发生。当淮河汛期，蚌埠闸全孔开闸放水后，闸下回流淹没洼地，水位可达20m以上，渗透变形可能因回流水压力的作用，停止或减弱。

据本险段发生渗透变形的资料，渗透出逸处只有1～1.5m的渗透位势，在此类极细砂—轻粉质壤土中（粘粒含量0～11%，粉粒含量20.5%～76%，砂粒含量13%～47.5%），即有可能发生冒水涌沙的渗透变形。

据《中国地震烈度区划图》（1990），本段地震基本烈度7度区边缘，经判别埋深15m内砂土有可能发生轻微液化。地震发生时，渗透变形破坏将更剧烈。