山西省長治縣東莊水庫區域地質安檢簡析

李寶生

(山西省水利建筑工程局，山西太原 030006)

1 工程概況

東莊水庫位于海河流域濁漳南源水系五集河支流上，壩址處于長治縣西火鎮東莊村。地理坐標為東徑113°09＇57″，北緯36°05＇43″。東莊水庫是一座以防洪為主，兼顧灌溉的小(1)型水庫，水庫始建于1974年10月，1975年8月竣工，總庫容278萬m3。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道和輸水管等建筑物組成。

2 區域地質

2.1 地形地貌

工程區位于長治縣東南部，太行山脈中段的老雄山西麓，山區和平川的過渡地帶，地勢東高西低，由東向西地形逐漸降低。區內地貌單元主要包括剝蝕中低山區、黃土丘陵區。剝蝕中低山區位于區域東部，黃土丘陵區位于區域西部，以黃土丘陵為主，呈緩坡地形，一般海拔1 000 m以上。

2.2 地層巖性

本區出露的地層由老至新有:古生界奧陶系中統峰峰組(Of2)、石炭系中統本溪組(Cb2)、第四系中更新統沖洪積(Qpal2)、第四系上更新統風積(Qeol3)及第四系全新統沖洪積堆積(Qpal4)。各地層巖性特征分述如下:

1)古生界奧陶系中統峰峰組(Of2):峰峰組上段:青灰、深灰色薄～中厚層灰巖，白云質灰巖。底部局部為角礫狀灰巖，灰巖質較純。厚度0 m～79 m。

峰峰組下段:上部為灰黃、灰白色薄層泥灰巖、白云質泥灰巖、泥質白云巖為主，局部夾頁巖、泥質灰巖、角礫狀白云質灰巖。厚度16 m～22 m。

中部為深灰色厚層灰巖、結晶灰巖夾泥質灰巖。厚度為8 m～9 m。

下部為淺黃、灰白色泥質灰巖夾白云質灰巖、含石膏。厚度11 m～16 m。

下段厚度40 m～42 m。峰峰組厚度40 m～120 m。

2)石炭系中統本溪組(Cb2):以灰、深灰色頁巖、粘土質頁巖、砂質頁巖為主，夾不穩定的石灰巖1層～2層。下部以鋁土巖為主。厚8 m～11 m。

3)第四系中更新統離石組沖洪積(Qpal2):棕黃～淺紅色低液限粘土，夾3層～4層鈣質結核，及幾層明顯的褐紅色古土壤，局部夾砂層，底部常有砂礫石層。厚度15 m～90 m。

4)第四系上更新統馬蘭組風積(Qeol3):淺黃、土黃、黃灰色粉質砂土，結構疏松，有白色菌絲及少量鐵銹，垂直節理發育。厚度0 m～7 m。

5)第四系全新統沖洪積(Qpal4):黃褐～灰黃粉砂土及中細砂及砂礫石層，發育于河漫灘及Ⅰ級階地。厚0 m～5 m。

2.3 地質構造

本區位于山西省東南邊部的呂梁—太行斷塊太行山塊隆西部邊緣，向西與長治新斷陷相鄰，其間的太行大斷裂是二者的分界斷裂。

太行山塊隆北半部主要表現為一個大背斜，核部出露太古界下贊皇群、上贊皇群、下元古界甘陶河群、東焦群;背斜兩翼主要為長城系上常州溝組—團山子組、寒武系、奧陶系。在昔陽縣刁把口—左權麻田一帶，由于受太行山大斷裂的強烈影響，發育了一系列與其平行的小型逆沖斷裂和相伴的不對稱的以至同斜的褶皺。在芹泉—麻田一帶，發育一系列延長不遠的走向北東的正斷層，屬太行大斷裂派生的次級壓扭性斷裂。南半部(黎城以南)總體表現為向北西傾斜的單斜構造，在平順縣西安里、石河沐一帶出現南北向斷褶帶，著名的西安里(平順—陵川)偏堿性、中基性侵入巖沿其分布，由于基底南北向斷裂活動，使沉積蓋層形成狹窄的(或隔檔式)背斜，同時，斷裂誘導了中基性巖漿的侵入，而巖漿的入侵進而使蓋層的背斜構造更加明顯，同時在兩側出現了次級南北向縱張斷裂。

長治新裂陷展布范圍大致與地理上的長治盆地相當。南東邊界為太行大斷裂，是該大斷裂于新生代呈反向發展的產物，基底埋深達200 m，向西逐漸掀斜呈箕狀。新裂陷內的地層為上第三系至第四系全新統。

太行大斷裂在山西境內展布于太行山中、南段，始于平定縣馬山以東的營莊，向南經和順松煙、左權拐兒、黎城西井、潞城、長治壺口、高平，直至晉城南嶺西南。省內長320 km，寬 2 km～6 km，北端延伸進入河北省內;南端進入河南省境內。斷裂帶的總體走向為北北東向，多表現為以主斷裂為主的一束平行的斷裂帶，并伴有一些與斷裂平行的褶皺。斷裂帶所直接影響的巖層主要有五臺超群、長城系、寒武系、奧陶系，局部地段影響了石炭系、二疊系。

斷裂南段(石梁—晉豫交界):于柏官莊東南側，長治以東地區多被新生界覆蓋;長治以南多以褶皺形式出現，主體呈倒轉復式背斜，核部出露奧陶系，兩側依次為石炭、二疊系。背斜軸面向北西傾斜，北西翼巖層傾向北西，傾角為17°～28°，東南翼巖層倒轉，巖層也向北西傾斜，傾角為32°～54°。

太行大斷裂規模較大，是沁水塊坳、太行山塊隆的分界，直接影響其兩側地層及礦產的展布。如和順—左權一線以東地區，石炭、二疊系受剝蝕而缺失;桐峪一帶，出露了五臺群變質巖。該斷裂屬于地殼斷裂。

2.4 水文地質

根據地下水的賦存條件，本區地下水可分為喀斯特水和松散巖類孔隙水。喀斯特孔洞水和喀斯特裂隙水貯存于奧陶系地層中，透水性受裂隙和喀斯特發育程度等因素影響，具有非均勻各向異性特征。松散巖類孔隙水含水層主要為新生界上第三系和第四系洪沖積粗粒類土層。地下水由兩岸向河谷，由上游向下游徑流、排泄。低液限粘土和其他粘性土層構成相對隔水層。大氣降水及基巖裂隙水是松散巖類孔隙水的主要補給來源。

3 結語

1)東莊水庫樞紐工程處于平原和山麓交接部位，工程區地形較低緩，其邊坡穩定性較好，不會存在泥石流、滑坡、崩塌等不良工程地質作用的影響。

2)壩基分布的卵石混合土和石灰巖屬于中等至強透水層。但其上有較厚的中更新統土層構成相對隔水層，建庫時沿壩軸線筑有粘土截水槽，故壩基不易產生滲漏。

3)該庫岸坡基本屬于穩定狀態，在局部范圍可產生小坍塌，但不會造成對水庫較大的安全威脅。

4)大壩左壩肩上部主要為巖質岸坡，其地層巖性主要為奧陶系中統峰峰組灰巖。節理裂隙中L1組N54°W/SW∠86°;該節理裂隙與壩軸線近于正交，比較容易形成一定的繞壩滲漏。

左壩肩下部低液限粘土屬于相對隔水層，為流土滲透變形類型，允許水力比降為0.53。故此應進行防滲處理。

5)大壩壩基表層為中更新統淺紅色低液限粘土，厚度13.6 m，低液限粘土下伏厚度大于13.7 m的第四系中更新統卵石混合土。覆蓋層卵石層上有較厚的土層構成相對隔水層，沿壩軸線筑有粘土截水槽。因此，大壩壩基不易產生滲透變形及滲漏問題。

6)大壩右壩肩為中更新統低液限粘土和低液限粉土覆蓋層，其工程地質條件較好，不會存在滲漏及滲透變形與不均勻變形等問題。

7)溢洪道基礎建基面為中更新統低液限粘土和石炭系中統本溪組砂質頁巖，邊坡與基礎的巖土體工程地質條件較好，不存在不良地質作用的影響。溢洪道年久失修，漿砌石襯砌多已風化脫落，應進行適當工程處理。