晉中市和順縣戀思水庫(kù)庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件

劉黎明

(晉中市水利建筑工程總公司，山西 晉中 030600)

1 工程概況

戀思水庫(kù)工程是以工業(yè)和城市生活供水為主，同時(shí)兼顧灌溉與防洪等綜合利用的中型水庫(kù)。

工程分樞紐工程和供水工程兩大部分。樞紐工程主要由大壩、溢洪道和泄洪隧洞三大件組成，設(shè)計(jì)壩型為均質(zhì)土壩，壩高30.3 m，庫(kù)容1 600 萬(wàn) m3，為中型水庫(kù)。

2 庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

戀思水庫(kù)庫(kù)壩區(qū)地處張翼河上游。壩址位于戀思村南約0.9 km處張翼河上，在正常蓄水位1 349 m時(shí)匯水長(zhǎng)約5.2 km。該工程區(qū)地勢(shì)北高南低，為低中山區(qū)。庫(kù)區(qū)張翼河流向S30～40°W，在戀思村轉(zhuǎn)向S10～20°E，河曲較發(fā)育，形成彎道。張翼河兩岸岸坡坡度30°～40°，主要為基巖岸坡，右岸分布有土質(zhì)岸坡，兩岸高程1 375 m～1 460 m，谷底寬100 m～410 m，高程1 320 m～1 360 m，相對(duì)高差60 m～110 m，河谷斷面為“U”形。庫(kù)區(qū)張翼河兩岸植被較好，局部分布有林地。兩岸沖溝較發(fā)育，其中左岸有如意溝、史家溝、祁家溝、虎峪溝和小南溝等，右岸有長(zhǎng)溝、干倭溝、朵溝、戀思溝和吉祥溝等。大多數(shù)沖溝溝腦有泉水，并形成沖溝基流，流量很小，但汛期有洪水。張翼河在其發(fā)展演化過(guò)程中形成兩級(jí)階地，沿該河兩岸斷續(xù)分布，多不對(duì)稱，主要分布在凸岸，現(xiàn)將各階地特征分述如下:

1)Ⅰ級(jí)堆積階地。階面高程1 324.0 m～1 352.0 m，階面高河床3.0 m～8.0 m，零星分布于河流凸岸，階面略傾向于河床及下游，一般順河長(zhǎng)約100 m～180 m，橫向?qū)?20 m～260 m。上部為低液限粉土，其下為卵石混合土，堆積厚度4 m～7 m。形成于全新世。

2)Ⅱ級(jí)基座階地。基座高程1 332.0 m～1 345.0 m，一般高出河床約13 m～16 m，基座面傾向下游，零星分布于河流凸岸，順河長(zhǎng)60 m～100 m，橫向?qū)?0 m～70 m。上部為淡紅色低液限粘土，其下為卵石混合土，堆積厚度10 m～25 m，形成于中更新世。

2.2 地層巖性

庫(kù)區(qū)內(nèi)出露地層為中生界三迭系陸相碎屑巖和第四系松散堆積物，現(xiàn)根據(jù)各地層的巖性特征從老到新分述如下:

①三迭系下統(tǒng)劉家溝組(Tl1):巖性下部為淺紫紅色泥巖與砂巖互層，單層厚0.2 m～0.5 m，上部為淺紫紅色中厚層、薄層砂巖夾泥巖、砂質(zhì)泥巖，砂巖為細(xì)粒、粉粒，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖性較堅(jiān)硬。泥巖和砂質(zhì)泥巖為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖性較軟。厚350 m～400 m，分布于庫(kù)區(qū)張翼河兩岸。

②第四系中更新統(tǒng)洪沖積物(Qpal2):巖性為卵石混合土，結(jié)構(gòu)松散，分選較差，礫卵石主要成分為砂巖等，粒徑一般10 mm～20 mm，磨圓度呈次棱角狀～次圓狀。細(xì)粒為粉細(xì)砂，礦物成分為長(zhǎng)石、石英、云母等，厚0.5 m～3.5 m。分布于Ⅱ級(jí)基座階地之上。

③第四系中更新統(tǒng)洪積物(Q2pl):巖性為微紅色低液限粘土，土質(zhì)較均勻，結(jié)構(gòu)較密實(shí)，含鈣質(zhì)結(jié)核，底部含塊碎石，粒徑大小不等，厚8 m～27 m，分布于兩岸岸坡。

④第四系中更新統(tǒng)地滑堆積物(Q2del):為滑坡體，巖性主要為不規(guī)則狀粉細(xì)粒、中細(xì)粒砂巖夾泥巖塊體，厚0 m～20 m。分布于庫(kù)區(qū)左岸岸坡。

⑤第四系上更新統(tǒng)洪積物(Q3pl):巖性為淡黃色低液限粘土。土質(zhì)較均勻，結(jié)構(gòu)松散，局部含塊碎石，厚1 m～5 m。分布于庫(kù)區(qū)兩岸岸坡。

⑥第四系全新統(tǒng)坡積物(Q4dl):巖性為淡黃色含細(xì)粒土礫，角礫成分為砂巖，粒徑大小懸殊，結(jié)構(gòu)松散，厚0 m～5 m。分布于兩岸岸坡及坡腳處。

⑦第四系全新統(tǒng)洪沖積物(Q4pal):巖性表層為淡黃色低液限粉土，結(jié)構(gòu)松散，含植物根系，厚0 m～0.8 m。其下為卵石混合土，結(jié)構(gòu)松散，分選較差，局部具架空現(xiàn)象，夾粉細(xì)砂和低液限粘土透鏡體。礫卵石主要成分為砂巖，磨圓度呈次棱角狀～次圓狀，粒徑一般20 mm～30 mm。細(xì)粒為中細(xì)砂，礦物成分為長(zhǎng)石、石英、云母等。本層厚2.8 m～6 m。分布于河床、河漫灘及Ⅰ級(jí)堆積階地處。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

庫(kù)區(qū)地處太行山塊隆的西側(cè)，主要發(fā)育北北東向褶皺及斷裂，庫(kù)區(qū)主要發(fā)育衛(wèi)溝～兔狐嘴向斜，軸向N40°E，為一略向北東傾伏的近對(duì)稱向斜，北西翼巖層產(chǎn)狀N40°E/SE∠6～16°，南東翼巖層產(chǎn)狀N40°E/NW∠6～18°。南北向延伸長(zhǎng)約13 km，東西向?qū)?.3 km～1.0 km，展布于整個(gè)庫(kù)壩區(qū)。庫(kù)區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅在庫(kù)區(qū)右岸發(fā)育三條斷層，其中F1為正斷層，產(chǎn)狀N40°E/SE∠65～70°，斷距5 m ～15 m，斷層帶寬 0.1 m ～0.3 m，為斷層角礫，延伸長(zhǎng)約400 m;F2為正斷層，產(chǎn)狀 N45°E/SE∠82°，斷距約2 m，斷層帶寬約0.1 m，延伸長(zhǎng)約100 m;F3為正斷層，產(chǎn)狀N60°E/NW∠58 ～65°，斷距1.5 m，斷層帶寬約0.1 m，延伸長(zhǎng)約100 m;巖體中主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙:①N30～40°E/NW或SE∠75～85°，發(fā)育;②N40～50°W/NE 或 SW∠80～86°，較發(fā)育。靠近岸坡處節(jié)理裂隙受風(fēng)化卸荷作用不同程度張開(kāi)，一般寬3 mm～15 mm，無(wú)充填或充填少量巖屑，向巖體內(nèi)部裂隙逐漸閉合。

2.4 水文地質(zhì)

本區(qū)地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，根據(jù)含水介質(zhì)類型，地下水類型為碎屑巖裂隙水和松散巖類孔隙水。碎屑巖裂隙水含水層主要為三迭系下統(tǒng)劉家溝組中薄層狀粉細(xì)砂巖，地下水主要賦存于節(jié)理裂隙和斷層帶中，富水性弱～較好。在庫(kù)區(qū)張翼河兩岸岸坡和沖溝內(nèi)均分布有泉水，泉水流量較小，一般在0.01 L/s。松散巖類孔隙水含水層主要為第四系全新統(tǒng)洪沖積卵石混合土層，富水性受顆粒大小、級(jí)配、結(jié)構(gòu)等因素制約，一般富水性較好，地下水埋藏淺，由張冀河上游向下游徑流排泄，庫(kù)區(qū)兩岸地下水補(bǔ)給河水，為補(bǔ)給型河谷。

2.5 物理地質(zhì)現(xiàn)象

庫(kù)區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象主要有風(fēng)化、滑坡。

2.5.1 風(fēng)化

庫(kù)區(qū)出露基巖為三迭系下統(tǒng)劉家溝組中薄層狀粉細(xì)粒砂巖，砂質(zhì)泥巖和泥巖等，砂巖巖性較堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，一般強(qiáng)風(fēng)化厚度3 m～5 m，砂質(zhì)泥巖和泥巖巖性較軟，抗風(fēng)化能力差，一般強(qiáng)風(fēng)化厚度3 m～8 m。

2.5.2 滑坡

在庫(kù)區(qū)左岸分布有Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ及Ⅳ四個(gè)順層基巖滑坡，各滑坡的特征見(jiàn)表1，庫(kù)區(qū)左岸集中分布這些滑坡有其特定的地質(zhì)條件。其形成的主要原因有以下兩點(diǎn):

1)滑坡均位于庫(kù)區(qū)衛(wèi)溝～兔狐嘴向斜的南東翼，巖層均傾向河谷，傾角6°～14°，而庫(kù)區(qū)張翼河流向大致為NE向，基本為縱向河谷，左岸為順向岸坡。

2)左岸巖體中主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙，北東向節(jié)理裂隙與河流近于平行，構(gòu)成滑坡后緣切割面，北西向節(jié)理裂隙和沖溝構(gòu)成側(cè)向切割面，河谷為臨空面，巖體中泥巖、砂質(zhì)泥巖夾層為滑動(dòng)面。

上述為滑坡形成的基本地形地質(zhì)條件。庫(kù)區(qū)張翼河在其發(fā)展演化的過(guò)程中，主流靠近左岸，形成沖刷淘蝕岸，并不斷沖刷左岸岸坡坡腳。左岸地下水沿節(jié)理裂隙滲流至泥巖或砂質(zhì)泥巖巖層頂面時(shí)，因其隔水受阻，地下水沿泥巖或砂質(zhì)泥巖的頂面滲流，并向河谷排泄，且在岸坡下部有地下水溢出，在地下水的長(zhǎng)期滲流作用下，泥巖或砂質(zhì)泥巖夾層不斷軟化，并在近岸坡處產(chǎn)生泥化，其抗剪強(qiáng)度不斷減弱，加之岸坡巖體受風(fēng)化、卸荷作用，北東和北西向節(jié)理裂隙不斷張開(kāi)，后緣和側(cè)向結(jié)構(gòu)面進(jìn)一步形成，在地震或暴雨等外界突發(fā)條件的進(jìn)一步作用下，左岸岸坡巖體在重力作用下向河谷臨空面產(chǎn)生滑動(dòng)，形成了庫(kù)區(qū)左岸Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ號(hào)滑坡，這些滑坡均為牽引順層滑坡。而且滑坡體上及后緣圈溝內(nèi)均堆積了上更新統(tǒng)洪積低液限粉土和中更新統(tǒng)洪積微紅色低液限粘土，說(shuō)明該滑坡形成于中更新世早期，為古滑坡。特別是Ⅰ號(hào)滑坡，其前緣滑坡體組成張翼河左岸岸坡，坡度35°～40°，在重力和河水的沖刷下，滑坡體前緣局部發(fā)生坍塌，該滑坡前緣在近代有一定活動(dòng)。

表1 庫(kù)區(qū)滑坡特征表

3 結(jié)語(yǔ)

水庫(kù)正常蓄水位1 349 m時(shí)，庫(kù)區(qū)淹沒(méi)戀思村和長(zhǎng)溝村兩個(gè)自然村，以及庫(kù)區(qū)左岸和順縣城至昔陽(yáng)公路。浸沒(méi)主要發(fā)生在庫(kù)尾寺上村處，浸沒(méi)影響較小，主要為庫(kù)尾耕地。