山西省長(zhǎng)治縣東莊水庫(kù)區(qū)域地質(zhì)安檢簡(jiǎn)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(kù)位于海河流域濁漳南源水系五集河支流上，壩址處于長(zhǎng)治縣西火鎮(zhèn)東莊村。地理坐標(biāo)為東徑113°09＇57″，北緯36°05＇43″。東莊水庫(kù)是一座以防洪為主，兼顧灌溉的小(1)型水庫(kù)，水庫(kù)始建于1974年10月，1975年8月竣工，總庫(kù)容278萬m3。水庫(kù)樞紐工程由大壩、溢洪道和輸水管等建筑物組成。

2 區(qū)域地質(zhì)

2.1 地形地貌

工程區(qū)位于長(zhǎng)治縣東南部，太行山脈中段的老雄山西麓，山區(qū)和平川的過渡地帶，地勢(shì)東高西低，由東向西地形逐漸降低。區(qū)內(nèi)地貌單元主要包括剝蝕中低山區(qū)、黃土丘陵區(qū)。剝蝕中低山區(qū)位于區(qū)域東部，黃土丘陵區(qū)位于區(qū)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(qū)出露的地層由老至新有:古生界奧陶系中統(tǒng)峰峰組(Of2)、石炭系中統(tǒng)本溪組(Cb2)、第四系中更新統(tǒng)沖洪積(Qpal2)、第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積(Qeol3)及第四系全新統(tǒng)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(tǒng)峰峰組(Of2):峰峰組上段:青灰、深灰色薄～中厚層灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r。底部局部為角礫狀灰?guī)r，灰?guī)r質(zhì)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?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖為主，局部夾頁(yè)巖、泥質(zhì)灰?guī)r、角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r。厚度16 m～22 m。

中部為深灰色厚層灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r。厚度為8 m～9 m。

下部為淺黃、灰白色泥質(zhì)灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r、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(tǒng)本溪組(Cb2):以灰、深灰色頁(yè)巖、粘土質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖為主，夾不穩(wěn)定的石灰?guī)r1層～2層。下部以鋁土巖為主。厚8 m～11 m。

3)第四系中更新統(tǒng)離石組沖洪積(Qpal2):棕黃～淺紅色低液限粘土，夾3層～4層鈣質(zhì)結(jié)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(tǒng)馬蘭組風(fēng)積(Qeol3):淺黃、土黃、黃灰色粉質(zhì)砂土，結(jié)構(gòu)疏松，有白色菌絲及少量鐵銹，垂直節(jié)理發(fā)育。厚度0 m～7 m。

5)第四系全新統(tǒng)沖洪積(Qpal4):黃褐～灰黃粉砂土及中細(xì)砂及砂礫石層，發(fā)育于河漫灘及Ⅰ級(jí)階地。厚0 m～5 m。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

本區(qū)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(zhǎng)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(xiàn)為一個(gè)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(zhǎng)城系上常州溝組—團(tuán)山子組、寒武系、奧陶系。在昔陽(yáng)縣刁把口—左權(quán)麻田一帶，由于受太行山大斷裂的強(qiáng)烈影響，發(fā)育了一系列與其平行的小型逆沖斷裂和相伴的不對(duì)稱的以至同斜的褶皺。在芹泉—麻田一帶，發(fā)育一系列延長(zhǎng)不遠(yuǎn)的走向北東的正斷層，屬太行大斷裂派生的次級(jí)壓扭性斷裂。南半部(黎城以南)總體表現(xiàn)為向北西傾斜的單斜構(gòu)造，在平順縣西安里、石河沐一帶出現(xiàn)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(dòng)，使沉積蓋層形成狹窄的(或隔檔式)背斜，同時(shí)，斷裂誘導(dǎo)了中基性巖漿的侵入，而巖漿的入侵進(jìn)而使蓋層的背斜構(gòu)造更加明顯，同時(shí)在兩側(cè)出現(xiàn)了次級(jí)南北向縱張斷裂。

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

太行大斷裂在山西境內(nèi)展布于太行山中、南段，始于平定縣馬山以東的營(yíng)莊，向南經(jīng)和順?biāo)蔁?、左?quán)拐兒、黎城西井、潞城、長(zhǎng)治壺口、高平，直至?xí)x城南嶺西南。省內(nèi)長(zhǎng)320 km，寬 2 km～6 km，北端延伸進(jìn)入河北省內(nèi);南端進(jìn)入河南省境內(nèi)。斷裂帶的總體走向?yàn)楸北睎|向，多表現(xiàn)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(tái)超群、長(zhǎng)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(cè)，長(zhǎng)治以東地區(qū)多被新生界覆蓋;長(zhǎng)治以南多以褶皺形式出現(xiàn)，主體呈倒轉(zhuǎn)復(fù)式背斜，核部出露奧陶系，兩側(cè)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(zhuǎn)，巖層也向北西傾斜，傾角為32°～54°。

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

2.4 水文地質(zhì)

根據(jù)地下水的賦存條件，本區(qū)地下水可分為喀斯特水和松散巖類孔隙水?？λ固乜锥此涂λ固亓严端A存于奧陶系地層中，透水性受裂隙和喀斯特發(fā)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(gòu)成相對(duì)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(bǔ)給來源。

3 結(jié)語(yǔ)

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

2)壩基分布的卵石混合土和石灰?guī)r屬于中等至強(qiáng)透水層。但其上有較厚的中更新統(tǒng)土層構(gòu)成相對(duì)隔水層，建庫(kù)時(shí)沿壩軸線筑有粘土截水槽，故壩基不易產(chǎn)生滲漏。

3)該庫(kù)岸坡基本屬于穩(wěn)定狀態(tài)，在局部范圍可產(chǎn)生小坍塌，但不會(huì)造成對(duì)水庫(kù)較大的安全威脅。

4)大壩左壩肩上部主要為巖質(zhì)岸坡，其地層巖性主要為奧陶系中統(tǒng)峰峰組灰?guī)r。節(jié)理裂隙中L1組N54°W/SW∠86°;該節(jié)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(duì)隔水層，為流土滲透變形類型，允許水力比降為0.53。故此應(yīng)進(jìn)行防滲處理。

5)大壩壩基表層為中更新統(tǒng)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(tǒng)卵石混合土。覆蓋層卵石層上有較厚的土層構(gòu)成相對(duì)隔水層，沿壩軸線筑有粘土截水槽。因此，大壩壩基不易產(chǎn)生滲透變形及滲漏問題。

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

7)溢洪道基礎(chǔ)建基面為中更新統(tǒng)低液限粘土和石炭系中統(tǒng)本溪組砂質(zhì)頁(yè)巖，邊坡與基礎(chǔ)的巖土體工程地質(zhì)條件較好，不存在不良地質(zhì)作用的影響。溢洪道年久失修，漿砌石襯砌多已風(fēng)化脫落，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)工程處理。