龍門渠引水工程地質(zhì)分析與評價

王毅青

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

龍門渠引水工程地質(zhì)分析與評價

王毅青

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

介紹了龍門渠引水工程概況，在前期大量工程地質(zhì)勘測以及匯總資料的基礎(chǔ)上，對工程區(qū)域地形地貌、水文地質(zhì)及物理地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行了分析與評價，指出工程的興建將對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展和解決水資源短缺問題起到積極作用。

地形地貌；物理地質(zhì)；引水工程；龍門渠

1 工程概況

交城縣總面積1 822.11 km2，擁有著名的關(guān)帝山林場和豐富的礦產(chǎn)資源，是呂梁地區(qū)的能源化工基地。隨著地區(qū)城市化進(jìn)程的加快和工業(yè)園區(qū)的建設(shè)，水資源短缺的狀況嚴(yán)重制約了地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，開辟新水源成為首要任務(wù)。交城縣龍門渠引水工程的興建，將會對該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和解決水資源短缺現(xiàn)狀產(chǎn)生積極的作用。

龍門渠引水工程位于山西省晉中盆地西部邊緣，交城縣中部。工程建設(shè)主要目的是解決交城縣工業(yè)及生活用水。工程從文峪河中游處龍門口筑壩引水，經(jīng)文峪河北岸東行至西冶川溝東側(cè)流入引水隧洞，于石樹溝處出洞后經(jīng)PCCP管引入末端蓄水池，總線路長31.47 km。工程主要由取水樞紐、輸水箱涵、輸水倒虹吸、隧洞、輸水埋涵、PCCP壓力管線及附屬建筑物等組成。

工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ級。其壩型選擇為漿砌石重力壩（溢流壩），設(shè)計引水流量1.0m3/s，年供水量1 919萬m3，供水保證率95%。

2 區(qū)域地質(zhì)分析及評價

2.1 地形地貌

2.1.1 剝蝕變質(zhì)巖低中山區(qū)

剝蝕變質(zhì)巖低中山區(qū)分布于水峪貫、西社、半峪以西，位于呂梁山背斜中段，主要出露太古界中深變質(zhì)巖，其東部邊緣條帶狀分布寒武、奧陶系碳酸鹽巖。該區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動和長期風(fēng)化剝蝕，受新構(gòu)造運動控制，全區(qū)緩慢上升，外動力地質(zhì)作用以剝蝕為主，形成了山高谷深、峰巒疊嶂的地貌景觀，地勢總體為西北高，東南低，地面標(biāo)高1 000～2 000m，溝谷切割深度200～400m，山體陡峻，山谷呈“V”字型。

2.1.2 侵蝕剝蝕砂頁巖低中山區(qū)

侵蝕剝蝕砂頁巖低中山區(qū)分布于水峪貫、西社、半峪以東，交城斷裂帶以北的廣大區(qū)域，由石炭、二疊、三疊系砂頁巖組成，地面標(biāo)高800～1 500m，切割深度200～300m，地形西北高，東南低，大致以800m等高線為界與盆地區(qū)分界。新構(gòu)造運動以來，該區(qū)呈間歇性上升，侵蝕剝蝕作用顯著，山梁與溝谷平行分布，基巖裸露，溝谷發(fā)育，地形破碎，溝深坡陡，溝谷多呈“V”字型，部分呈“U”字型，區(qū)內(nèi)殘留有三級夷平面，標(biāo)高分別為950m左右、1 100m左右和1 300m左右，分別由大致等高的山頭和平行分布的梁狀地形構(gòu)成。第四紀(jì)上更新世以來，切割深度大于100m。

2.1.3 侵蝕堆積沖洪積扇（裙）區(qū)

侵蝕堆積沖洪積扇（裙）區(qū)沿邊山分布于盆地邊緣，由數(shù)十個大小不等的沖洪積扇毗連而成，地面標(biāo)高760～800m，總體上看地形較為平坦開闊，由盆地邊緣向中心微微傾斜，地面縱坡角上部5°～8°，下部3°～5°，橫向上地形呈波狀起伏。該區(qū)以堆積作用為主，堆積物主要為砂礫石及低液限黏土。新構(gòu)造運動以來沉降幅度達(dá)2 000～3 000m，由盆地邊緣向中心逐級加深。

2.1.4 堆積侵蝕山間河谷區(qū)

堆積侵蝕山間河谷區(qū)主要指文峪河、磁窯河及瓦窯河山間河谷地段。文峪河河谷區(qū)地形較為開闊，河床兩側(cè)發(fā)育有不對稱的漫灘，分別高出河床約2.5m及1m，發(fā)育寬度50～700m，河床縱坡降7‰～8‰；磁窯河、瓦窯河河谷區(qū)河床及漫灘寬100～300m，河床縱坡降30‰左右，局部可見殘留的基座階地。

2.1.5 沖積平原區(qū)

沖積平原區(qū)分布于沖洪積扇（裙）區(qū)東南側(cè)，地形平坦開闊，松散層沉積厚度2 000～4 000m。

2.2 物理地質(zhì)現(xiàn)象

研究區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象主要有基巖風(fēng)化、巖溶和滑坡等幾類。

2.2.1 基巖風(fēng)化

地層巖性及其組合、構(gòu)造條件是影響巖體風(fēng)化程度的主要因素。變質(zhì)巖及碳酸鹽巖類，礦物顆粒細(xì)小而均勻，結(jié)構(gòu)致密，風(fēng)化程度弱，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度一般1～4m；砂巖類抗風(fēng)化能力稍弱，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度一般3～5m；泥巖砂巖互為夾層地段，巖體抗風(fēng)化能力較弱，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度一般4～8m；泥（頁）巖抗風(fēng)化能力弱，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度一般5～10m。

2.2.2 巖溶

碳酸鹽巖地層僅在研究區(qū)西端龍門口及交城縣水泥廠北一帶出露，地表所見溶洞多沿層面發(fā)育，形態(tài)以半橢球形居多，大者洞口直徑2.5～3m，洞深3m，小者洞口直徑0.5～1m，洞深1.5m，部分為不規(guī)則形。洞壁凸凹不平，并可見少量石鐘乳。其余地段碳酸鹽巖大多深埋地下，據(jù)有關(guān)資料，僅可見溶孔、溶隙和小溶洞，巖溶不甚發(fā)育。

2.2.3 滑坡

研究區(qū)內(nèi)滑坡不發(fā)育，較大的土質(zhì)滑坡僅有1處，巖質(zhì)滑坡有2處。土質(zhì)滑坡位于沙溝村北的麻子溝西岸，滑坡發(fā)生在低液限粉土中，規(guī)模為50m×20m×15m，垂直落距1～2m，滑動面為土與基巖接觸面，該滑坡仍有繼續(xù)滑動的可能；巖質(zhì)滑坡一處發(fā)生在社堂舊村西南溝谷中，滑坡體呈扇形，滑坡后壁高12～15m，規(guī)模為30m×20m×12m。另一處發(fā)生在石壁水庫東北的溝谷中，滑坡體規(guī)模為20m×1m×5m。發(fā)生在滑坡的巖層均為砂巖與泥巖互層。

2.3 礦產(chǎn)

區(qū)域內(nèi)具有工業(yè)價值的主要礦產(chǎn)為煤，磁窯河以西煤層埋藏深度大，以東煤層埋藏淺?；鹕矫旱V、四尺溝煤礦、狼溝煤礦、聚鑫煤礦及一些小煤礦已經(jīng)開采（多數(shù)已關(guān)閉）。本工程不經(jīng)過這些煤礦。

2.4 地層巖性

工程區(qū)出露的地層有太古界界河口群，古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，中生界三疊系及新生界第四系?，F(xiàn)就其地層巖性分布及其特征由老到新簡述如下。

2.4.1 太古界界河口群

要想保證混凝土灌注作業(yè)處于連續(xù)狀態(tài)，應(yīng)在初灌的時候，澆搗后期所需要使用的混凝土。需要注意的是，澆搗的動作不應(yīng)影響到導(dǎo)管的埋深，并將埋入深度控制于2～6m之間。一旦超出了具體的范圍，就要將導(dǎo)管進(jìn)行提升處理。而在混凝土抵達(dá)鋼筋籠底部的時候，應(yīng)適當(dāng)?shù)販p緩灌注的速度，以免因混凝土上升速度過快所形成的沖擊力對灌注的效果帶來影響。

該群地層出露于測區(qū)西端龍門口以西，其巖性為一套混合巖化黑云斜長片麻巖、麻粒巖、混合花崗巖及石英巖，區(qū)內(nèi)該地層厚度大于200m。

2.4.2 古生界

寒武系小面積分布于工程區(qū)西端龍門口附近，為徐莊組、張夏組、崮山組、長山組和鳳山組地層。其與下伏界河口群地層呈角度不整合接觸。

奧陶系區(qū)內(nèi)西端出露有下統(tǒng)冶里組、亮甲山組；中統(tǒng)下馬家溝組、上馬家溝組，一般缺失峰峰組，峰峰組中下部地層僅出露于交城縣水泥廠北。

石炭系多分布于東部的磁窯河至火山溝和工程區(qū)西端一帶，可分為中統(tǒng)本溪組和上統(tǒng)太原組及山西組。該地層與下伏奧陶系地層呈平行不整合接觸，在區(qū)內(nèi)西端與奧陶系上馬家溝組地層呈斷層接觸。

二疊系地層于測區(qū)西部和東部大面積出露，地層發(fā)育較全，分下統(tǒng)下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組及石千峰組。其與下伏石炭系地層呈整合接觸。

2.4.3 中生界

該地層廣泛出露于測區(qū)中西部（大巖頭—楊家底一帶）。

2.4.4 新生界

該工程區(qū)出露有第四系上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)地層，其主要分布于盆地邊緣及在山區(qū)有零星分布。中更新統(tǒng)地層分布于盆地區(qū)上更新統(tǒng)地層之下，地表一般無出露。

3 結(jié)論

工程區(qū)基本地震動峰值加速度值為0.15 g，地震動反應(yīng)譜特征周期值為0.40 s，地震基本烈度為Ⅶ度。

引水工程要綜合考慮上述所討論的地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地震基本烈度及物理地質(zhì)現(xiàn)象對引水工程建筑物的影響，確保工程正常有序運行。

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］C ［

］1004-7042（2016）09-0039-02

王毅青（1983-），男，2012年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）土木工程（建筑工程）專業(yè)，助理工程師。

2016-07-10；

2016-08-14