晉中市和順縣戀思水庫庫區工程地質條件

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

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

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，設計壩型為均質土壩，壩高30.3 m，庫容1 600 萬 m3，為中型水庫。

2 庫區工程地質條件

2.1 地形地貌

戀思水庫庫壩區地處張翼河上游。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時匯水長約5.2 km。該工程區地勢北高南低，為低中山區。庫區張翼河流向S30～40°W，在戀思村轉向S10～20°E，河曲較發育，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，相對高差60 m～110 m，河谷斷面為“U”形。庫區張翼河兩岸植被較好，局部分布有林地。兩岸沖溝較發育，其中左岸有如意溝、史家溝、祁家溝、虎峪溝和小南溝等，右岸有長溝、干倭溝、朵溝、戀思溝和吉祥溝等。大多數沖溝溝腦有泉水，并形成沖溝基流，流量很小，但汛期有洪水。張翼河在其發展演化過程中形成兩級階地，沿該河兩岸斷續分布，多不對稱，主要分布在凸岸，現將各階地特征分述如下:

1)Ⅰ級堆積階地。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，一般順河長約100 m～180 m，橫向寬120 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60 m～100 m，橫向寬30 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

庫區內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，現根據各地層的巖性特征從老到新分述如下:

①三迭系下統劉家溝組(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、砂質泥巖，砂巖為細粒、粉粒，泥鈣質膠結，粉細粒結構，塊狀構造，巖性較堅硬。泥巖和砂質泥巖為泥質結構，塊狀構造，巖性較軟。厚350 m～400 m，分布于庫區張翼河兩岸。

②第四系中更新統洪沖積物(Qpal2):巖性為卵石混合土，結構松散，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。細粒為粉細砂，礦物成分為長石、石英、云母等，厚0.5 m～3.5 m。分布于Ⅱ級基座階地之上。

③第四系中更新統洪積物(Q2pl):巖性為微紅色低液限粘土，土質較均勻，結構較密實，含鈣質結核，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第四系中更新統地滑堆積物(Q2del):為滑坡體，巖性主要為不規則狀粉細粒、中細粒砂巖夾泥巖塊體，厚0 m～20 m。分布于庫區左岸岸坡。

⑤第四系上更新統洪積物(Q3pl):巖性為淡黃色低液限粘土。土質較均勻，結構松散，局部含塊碎石，厚1 m～5 m。分布于庫區兩岸岸坡。

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

⑦第四系全新統洪沖積物(Q4pal):巖性表層為淡黃色低液限粉土，結構松散，含植物根系，厚0 m～0.8 m。其下為卵石混合土，結構松散，分選較差，局部具架空現象，夾粉細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。細粒為中細砂，礦物成分為長石、石英、云母等。本層厚2.8 m～6 m。分布于河床、河漫灘及Ⅰ級堆積階地處。

2.3 地質構造

庫區地處太行山塊隆的西側，主要發育北北東向褶皺及斷裂，庫區主要發育衛溝～兔狐嘴向斜，軸向N40°E，為一略向北東傾伏的近對稱向斜，北西翼巖層產狀N40°E/SE∠6～16°，南東翼巖層產狀N40°E/NW∠6～18°。南北向延伸長約13 km，東西向寬0.3 km～1.0 km，展布于整個庫壩區。庫區斷裂構造不發育，僅在庫區右岸發育三條斷層，其中F1為正斷層，產狀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，延伸長約400 m;F2為正斷層，產狀 N45°E/SE∠82°，斷距約2 m，斷層帶寬約0.1 m，延伸長約100 m;F3為正斷層，產狀N60°E/NW∠58 ～65°，斷距1.5 m，斷層帶寬約0.1 m，延伸長約100 m;巖體中主要發育兩組節理裂隙:①N30～40°E/NW或SE∠75～85°，發育;②N40～50°W/NE 或 SW∠80～86°，較發育。靠近岸坡處節理裂隙受風化卸荷作用不同程度張開，一般寬3 mm～15 mm，無充填或充填少量巖屑，向巖體內部裂隙逐漸閉合。

2.4 水文地質

本區地下水主要接受大氣降水補給，根據含水介質類型，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劉家溝組中薄層狀粉細砂巖，地下水主要賦存于節理裂隙和斷層帶中，富水性弱～較好。在庫區張翼河兩岸岸坡和沖溝內均分布有泉水，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洪沖積卵石混合土層，富水性受顆粒大小、級配、結構等因素制約，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，庫區兩岸地下水補給河水，為補給型河谷。

2.5 物理地質現象

庫區物理地質現象主要有風化、滑坡。

2.5.1 風化

庫區出露基巖為三迭系下統劉家溝組中薄層狀粉細粒砂巖，砂質泥巖和泥巖等，砂巖巖性較堅硬，抗風化能力較強，一般強風化厚度3 m～5 m，砂質泥巖和泥巖巖性較軟，抗風化能力差，一般強風化厚度3 m～8 m。

2.5.2 滑坡

在庫區左岸分布有Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ及Ⅳ四個順層基巖滑坡，各滑坡的特征見表1，庫區左岸集中分布這些滑坡有其特定的地質條件。其形成的主要原因有以下兩點:

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

2)左岸巖體中主要發育兩組節理裂隙，北東向節理裂隙與河流近于平行，構成滑坡后緣切割面，北西向節理裂隙和沖溝構成側向切割面，河谷為臨空面，巖體中泥巖、砂質泥巖夾層為滑動面。

上述為滑坡形成的基本地形地質條件。庫區張翼河在其發展演化的過程中，主流靠近左岸，形成沖刷淘蝕岸，并不斷沖刷左岸岸坡坡腳。左岸地下水沿節理裂隙滲流至泥巖或砂質泥巖巖層頂面時，因其隔水受阻，地下水沿泥巖或砂質泥巖的頂面滲流，并向河谷排泄，且在岸坡下部有地下水溢出，在地下水的長期滲流作用下，泥巖或砂質泥巖夾層不斷軟化，并在近岸坡處產生泥化，其抗剪強度不斷減弱，加之岸坡巖體受風化、卸荷作用，北東和北西向節理裂隙不斷張開，后緣和側向結構面進一步形成，在地震或暴雨等外界突發條件的進一步作用下，左岸岸坡巖體在重力作用下向河谷臨空面產生滑動，形成了庫區左岸Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ號滑坡，這些滑坡均為牽引順層滑坡。而且滑坡體上及后緣圈溝內均堆積了上更新統洪積低液限粉土和中更新統洪積微紅色低液限粘土，說明該滑坡形成于中更新世早期，為古滑坡。特別是Ⅰ號滑坡，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，滑坡體前緣局部發生坍塌，該滑坡前緣在近代有一定活動。

表1 庫區滑坡特征表

3 結語

水庫正常蓄水位1 349 m時，庫區淹沒戀思村和長溝村兩個自然村，以及庫區左岸和順縣城至昔陽公路。浸沒主要發生在庫尾寺上村處，浸沒影響較小，主要為庫尾耕地。