晋中市和顺县恋思水库库区工程地质条件

刘黎明

(晋中市水利建筑工程总公司，山西 晋中 030600)

1 工程概况

恋思水库工程是以工业和城市生活供水为主，同时兼顾灌溉与防洪等综合利用的中型水库。

工程分枢纽工程和供水工程两大部分。枢纽工程主要由大坝、溢洪道和泄洪隧洞三大件组成，设计坝型为均质土坝，坝高30.3 m，库容1 600 万 m3，为中型水库。

2 库区工程地质条件

2.1 地形地貌

恋思水库库坝区地处张翼河上游。坝址位于恋思村南约0.9 km处张翼河上，在正常蓄水位1 349 m时汇水长约5.2 km。该工程区地势北高南低，为低中山区。库区张翼河流向S30～40°W，在恋思村转向S10～20°E，河曲较发育，形成弯道。张翼河两岸岸坡坡度30°～40°，主要为基岩岸坡，右岸分布有土质岸坡，两岸高程1 375 m～1 460 m，谷底宽100 m～410 m，高程1 320 m～1 360 m，相对高差60 m～110 m，河谷断面为“U”形。库区张翼河两岸植被较好，局部分布有林地。两岸冲沟较发育，其中左岸有如意沟、史家沟、祁家沟、虎峪沟和小南沟等，右岸有长沟、干倭沟、朵沟、恋思沟和吉祥沟等。大多数冲沟沟脑有泉水，并形成冲沟基流，流量很小，但汛期有洪水。张翼河在其发展演化过程中形成两级阶地，沿该河两岸断续分布，多不对称，主要分布在凸岸，现将各阶地特征分述如下:

1)Ⅰ级堆积阶地。阶面高程1 324.0 m～1 352.0 m，阶面高河床3.0 m～8.0 m，零星分布于河流凸岸，阶面略倾向于河床及下游，一般顺河长约100 m～180 m，横向宽120 m～260 m。上部为低液限粉土，其下为卵石混合土，堆积厚度4 m～7 m。形成于全新世。

2)Ⅱ级基座阶地。基座高程1 332.0 m～1 345.0 m，一般高出河床约13 m～16 m，基座面倾向下游，零星分布于河流凸岸，顺河长60 m～100 m，横向宽30 m～70 m。上部为淡红色低液限粘土，其下为卵石混合土，堆积厚度10 m～25 m，形成于中更新世。

2.2 地层岩性

库区内出露地层为中生界三迭系陆相碎屑岩和第四系松散堆积物，现根据各地层的岩性特征从老到新分述如下:

①三迭系下统刘家沟组(Tl1):岩性下部为浅紫红色泥岩与砂岩互层，单层厚0.2 m～0.5 m，上部为浅紫红色中厚层、薄层砂岩夹泥岩、砂质泥岩，砂岩为细粒、粉粒，泥钙质胶结，粉细粒结构，块状构造，岩性较坚硬。泥岩和砂质泥岩为泥质结构，块状构造，岩性较软。厚350 m～400 m，分布于库区张翼河两岸。

②第四系中更新统洪冲积物(Qpal2):岩性为卵石混合土，结构松散，分选较差，砾卵石主要成分为砂岩等，粒径一般10 mm～20 mm，磨圆度呈次棱角状～次圆状。细粒为粉细砂，矿物成分为长石、石英、云母等，厚0.5 m～3.5 m。分布于Ⅱ级基座阶地之上。

③第四系中更新统洪积物(Q2pl):岩性为微红色低液限粘土，土质较均匀，结构较密实，含钙质结核，底部含块碎石，粒径大小不等，厚8 m～27 m，分布于两岸岸坡。

④第四系中更新统地滑堆积物(Q2del):为滑坡体，岩性主要为不规则状粉细粒、中细粒砂岩夹泥岩块体，厚0 m～20 m。分布于库区左岸岸坡。

⑤第四系上更新统洪积物(Q3pl):岩性为淡黄色低液限粘土。土质较均匀，结构松散，局部含块碎石，厚1 m～5 m。分布于库区两岸岸坡。

⑥第四系全新统坡积物(Q4dl):岩性为淡黄色含细粒土砾，角砾成分为砂岩，粒径大小悬殊，结构松散，厚0 m～5 m。分布于两岸岸坡及坡脚处。

⑦第四系全新统洪冲积物(Q4pal):岩性表层为淡黄色低液限粉土，结构松散，含植物根系，厚0 m～0.8 m。其下为卵石混合土，结构松散，分选较差，局部具架空现象，夹粉细砂和低液限粘土透镜体。砾卵石主要成分为砂岩，磨圆度呈次棱角状～次圆状，粒径一般20 mm～30 mm。细粒为中细砂，矿物成分为长石、石英、云母等。本层厚2.8 m～6 m。分布于河床、河漫滩及Ⅰ级堆积阶地处。

2.3 地质构造

库区地处太行山块隆的西侧，主要发育北北东向褶皱及断裂，库区主要发育卫沟～兔狐嘴向斜，轴向N40°E，为一略向北东倾伏的近对称向斜，北西翼岩层产状N40°E/SE∠6～16°，南东翼岩层产状N40°E/NW∠6～18°。南北向延伸长约13 km，东西向宽0.3 km～1.0 km，展布于整个库坝区。库区断裂构造不发育，仅在库区右岸发育三条断层，其中F1为正断层，产状N40°E/SE∠65～70°，断距5 m ～15 m，断层带宽 0.1 m ～0.3 m，为断层角砾，延伸长约400 m;F2为正断层，产状 N45°E/SE∠82°，断距约2 m，断层带宽约0.1 m，延伸长约100 m;F3为正断层，产状N60°E/NW∠58 ～65°，断距1.5 m，断层带宽约0.1 m，延伸长约100 m;岩体中主要发育两组节理裂隙:①N30～40°E/NW或SE∠75～85°，发育;②N40～50°W/NE 或 SW∠80～86°，较发育。靠近岸坡处节理裂隙受风化卸荷作用不同程度张开，一般宽3 mm～15 mm，无充填或充填少量岩屑，向岩体内部裂隙逐渐闭合。

2.4 水文地质

本区地下水主要接受大气降水补给，根据含水介质类型，地下水类型为碎屑岩裂隙水和松散岩类孔隙水。碎屑岩裂隙水含水层主要为三迭系下统刘家沟组中薄层状粉细砂岩，地下水主要赋存于节理裂隙和断层带中，富水性弱～较好。在库区张翼河两岸岸坡和冲沟内均分布有泉水，泉水流量较小，一般在0.01 L/s。松散岩类孔隙水含水层主要为第四系全新统洪冲积卵石混合土层，富水性受颗粒大小、级配、结构等因素制约，一般富水性较好，地下水埋藏浅，由张冀河上游向下游径流排泄，库区两岸地下水补给河水，为补给型河谷。

2.5 物理地质现象

库区物理地质现象主要有风化、滑坡。

2.5.1 风化

库区出露基岩为三迭系下统刘家沟组中薄层状粉细粒砂岩，砂质泥岩和泥岩等，砂岩岩性较坚硬，抗风化能力较强，一般强风化厚度3 m～5 m，砂质泥岩和泥岩岩性较软，抗风化能力差，一般强风化厚度3 m～8 m。

2.5.2 滑坡

在库区左岸分布有Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ及Ⅳ四个顺层基岩滑坡，各滑坡的特征见表1，库区左岸集中分布这些滑坡有其特定的地质条件。其形成的主要原因有以下两点:

1)滑坡均位于库区卫沟～兔狐嘴向斜的南东翼，岩层均倾向河谷，倾角6°～14°，而库区张翼河流向大致为NE向，基本为纵向河谷，左岸为顺向岸坡。

2)左岸岩体中主要发育两组节理裂隙，北东向节理裂隙与河流近于平行，构成滑坡后缘切割面，北西向节理裂隙和冲沟构成侧向切割面，河谷为临空面，岩体中泥岩、砂质泥岩夹层为滑动面。

上述为滑坡形成的基本地形地质条件。库区张翼河在其发展演化的过程中，主流靠近左岸，形成冲刷淘蚀岸，并不断冲刷左岸岸坡坡脚。左岸地下水沿节理裂隙渗流至泥岩或砂质泥岩岩层顶面时，因其隔水受阻，地下水沿泥岩或砂质泥岩的顶面渗流，并向河谷排泄，且在岸坡下部有地下水溢出，在地下水的长期渗流作用下，泥岩或砂质泥岩夹层不断软化，并在近岸坡处产生泥化，其抗剪强度不断减弱，加之岸坡岩体受风化、卸荷作用，北东和北西向节理裂隙不断张开，后缘和侧向结构面进一步形成，在地震或暴雨等外界突发条件的进一步作用下，左岸岸坡岩体在重力作用下向河谷临空面产生滑动，形成了库区左岸Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ号滑坡，这些滑坡均为牵引顺层滑坡。而且滑坡体上及后缘圈沟内均堆积了上更新统洪积低液限粉土和中更新统洪积微红色低液限粘土，说明该滑坡形成于中更新世早期，为古滑坡。特别是Ⅰ号滑坡，其前缘滑坡体组成张翼河左岸岸坡，坡度35°～40°，在重力和河水的冲刷下，滑坡体前缘局部发生坍塌，该滑坡前缘在近代有一定活动。

表1 库区滑坡特征表

3 结语

水库正常蓄水位1 349 m时，库区淹没恋思村和长沟村两个自然村，以及库区左岸和顺县城至昔阳公路。浸没主要发生在库尾寺上村处，浸没影响较小，主要为库尾耕地。