山西省长治县东庄水库区域地质安检简析

李宝生

(山西省水利建筑工程局，山西太原 030006)

1 工程概况

东庄水库位于海河流域浊漳南源水系五集河支流上，坝址处于长治县西火镇东庄村。地理坐标为东径113°09＇57″，北纬36°05＇43″。东庄水库是一座以防洪为主，兼顾灌溉的小(1)型水库，水库始建于1974年10月，1975年8月竣工，总库容278万m3。水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水管等建筑物组成。

2 区域地质

2.1 地形地貌

工程区位于长治县东南部，太行山脉中段的老雄山西麓，山区和平川的过渡地带，地势东高西低，由东向西地形逐渐降低。区内地貌单元主要包括剥蚀中低山区、黄土丘陵区。剥蚀中低山区位于区域东部，黄土丘陵区位于区域西部，以黄土丘陵为主，呈缓坡地形，一般海拔1 000 m以上。

2.2 地层岩性

本区出露的地层由老至新有:古生界奥陶系中统峰峰组(Of2)、石炭系中统本溪组(Cb2)、第四系中更新统冲洪积(Qpal2)、第四系上更新统风积(Qeol3)及第四系全新统冲洪积堆积(Qpal4)。各地层岩性特征分述如下:

1)古生界奥陶系中统峰峰组(Of2):峰峰组上段:青灰、深灰色薄～中厚层灰岩，白云质灰岩。底部局部为角砾状灰岩，灰岩质较纯。厚度0 m～79 m。

峰峰组下段:上部为灰黄、灰白色薄层泥灰岩、白云质泥灰岩、泥质白云岩为主，局部夹页岩、泥质灰岩、角砾状白云质灰岩。厚度16 m～22 m。

中部为深灰色厚层灰岩、结晶灰岩夹泥质灰岩。厚度为8 m～9 m。

下部为浅黄、灰白色泥质灰岩夹白云质灰岩、含石膏。厚度11 m～16 m。

下段厚度40 m～42 m。峰峰组厚度40 m～120 m。

2)石炭系中统本溪组(Cb2):以灰、深灰色页岩、粘土质页岩、砂质页岩为主，夹不稳定的石灰岩1层～2层。下部以铝土岩为主。厚8 m～11 m。

3)第四系中更新统离石组冲洪积(Qpal2):棕黄～浅红色低液限粘土，夹3层～4层钙质结核，及几层明显的褐红色古土壤，局部夹砂层，底部常有砂砾石层。厚度15 m～90 m。

4)第四系上更新统马兰组风积(Qeol3):浅黄、土黄、黄灰色粉质砂土，结构疏松，有白色菌丝及少量铁锈，垂直节理发育。厚度0 m～7 m。

5)第四系全新统冲洪积(Qpal4):黄褐～灰黄粉砂土及中细砂及砂砾石层，发育于河漫滩及Ⅰ级阶地。厚0 m～5 m。

2.3 地质构造

本区位于山西省东南边部的吕梁—太行断块太行山块隆西部边缘，向西与长治新断陷相邻，其间的太行大断裂是二者的分界断裂。

太行山块隆北半部主要表现为一个大背斜，核部出露太古界下赞皇群、上赞皇群、下元古界甘陶河群、东焦群;背斜两翼主要为长城系上常州沟组—团山子组、寒武系、奥陶系。在昔阳县刁把口—左权麻田一带，由于受太行山大断裂的强烈影响，发育了一系列与其平行的小型逆冲断裂和相伴的不对称的以至同斜的褶皱。在芹泉—麻田一带，发育一系列延长不远的走向北东的正断层，属太行大断裂派生的次级压扭性断裂。南半部(黎城以南)总体表现为向北西倾斜的单斜构造，在平顺县西安里、石河沐一带出现南北向断褶带，著名的西安里(平顺—陵川)偏碱性、中基性侵入岩沿其分布，由于基底南北向断裂活动，使沉积盖层形成狭窄的(或隔档式)背斜，同时，断裂诱导了中基性岩浆的侵入，而岩浆的入侵进而使盖层的背斜构造更加明显，同时在两侧出现了次级南北向纵张断裂。

长治新裂陷展布范围大致与地理上的长治盆地相当。南东边界为太行大断裂，是该大断裂于新生代呈反向发展的产物，基底埋深达200 m，向西逐渐掀斜呈箕状。新裂陷内的地层为上第三系至第四系全新统。

太行大断裂在山西境内展布于太行山中、南段，始于平定县马山以东的营庄，向南经和顺松烟、左权拐儿、黎城西井、潞城、长治壶口、高平，直至晋城南岭西南。省内长320 km，宽 2 km～6 km，北端延伸进入河北省内;南端进入河南省境内。断裂带的总体走向为北北东向，多表现为以主断裂为主的一束平行的断裂带，并伴有一些与断裂平行的褶皱。断裂带所直接影响的岩层主要有五台超群、长城系、寒武系、奥陶系，局部地段影响了石炭系、二叠系。

断裂南段(石梁—晋豫交界):于柏官庄东南侧，长治以东地区多被新生界覆盖;长治以南多以褶皱形式出现，主体呈倒转复式背斜，核部出露奥陶系，两侧依次为石炭、二叠系。背斜轴面向北西倾斜，北西翼岩层倾向北西，倾角为17°～28°，东南翼岩层倒转，岩层也向北西倾斜，倾角为32°～54°。

太行大断裂规模较大，是沁水块坳、太行山块隆的分界，直接影响其两侧地层及矿产的展布。如和顺—左权一线以东地区，石炭、二叠系受剥蚀而缺失;桐峪一带，出露了五台群变质岩。该断裂属于地壳断裂。

2.4 水文地质

根据地下水的赋存条件，本区地下水可分为喀斯特水和松散岩类孔隙水。喀斯特孔洞水和喀斯特裂隙水贮存于奥陶系地层中，透水性受裂隙和喀斯特发育程度等因素影响，具有非均匀各向异性特征。松散岩类孔隙水含水层主要为新生界上第三系和第四系洪冲积粗粒类土层。地下水由两岸向河谷，由上游向下游径流、排泄。低液限粘土和其他粘性土层构成相对隔水层。大气降水及基岩裂隙水是松散岩类孔隙水的主要补给来源。

3 结语

1)东庄水库枢纽工程处于平原和山麓交接部位，工程区地形较低缓，其边坡稳定性较好，不会存在泥石流、滑坡、崩塌等不良工程地质作用的影响。

2)坝基分布的卵石混合土和石灰岩属于中等至强透水层。但其上有较厚的中更新统土层构成相对隔水层，建库时沿坝轴线筑有粘土截水槽，故坝基不易产生渗漏。

3)该库岸坡基本属于稳定状态，在局部范围可产生小坍塌，但不会造成对水库较大的安全威胁。

4)大坝左坝肩上部主要为岩质岸坡，其地层岩性主要为奥陶系中统峰峰组灰岩。节理裂隙中L1组N54°W/SW∠86°;该节理裂隙与坝轴线近于正交，比较容易形成一定的绕坝渗漏。

左坝肩下部低液限粘土属于相对隔水层，为流土渗透变形类型，允许水力比降为0.53。故此应进行防渗处理。

5)大坝坝基表层为中更新统浅红色低液限粘土，厚度13.6 m，低液限粘土下伏厚度大于13.7 m的第四系中更新统卵石混合土。覆盖层卵石层上有较厚的土层构成相对隔水层，沿坝轴线筑有粘土截水槽。因此，大坝坝基不易产生渗透变形及渗漏问题。

6)大坝右坝肩为中更新统低液限粘土和低液限粉土覆盖层，其工程地质条件较好，不会存在渗漏及渗透变形与不均匀变形等问题。

7)溢洪道基础建基面为中更新统低液限粘土和石炭系中统本溪组砂质页岩，边坡与基础的岩土体工程地质条件较好，不存在不良地质作用的影响。溢洪道年久失修，浆砌石衬砌多已风化脱落，应进行适当工程处理。