龙门渠引水工程地质分析与评价

2016-02-05王毅青

山西水利 2016年9期

关键词：交城县风化滑坡

王毅青

（山西省水利建筑工程局，山西太原 030006）

龙门渠引水工程地质分析与评价

王毅青

（山西省水利建筑工程局，山西太原 030006）

介绍了龙门渠引水工程概况，在前期大量工程地质勘测以及汇总资料的基础上，对工程区域地形地貌、水文地质及物理地质现象进行了分析与评价，指出工程的兴建将对当地经济社会发展和解决水资源短缺问题起到积极作用。

地形地貌；物理地质；引水工程；龙门渠

1 工程概况

交城县总面积1 822.11 km2，拥有著名的关帝山林场和丰富的矿产资源，是吕梁地区的能源化工基地。随着地区城市化进程的加快和工业园区的建设，水资源短缺的状况严重制约了地区的经济发展。因此，开辟新水源成为首要任务。交城县龙门渠引水工程的兴建，将会对该地区经济发展和解决水资源短缺现状产生积极的作用。

龙门渠引水工程位于山西省晋中盆地西部边缘，交城县中部。工程建设主要目的是解决交城县工业及生活用水。工程从文峪河中游处龙门口筑坝引水，经文峪河北岸东行至西冶川沟东侧流入引水隧洞，于石树沟处出洞后经PCCP管引入末端蓄水池，总线路长31.47 km。工程主要由取水枢纽、输水箱涵、输水倒虹吸、隧洞、输水埋涵、PCCP压力管线及附属建筑物等组成。

工程规模为中型，工程等别为Ⅲ级。其坝型选择为浆砌石重力坝（溢流坝），设计引水流量1.0m3/s，年供水量1 919万m3，供水保证率95%。

2 区域地质分析及评价

2.1 地形地貌

2.1.1 剥蚀变质岩低中山区

剥蚀变质岩低中山区分布于水峪贯、西社、半峪以西，位于吕梁山背斜中段，主要出露太古界中深变质岩，其东部边缘条带状分布寒武、奥陶系碳酸盐岩。该区经历了多次构造运动和长期风化剥蚀，受新构造运动控制，全区缓慢上升，外动力地质作用以剥蚀为主，形成了山高谷深、峰峦叠嶂的地貌景观，地势总体为西北高，东南低，地面标高1 000～2 000m，沟谷切割深度200～400m，山体陡峻，山谷呈“V”字型。

2.1.2 侵蚀剥蚀砂页岩低中山区

侵蚀剥蚀砂页岩低中山区分布于水峪贯、西社、半峪以东，交城断裂带以北的广大区域，由石炭、二叠、三叠系砂页岩组成，地面标高800～1 500m，切割深度200～300m，地形西北高，东南低，大致以800m等高线为界与盆地区分界。新构造运动以来，该区呈间歇性上升，侵蚀剥蚀作用显著，山梁与沟谷平行分布，基岩裸露，沟谷发育，地形破碎，沟深坡陡，沟谷多呈“V”字型，部分呈“U”字型，区内残留有三级夷平面，标高分别为950m左右、1 100m左右和1 300m左右，分别由大致等高的山头和平行分布的梁状地形构成。第四纪上更新世以来，切割深度大于100m。

2.1.3 侵蚀堆积冲洪积扇（裙）区

侵蚀堆积冲洪积扇（裙）区沿边山分布于盆地边缘，由数十个大小不等的冲洪积扇毗连而成，地面标高760～800m，总体上看地形较为平坦开阔，由盆地边缘向中心微微倾斜，地面纵坡角上部5°～8°，下部3°～5°，横向上地形呈波状起伏。该区以堆积作用为主，堆积物主要为砂砾石及低液限黏土。新构造运动以来沉降幅度达2 000～3 000m，由盆地边缘向中心逐级加深。

2.1.4 堆积侵蚀山间河谷区

堆积侵蚀山间河谷区主要指文峪河、磁窑河及瓦窑河山间河谷地段。文峪河河谷区地形较为开阔，河床两侧发育有不对称的漫滩，分别高出河床约2.5m及1m，发育宽度50～700m，河床纵坡降7‰～8‰；磁窑河、瓦窑河河谷区河床及漫滩宽100～300m，河床纵坡降30‰左右，局部可见残留的基座阶地。

2.1.5 冲积平原区

冲积平原区分布于冲洪积扇（裙）区东南侧，地形平坦开阔，松散层沉积厚度2 000～4 000m。

2.2 物理地质现象

研究区物理地质现象主要有基岩风化、岩溶和滑坡等几类。

2.2.1 基岩风化

地层岩性及其组合、构造条件是影响岩体风化程度的主要因素。变质岩及碳酸盐岩类，矿物颗粒细小而均匀，结构致密，风化程度弱，强风化带厚度一般1～4m；砂岩类抗风化能力稍弱，强风化带厚度一般3～5m；泥岩砂岩互为夹层地段，岩体抗风化能力较弱，强风化带厚度一般4～8m；泥（页）岩抗风化能力弱，强风化带厚度一般5～10m。

2.2.2 岩溶

碳酸盐岩地层仅在研究区西端龙门口及交城县水泥厂北一带出露，地表所见溶洞多沿层面发育，形态以半椭球形居多，大者洞口直径2.5～3m，洞深3m，小者洞口直径0.5～1m，洞深1.5m，部分为不规则形。洞壁凸凹不平，并可见少量石钟乳。其余地段碳酸盐岩大多深埋地下，据有关资料，仅可见溶孔、溶隙和小溶洞，岩溶不甚发育。

2.2.3 滑坡

研究区内滑坡不发育，较大的土质滑坡仅有1处，岩质滑坡有2处。土质滑坡位于沙沟村北的麻子沟西岸，滑坡发生在低液限粉土中，规模为50m×20m×15m，垂直落距1～2m，滑动面为土与基岩接触面，该滑坡仍有继续滑动的可能；岩质滑坡一处发生在社堂旧村西南沟谷中，滑坡体呈扇形，滑坡后壁高12～15m，规模为30m×20m×12m。另一处发生在石壁水库东北的沟谷中，滑坡体规模为20m×1m×5m。发生在滑坡的岩层均为砂岩与泥岩互层。

2.3 矿产

区域内具有工业价值的主要矿产为煤，磁窑河以西煤层埋藏深度大，以东煤层埋藏浅。火山煤矿、四尺沟煤矿、狼沟煤矿、聚鑫煤矿及一些小煤矿已经开采（多数已关闭）。本工程不经过这些煤矿。

2.4 地层岩性

工程区出露的地层有太古界界河口群，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界三叠系及新生界第四系。现就其地层岩性分布及其特征由老到新简述如下。

2.4.1 太古界界河口群

要想保证混凝土灌注作业处于连续状态，应在初灌的时候，浇捣后期所需要使用的混凝土。需要注意的是，浇捣的动作不应影响到导管的埋深，并将埋入深度控制于2～6m之间。一旦超出了具体的范围，就要将导管进行提升处理。而在混凝土抵达钢筋笼底部的时候，应适当地减缓灌注的速度，以免因混凝土上升速度过快所形成的冲击力对灌注的效果带来影响。

该群地层出露于测区西端龙门口以西，其岩性为一套混合岩化黑云斜长片麻岩、麻粒岩、混合花岗岩及石英岩，区内该地层厚度大于200m。

2.4.2 古生界

寒武系小面积分布于工程区西端龙门口附近，为徐庄组、张夏组、崮山组、长山组和凤山组地层。其与下伏界河口群地层呈角度不整合接触。

奥陶系区内西端出露有下统冶里组、亮甲山组；中统下马家沟组、上马家沟组，一般缺失峰峰组，峰峰组中下部地层仅出露于交城县水泥厂北。

石炭系多分布于东部的磁窑河至火山沟和工程区西端一带，可分为中统本溪组和上统太原组及山西组。该地层与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触，在区内西端与奥陶系上马家沟组地层呈断层接触。

二叠系地层于测区西部和东部大面积出露，地层发育较全，分下统下石盒子组和上统上石盒子组及石千峰组。其与下伏石炭系地层呈整合接触。

2.4.3 中生界

该地层广泛出露于测区中西部（大岩头—杨家底一带）。

2.4.4 新生界

该工程区出露有第四系上更新统和全新统地层，其主要分布于盆地边缘及在山区有零星分布。中更新统地层分布于盆地区上更新统地层之下，地表一般无出露。