山西寿阳县石门水库渗漏分析及工程地质评价

岩壁上 出露的断层 带 宽度 一般 为 ３ｃ ～８ｃｌ至地 面处 宽度 近 ｍ ｌ， ｒ
０ｃ 上窄下宽 ， 断层产物多为砂 岩 、 泥岩 的片状 碎屑 、 黄绿 色断 叠系上 、 下石 盒子 组地 层 。地 层 从 老到 新 依 次为 ： 陶 系、 炭 ３ ｍ， 奥 石 层泥 和角 砾 ， 于碎 屑夹泥 型 。岩体 中节 理较 发 育 ， 属 主要 的有 三 系 、 叠系 、 二 上第三 系及第 四系。
从 ２０ ０ １年水库发生的渗漏情况看 ， 在低水位条件下 ，０万 ｍ ４ 库水在 一个冰冻期全部漏失 ， 按封冻期 １０ｄ计 ， ０ 粗略估算为 每天
根 据煤 矿提供 的采 掘图 ， 库下游祥 升煤 矿采空 区距水库 边 水
漏失水量 ４０ ０ ｍ ０ 以上 ， 即为 ０ ０ ６ｍ ／ 。 占多 年平 均 径流 量 缘约 ２ ０ｍ。库水可通过断层 ， ．４ ｓ ２ 渗入煤 矿采 空区 ， 这些采空 区内分 ４ ０万 ｍ １ 的 ３ ． ％ ， ５ ６ 渗漏量远大于平均径流量 的 １ ％ ， ０ 为严 重渗 布着岩溶 陷落柱 ， 漏水 可通过 断层 、 渗 采空 区 ， 入 陷落柱 ， 补 进 再
第３ ８卷 第 ２ ７期
２０ １２ 年 ９ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＥＣ ＵＲＥ Ｔ Ｔ
Ｖｏ ． １ ３８ Ｎｏ． ２７
பைடு நூலகம்
Ｓｐ ２ １ ｅ． ０２
・２ ３ ・ ４
文 章 编 号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ ２ — ２ ３ ０ １０ － ８ ５ ２ １ ）７ ０ ４ —２
复合 。 水库库区处 于石炭 二叠 煤系地层 区域 ， 水库底 之下 １０Ｉ 左 ４ ｌ ｌ
主要 的煤矿有 位于 本 区新 构造运动 以大面 积隆起 为 主 ， 明显差 异运 动 ， 一 右分 布可采煤层 。水库周边分 布有众多煤 矿 ， 无 是 水库 区尾部 的小 西沟煤 矿 ， 于水库 左岸 的亨 元煤矿 ， 于 水库 位 位 个较为稳定 的地 块。据 Ｇ ８０ － ０ Ｂ １３ ６２ １中国地震 动参 数 区划 图 ， ０ 还 安胜 区内地震 动反应谱特征周期为 ０ ４ ， ．０ 地震动峰值加速度为 ０ １ｇ 右岸和下游的祥升 煤 矿 ， 有历 史上 曾开 采 的陈家河 煤 矿 、 ．０ ， 煤矿 、 门煤 矿等小 煤矿 ， 石 而且 更早 的还 有 日军侵 略时这 一 带就 相应 的地震 基本烈度为 ７度 。
２０ ００年冬季 ， 水库存水 约 ４ ０万 ｍ ， 水库结冰 ，０ １年春天 解冻后 深灰色石灰 岩及 ８层煤层组成 。所含 煤层 自上而下编 号为 ８号 ， ２０ １ １ ２ 本 发现库水 干涸 ， 同时在水库 东南边 缘发 现一 直径约 ２ ｎ 的漏 斗 ， ９号 ，５号 ，５ 号为稳 定和 较稳定煤 层 。本 组厚度 １０ ｍ； 溪 ｌ 水库 出现 了严重 的漏水 。
ＰＸ 、 Ｃ ｔ及 水库始建 于 １７ 年 １ ，９ ３年 ７月基本 建成 。水 库枢 纽 和下石盒子 组（ ） 石炭系上统太原 组 （ ，） 石炭系 中统 本溪 ９１ １月 １７ Ｃ ｂ 。其 中山西组 （ ） 灰 一灰 白色 中、 Ｐｓ为 细粒 砂岩及 深 灰 、 工程主要 由大坝 、 溢洪 道 、 涵洞 三 部分 组成 。其 中大坝 为碾 压 均 组 （ ）
．
２４． 第 ０卷 第 ４ 昂３１ ‘２ ２ ２ ７期 ８ 犟 。
山 西 建 筑
１９ ９９年之前未发现水 库 明显渗 漏 ， 水运行较 为正常。２０ 蓄 ０ ０年冬 的渗漏 ， 同时形成 了现在所见 的渗水漏斗 。
季， 水库存水约 ４ ０万 ｍ ， 库结 冰 ，０ １ 水 ２０ 年春 天解 冻后发现 水库 ４ ４ 渗 水的去 向 问题 ． 干涸 ， 同时在水库西南部边缘发现一直径约 ２ ５ｍ， ． 深度 ２ ０ｍ 的 ．
３ 水库 库 区地质 条件
有煤矿开采 。
石 门水 库区地貌属 黄土 丘陵河 谷 区 ， 流 流 向 由北 向南 ， 河 水 ４ 水 库渗 漏原 因分 析
． 库 区处 于一 小的峡谷之上游 的宽谷地带 ， 具有 “ 肚大 口小 ” 良好 ４ １ 水 库渗 漏现 象 的
水库地 形条件 。两岸 除深 沟切 割处或 局部 岸边 地带 有基 岩 出露
４ ３ 水库 集 中渗 漏的直接 原 因 ．
不止于此 ， 从水库左右侧 蓄水 区范围 内高程很低 的部位存 在采 空 在 水库区内大坝与溢洪道之间的基岩 陡崖处 ， 二叠 系上石盒 区裂缝 ， 水库 区内还可 能存在 陷落柱 的情况 看 ， 水库 的渗漏 不 仅 子组泥岩夹砂岩层中发育一条断层 ， 断层产状 为 ： ５ Ｅ Ｓ ＿ ０ ， Ｎ 。 ／ Ｅ／６ 。 有断层 的渗漏 ， 在一定 的条件 下 ， 些采 空区裂 缝 和陷落 柱也 可 这 断层带 宽度一般 ３ａ ８ｃ 至地 面处 宽度近 ３ ｍ， ｍ～ ｍ， ０ ａ 上部 窄 ， 下 产生水库集 中渗漏 。所 以水库存在断层带 渗漏 、 采空 区裂缝渗 漏
２０ ０ １年水 库发生的渗漏 情况较为严重 ， 平均 每天漏失水量 达 渗水漏斗 。在 ２０ 年之后 ， 时水库几 乎是 空库 ， ０１ 平 汛期水 库来水 ４００ｍ ０ 以上 ， 但水库 下游 未发 现渗水 流 出 ， 么这些 渗水 去 了 那 后渗水漏斗 出现漩 涡状水 流 ， 在较 短时间 内库 水漏 完。说明该部 哪 里 。
泥岩及煤层组成 ， ， ３号 ６号为稳 定 的可采煤 层 ； 质土坝 ， 坝高 ２ 坝 顶高程 １１０ ６ｉ， ０ｍ， ２ ． 坝长 １４ｍ， ｎ ９ 坝顶宽 ３ Ｉ。 灰黑 色砂 质泥岩 、 ｎ 下石盒子组 （ ） 下部 为灰黄 、 ＰＸ ｉ 黄绿 、 黑色砂质 泥岩 、 灰 泥岩 与灰 河岸敞开式宽顶堰型溢洪道位 于大坝左岸 。
其产状分别 为 ：１ Ｎ ８ ｗ／ Ｗ Ｌ７ 。 Ｊ Ｎ ８ Ｅ Ｎ Ｌ７ 。 Ｊ ： Ｊ ：７ 。 Ｓ ６， ２： ６ 。 ／ Ｗ ８ ，３ 本 区地质 构造 位于 吕梁一太 行 断块 沁水 块坳 沾 尚一 武 乡一 组 ， 阳城北北东 向褶 带的北东端。沁水块坳 总体呈 北北东 向展 布 ， 长
中 图分 类 号 ：Ｖ ９ ．２ Ｔ ６ ７ ３ 文献标识码 ： Ａ
１ 工程概 况
坝址河谷 为一 小 的 峡谷 地 形 ， 峡谷 底 宽 约 ２ １ 谷 顶 宽约 ５ １， ＇ ３ ．
０ｉ 深 １Ｉ ２ 谷底 分布 冲、 积层 。河 谷左 岸基 岩裸 露 ， ｎ 洪 石 门水库坐 落于黄河 流域 汾 河水 系潇 河一 白马河 支 流石 门 ５ ， ２ ｎ一 ６ｍ， 岸坡 陡立 ， 岸下 部 （ 右 距河床 约 １ 基 岩 ， ３ｍ） 岸坡较 陡 ， 上部为松散 河上 ， 寿阳县城北 １ ｍ 的解愁 乡石 门村 南 ５０ ｎ 处 。水 库控 制 ５ｋ ０ ｌ 相对较缓 。 流域面积 ９ ． ｍ ， １ １ｋ ｚ 总库容 ５ ８万 ｍ ， ０ 是一座 以防洪 为主 ， 兼顾灌 层覆盖 ， 库 区的基岩地 层主要 为煤 系地 层 ： 二叠 系下 统 山西组 （ ．） Ｐ ｓ 溉 、 殖等综合利用的小 （Ｉ） 养 型水库 。
位存在渗水通道 ， 水库发生 了严重 的集 中渗漏 。
水库 区存在一条通 向库外 的断层带 ， 一般 来说较 小的断层 带 不可能形成大 的渗漏 。事实 上在 水库 下游分 布有 采空 区和 陷落
柱， 断层在水库和下游采空区 、 陷落柱之 间， 着连通作 用。 起
４ ２ 水库 渗 漏的条件 ．
库 区岩层 平缓 ， 岩层产 状 ： ６ ７ 。 ／ Ｅ Ｎ ５— ９ Ｅ Ｓ ９—１。 溢洪 道进 ６，
口地段岩 层产状 ： ８ 。 Ｓ Ｎ １Ｗ／ Ｗ １。 地层较平缓 ， ０， 库区基岩 出露地
段在水库南东 近坝 有一 条断层 Ｆ ， １ 断层 产 状 为 ： ５ Ｅ Ｓ ０ ， Ｎ 。 ／ ＥＬ６ 。
山 西 寿 阳 县 石 门 水 库 渗 漏 分 析 及 工 程 地 质 评 价
王 学 勤
（ 山西省水利水 电勘测设计研究院 ， 山西 太原 ００２ ） ３ ０ ４
摘
要： 结合寿 阳县石 门水库 的工程地质条件 ， 对该水库渗漏 问题 进行 了合理 的分析和 评价 ， 出以下结论 ： 漏是 由水库 南东侧 得 渗 边缘一条通 向库 外的断层引起 的， 存在断层带渗漏 ， 区裂缝渗 漏和陷落柱渗漏 三重威胁 。 采空 关键词 ： 水库 ， 渗漏 ， 采空 区， 陷落柱
水库 自 １７ ９ ３年 建 成运 行 至 今 ３ ６年 ， 水 位 （ 高水 位 为 高 最
１８ ９ ８年 ８月 １ ０日， １６ ７ｉ） １ １ ． 运行多次 ， ｎ 坝前 淤积厚度 １ ０ｍ左右 ，
外， 其余绝大部分 为黄 土覆 盖。
收 稿 日期 ：０ ２ ０ —７ ２ １ －７ １ 作者简 介 ： 王学勤 （９ ９ ， ， １７ ．） 男 助理工程师
细粒长石石英 砂岩互层组成 ， 底部 夹 ２层 一 ３层煤 线 。上 水库 自 １７ ９ ３年 建成运 行 至今 ３ ６年 ， 高水位 运行 多 次 ， 中 黄色 中、 其 部 以灰黄 、 黄绿色 中粗 粒长石 石英砂岩 为主 ， 夹灰 黄 、 黄绿色砂 质 １８ ９ ８年 ８月 １ ０日， 到最高水位 １１６ ７ｍ。坝前 淤积厚度 １ 达 １ ． ０ｍ 太原组 （ ，） Ｃｔ 由灰色砂 岩 ， 灰色 、 黑色 砂质 泥 岩 、 深 灰 泥岩 ， 左 右。１９ ９９年前未发现水库 明显 渗漏 ， 蓄水运 行较 为正 常 ， 在 泥岩 ； 但
度 ３ ０ｋ 宽度 １０ ｋ ５ ｍ， ０ ｍ一１０ｋ 面积约 ３ ０ ｍ 是 吕梁一 太 ２ ｍ， ５０ ０ｋ ，
Ｎ １ Ｗ ／Ｓ ８ 。 ３。 Ｗ ０。
区内地下水类型 可分 为松散 岩类 孔 隙水和 基岩 裂 隙水 两种
由两岸 向河 谷 ， 与地 表 行断块 上最 大 的次级构 造单 元 。沾 尚一 武乡一 阳城北 北 东 向褶 类型 。地 下水 总体流 向为 由北东 向南 西 ， 水流 向基 本一致 ， 松散岩类孔隙水含水 层为第 四系全新 统砂 层及 带是 沁水块坳 的主 体 ， 要 出露 二叠 系 、 叠 系 ， 主 三 由一 系列不 同 低液 限黏土层构成相对 隔水层 。大气 降水 及基岩 裂隙 级别 褶皱组 成的复式 向斜 。次级 褶 皱 的 轴 向为 北 北东 向 ， 向斜 砂砾 石层 ， 水是松 散岩类孔隙水 的主要 补给来 源 。 宽阔， 背斜 相对较 窄 。在褶 带 内 的一 些地 段 内出 现构 造 干 扰 和