太原西山地区 地质环境

1、地质环境11地形地貌项目区山高坡陡，高出太原城区300多m,地势东南高，西北低。区内地貌以中山为主（见图1.1），海拔高程多大于1100m，最低点高程1086m，最高点高程1344m，相对高差258m。沟谷两侧地势陡峻，沟坡纵坡大，多为30-60。沟域所处西山地貌类型属低中山（见图5），新第三纪以来，处于持续抬升状态，地势险峻，地形高差大，沟壑纵横。主峰庙前山海拔为1865.6m，是虎峪沟的发源地，沟口海拔标高898m，相对高差970m。虎峪沟流域总面积为50.17km2。其中山区流域面积41.47km2，山区主沟全长11km，流域内共有大小毛沟23条，其中5km以上的2条，15km的13条,

2、0.51km的8条，沟道总长度42km，沟壑密度为0.81km/km2（见表2）。侵蚀模数高达10000t/km2以上，水土流失面积占总面积的80以上。总体特征表现为坡面陡峻，沟谷深窄，沟床比降较大（出山前），且支沟深长，沟床比降又大于主沟，为泥石流的运动提供了良好的地形条件。据调查统计，坡面泥石流几乎全部发生在坡度大于40的阴坡陡峭地段（见照片5），其它地段不发育，说明地形条件是形成坡面泥石流的主控因素之一。另外虎峪沟整个沟域形态呈树枝状（见图2）。流域形态对形成泥石流的暴雨径流影响较大，树枝状形态的沟域极有利于洪水迅速汇集、松散固体物质被运移起动，易形成泥石流。1.2气象水文项目区属暖温带

3、半干旱大陆性季风气候，四季分明。春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季温湿凉爽，冬季寒冷少雪。年平均气温9.5工，极端最低气温-25.5C，极端最高气温39.4C。最大冻土深度0.80m。本区属暖温带季风气候，年降雨量一般300-800mm，降雨量主要集中在69月份，一般可占到全年降雨量的6080%,多年平均降雨量415.4mm。最大年降雨量612.0mm,最小年降雨量274.1mm。降雨在年内多集中于7、89月，其降雨量占全年的60%-65%。多年平均蒸发量1798.3mm（见图1.2）。最大年降雨量为最小年降雨量的3倍以上，山区降雨量明显高于平川区。降雨量的年内分配不均、年际变化悬殊、雨量随地形

4、增高而增大的特点决定了本区暴雨频率较高；而降雨受季风影响明显，出现了本区短历时暴雨频率高，长历时暴雨频率低，且较大强度的暴雨主要集中在每年78月份。据统计，西山地区暴雨年年都有发生，且年10分钟、1小时、24小时最大强度降雨量分别为715.5mm、1635mm、36138.5mm，均超过本地可能发生泥石流的限界值（据谭炳炎泥石流活动评估与防治，山西省10分钟、1小时、24小时可能发生泥石流的限界值分别为6mm、15mm、30mm）。史料记载，山西发生特大洪水（泥石流）的频率约为1次/100年，可见泥石流发生的频率远低于暴雨的发生频率，而泥石流的形成在其它条件具备的前提下，与前期降水充沛继发突然

5、性暴雨或长历时大暴雨密切相关。1996年7月下旬8月上旬石千峰庙前山一带降雨量达480.3mm，最大时段降雨量统计见表1,8月34日24小时降雨量达279mm,8月4日等雨深线见图4，出现了200年一遇的特大暴雨，导致虎峪沟发生了特大泥石流。表1西山地区最大时段降雨量统计表单位：mm时段站名10分钟1小时6小时24小时3日梅洞沟15.543.5125279314西峪27.556.893.2129.7147.3要子庄29.178.880.3104.5279.5项目区属汾河流域，周边1km范围内无常年地表径流，仅在雨后形成地表径流汇集后经虎峪河汇入汾河。图1.2太原市万柏林区降雨等值线I1.3项目

6、区生态环境现状项目区开位于万柏林中西部山区。其自然植被较好。1.4区域地层岩性项目区出露的地层有石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组及第四系。根据地表出露情况和区域资料（见图1.3），地层由老至新依次为：1、石炭系上统太原组（C3t）与本溪组连续沉积的海陆交互相沉积，属本区内主要含煤地层。岩性主要由灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色砂岩、深灰色海相石灰岩及煤层组成，为本区主要含煤层，本组厚度89119m，平均105.0m。2、二叠系山西组（P1s）与太原组连续沉积的海陆交互相沉积灰白色砂岩与黑色泥岩、炭质泥岩互层夹煤层或煤线。本组厚度47.397.1m。3、二叠系下石盒组（P3x）紫红色厚层粗粒长

7、石英砂岩。中部灰绿色砂质页岩，下部灰色、黄绿色中厚中粒砂岩，含泥质团块。4、第四系中、上更新统（Q2+3）浅黄色、黄色粉土及粉质粘土，底部多为砂砾石层。厚度变化较大，一般为030m，平均20m。5、全新统（Q4）主要分布于沟底及冲沟内，岩性由新近堆积土及卵石、砾石组成，厚度为010m左右。图1.3太原市万柏林区岩土体类型图1.5区域构造太原市万柏林区按山西省区域地质，1989，区域构造上位于华北断块（II）、吕梁太行断块（III）、五台山块隆（W）古交掀斜地块（V）的中部。全区明显分为断隆山区与断陷盆地两个构造区。断隆山区区域地层走向以NE向为主；断裂构造以走向NE、NNE向平行排列的高角度断

8、裂为主，次为NW向断裂带（见图1.4）。拟治理项目区主要断裂带为杜儿坪南寒断裂带。该断裂带由杜儿坪断层带（F24、F25）和雅崖底断层（F26）构成地垒，走向4565。F24断层西起岳家湾北，向东北经庙前山北、牛头咀、小虎峪北、大虎峪北、北寒、窊流、彭村，延向区内东部，区内长度约26.5km,断层总体走向55,倾向325340,倾角6075，为正断层，断距西南段40m左右，中段100150m,东段呈隐伏状。F25与F24走向基本一致，与F24构成地垒，断层面倾向135160，倾角75左右，区内长度约8km，断距2050m。F26西起北石崖村西,经雅崖底、大虎峪、河龙湾、下亢村延向东侧（构成地垒

9、东北段），区内长度约16.5km，为正断层，总体走向60，倾角150，倾向6070，区内西南段540m，中段100m左右，东北段呈隐伏状。nris1na1时ITxfrr.科/;0壬-充、审昨I?-111JA-匕述歩；/广J云Ffi0!-l才：存_Zh二4b匸&彳Tl芝丿严1治理区弓泌污野rF251mt&jLrMAx七乡XnAA”V/k3-lij17W-图1.4太原市万柏林区地质构造略图1.6水文地质条件根据区域地下水形成、埋藏条件、含水介质以及地下水动力特征，万柏林区地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类层间裂隙水（含碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水）和碳酸盐岩类裂隙岩溶水。各类地下水由于含水

10、层岩性、空间分布、水力特征及受采煤扰动的影响差异较大，其水文地质特征亦具有明显的差异性。项目区位于万柏林区中西部山区神底沟，地下水赋存形式主要为碎屑岩层间裂隙水，含水层岩性主要为为砂岩、泥岩、泥岩夹煤层。地下水主要受大气降水及山区基岩地下裂隙水侧向径流补给，最终汇集虎峪河排泄，由西向东汇入汾河。由于近年来矿山开采导致地面变形，上覆岩层结构破坏，治理区附近未见有泉水出露。1.7工程地质条件项目区多为层状软硬相间的碎屑岩类，岩性为中厚层状砂岩，含沙砾岩与砂质泥岩或互为夹层。含砾砂岩、砂岩为硬质岩石，丰度占49.6%63.5%，其亲水性差，透水性好，岩体强度较高，干抗压强度115.3180.9MPa

11、，湿抗压强度52.9103.2MPa，软化系数0.460.57;砂质泥岩、泥岩为软质岩石，丰度占36.550.4%，岩体强度较低，且遇水易吸收，从而软化，泥化，体积膨胀，强度进一步降低。总体看，砂岩、含砾砂岩工程地质条件较好，泥岩工程地质条件较差。该类岩体在本区大面积出露，岩层产状较为平缓，因岩体结构为软硬相间，硬质岩石在具有临空面的条件下，易出现岸边坍塌，软质岩石在地下水作用下，易软化、泥化，降低抗滑力，从而上覆岩体产生滑动。1.8项目区矿山地质环境现状项目区位于万柏林区神底沟，神底沟流域为三面环山一面出口的漏斗状地形，汇水面积5Km2，沟谷狭窄陡峻，主沟及其支沟多呈“V字形。神底沟平面上呈

12、SW-NE向条形展布，神底沟主沟长约5km，神底沟内最高点海拔1344m，最低点1086m，相对高差258m。流域内出露地层多为中厚层状砂岩、含砂砾岩与砂质泥岩互层。该类岩石软硬相间，结构疏松，易于风化，多松散、崩解，形成了大量坡积物及滑坡体、潜在崩塌体。神底沟内煤矿区包括北神底煤矿、神底沟腐煤矿、神底南山煤矿和耙沟腐煤矿4座村办煤矿。煤矿的长期开采、弃渣，在神底沟流域中段约2000m长度范围内堆积有大量煤矸石、山坡松散堆积物，堆积层厚度约35m（见照片3-1）。在神底沟内较宽阔地层堆积有大量角砾碎屑岩，堆积层厚约13m，砾石粒径较大，约0.30.5m，最大的约1.5m。棱角状、次棱角状，分选性较差（见照片3-2）。照片3-1神底沟煤矸石堆积区照片3-2神底沟沟底基岩崩积层神底沟两侧山坡陡峭，坡度多在5060。，多处基岩裸露，风化强烈，节理裂隙发育。在坡脚处称倒锥状、条带状分布。厚度一般为0.53.5m，主要为砂岩碎块，块径一般为0.52m。最大的达到4m左右，棱角状，块碎石含量多为7585%。结构松散，稳定性较差。（见照片3-3、3-4）在神底沟中下游两侧坡岩石风化破碎，为一残破积碎石岩层，层厚一般为0.83m，物质成分为砂、泥岩角砾、碎块石及粉质粘土，一般砾径0.11.0m，最大可达2m左右，棱角状、次