专题：地裂缝--一种特殊的城市地质灾害

1、中 国 地 质 大 学 环 境 学 院中 国 地 质 大 学 环 境 学 院School of Environmental Studies - CUG地裂缝：一种特殊的城市地质灾害地裂缝：一种特殊的城市地质灾害主讲教师：曾斌主讲教师：曾斌zengbin_以西安地裂缝为例专题专题资料来源：西北综合勘察设计研究院23456关键词西安地裂缝西安地裂缝 上盘上盘 下盘下盘 标志层标志层 地面沉降地面沉降 提要提要 西安地裂缝是指在西安地区地质历史上多发、继承性西安地裂缝是指在西安地区地质历史上多发、继承性的新构活动在地层中的破坏形迹，在近数十年来由过量抽的新构活动在地层中的破坏形迹，在近数十年来由过量

2、抽降地下水导致的降地下水导致的地层固结沉降过程中地层固结沉降过程中，在地面与地层中的，在地面与地层中的反映性表现。它们的平面与空间分布具有突出的地貌反映性表现。它们的平面与空间分布具有突出的地貌构造格局。它们的构造格局。它们的“活动活动”是被动性的，可是它们的破坏是被动性的，可是它们的破坏性是严重的。每个城市建设项目必须搞清它们的存在及其性是严重的。每个城市建设项目必须搞清它们的存在及其与项目的位置关系。与项目的位置关系。 本次专题还将对西安地裂缝勘察设计问题以及主要对本次专题还将对西安地裂缝勘察设计问题以及主要对策进行讨论。策进行讨论。 71. 西安地裂分布、数量 自上世纪自上世纪7070年

3、代，特别自年代，特别自19761976年唐山地震以来，已发年唐山地震以来，已发现的西安地裂缝已有现的西安地裂缝已有1313条，它们的分布范围西至西郊条，它们的分布范围西至西郊皂河冲积平面，东跨皂河冲积平面，东跨浐浐河，南抵临潼河，南抵临潼长安大断裂长安大断裂组。组。它们的共同总体走向为它们的共同总体走向为NEENEE，共同南倾，平面展布格局，共同南倾，平面展布格局上规律性显著，反映了它们与当地梁洼地貌的构造同上规律性显著，反映了它们与当地梁洼地貌的构造同源性。见图源性。见图1 1。 8图图1 西安地裂缝分布图西安地裂缝分布图92. 西安地裂缝的破坏性 西安地裂缝破坏性是严重的，已造成了巨大的损

4、害，表现为： 102.1 破坏建筑物迄今凡与西安地裂缝相交的建筑物几乎都遭受了破坏，有的被迫废弃。这类例子不胜枚举。见图2、图3。11图2 遭到严重破坏的房屋 12图3 遭到破坏的平房132.2 破坏农田、道路 凡与西安地裂相交的道路无不一再遭受破坏，这类事故层出不穷。见图4、图5 14图4 电视塔北f9地裂缝15图5 切断太乙路人行道的地裂缝162.3 破坏地下设施，这类例子曾一再发生。见图6、图7。17图6 环城南路上地裂缝切断窑 洞 。 南 盘（上盘）下降，垂直断距200mm（镜头向南）18图7 西安油漆厂 管 井 被 地裂缝（f2）切断19秦王宫西探槽揭示地裂缝203. 西安地裂形成和

5、“活动”原因 3.1 当地地质历史上新构造运动的多次、继承性活动造就了今天为其形跡的西安地裂缝及与之同生的构造、地貌格局，具体说：3.1.1 存在着地面形跡与深部形跡的统一对应关系，见图8、图9与图10。 21图8 牛角尖断裂剖面（据张安良）22图9 高楼村地裂缝错断标志层（古土壤层），断距4m，镜头向西。23图10 西安地裂缝的成因模式243.1.2 西安地区的梁洼地貌的形成与变化中，西安地裂缝起着控制作用。每一道近东西向走向的梁的南侧(洼地中)必有其相应的地裂缝，见图11、图12与图13。 25图 1 1 西安 梁 洼（盆地）地貌及断裂分布26图12 乐游原黄土梁、观音庙洼地横剖面27图1

6、3 大雁塔以南的地貌283.1.3 地裂缝的平面和空间分布格局与区域构造形跡分布间存在着成生关系，二者是统一的，见图14。 29图14 西安及附近地区的活动构造与地质灾害303.1.4 20多年的监测显示，毎道地裂缝的地面与空间形迹的位置是不变的，“既定的”，它的“活动”未见有脱离既有形迹的。3.2 过量开采地下水导致了严重的(不均匀)地面沉降，引发了地裂缝的“活动”3.2.1 地下水的长期过量开采的结果是地面的严重(不均匀)沉降和地面的局部扰曲，引起了所谓的地裂缝的“活动”，如前已指出，这个“活动”是一种被动的反应，不是当今的地质构造（断层）活动。 313.2.2 水准剖面测量证实了地裂缝上

7、盘与下盘间沿剖面的沉降差异见图16。 32图16 西安地裂缝短水准曲线图(据吴嘉毅) 334. 勘察方法一般要抓好三个环节：4.1 地面与建筑物的损坏调查，包括必要的开挖探查。4.2 浅层地震勘探由于解译误差，可达数十米，故只能解决西安地裂缝的存在与否问题，却不能解决具体的位置问题。见图17。 34图17 浅层地震勘探剖面 354.3 钻探逐次加密，将标志层的错断位置卡定在较短的（5m）钻孔孔距内，解决地裂缝的具体位置问题，见图18。有时标志层会缺失。这时要利用较深的钻孔，寻找深部可作标志层的地层及其错断与否和错断位置。 36图18 小间距的钻孔将标志层(古土壤)的错断位置比较精确地“卡”定

8、375. 主要对策 5.1 西安地裂缝是一种特殊的城市地质灾害。迄今能采取的工程措施是作一定距离的避让，在陕西省标准“西安地裂缝场地勘察与工程设计规程”(DBJ24-6-88)(试行)颁布前，关于如何确定避让距离，颇多争议。自“规程”在1988年颁布实施后，工程界的措施有了统一的依据，逐步一致地按“规程”中的下表进行规划分区和建筑物的避让。 38地裂缝影响带分区及其容许布置的建筑物 注：建筑物至地裂缝的距离系指基础外沿至主地裂缝边线的距离。 影响带分区 影响带宽度(m) 容许布置的建筑物 上 盘 下 盘 主变形区 06 04 轻型临时性建筑物 微变形区 620 415 一般工业与民用建筑物 3

9、9 迄今“规程”颁布试行已逾17年。人们对西安地裂缝的“活动”规律的认识已加深很多而且已经基本上统一，都认为有必要对“规程”进行修订，以使工程措施更加科学，更加安全、经济。 现在，“规程”的修订工作已经完成，名称不变，编号为DBJ24-6-2006，于9月1日起实施，取代DBJ24-6-88，修订稿对西安地裂缝分布图（附录C）和上表修订如下：40地裂缝场地建筑物最小避让距离（地裂缝场地建筑物最小避让距离（m）结构类别结构类别建筑物重要性类别建筑物重要性类别一二三砌体结构砌体结构上盘上盘/6下盘下盘/4钢筋混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构钢结构上盘上盘40206下盘下盘24124注：1. 底部

10、框架砖砌体结构、框支剪力墙结构建筑物的避让距离应按表中数值的1.2倍采用。 2. 勘探技术误差 2m时，实际避让距离等于最小避让距离加上勘探技术误差 3. 桩基础计算避让距离时，地裂缝倾角统一采用8041 除分布图和避让距离表外，修订稿较之原“规程”还有下列主要修改：5.1.1 根据建筑物的规模、重要性以及由于地裂缝活动可能造成的建筑物损坏或影响正常使用的程度，将建设在地裂缝场地的建筑分为一、二、三、四类四个重要性类别。42地表层（在地表已形成破裂）是一类场地的勘探标志层；上更新统和中更新统红褐色古土壤是二类场地勘探标志层；三类场地的勘探标志层有以下二种：5.1.2-1 埋藏深度4080m的中

11、更新统河湖相地层;5.1.2-2 60500m深度内可连续追索的六个人工地震反射层组。5.1.2 根据地裂缝场地勘探标志层的不同，将地裂缝场地分为一、二、三类：435.1.4 规定了上述各类地裂缝场地的勘探精度的修正要求（附录B各类地裂缝场地的勘探精度修正值）5.1.3 对西安地裂缝进行了明确定义，(附录A西安地裂缝的基本特征)445.2除了上述技术立法措施外，西安市在掌握西安地裂缝的形成原因和“活动”规律的基础上所采取的而且很有效的下述措施，应该继续得到执行。5.2.1 坚持严格控制或停止深层地下水的开采。如前已指出，这个措施已产生了明显的效果，地下水位的持续下降的局面得到了遏止，有的地方地

12、下水位有所回升，与之相应，地面沉降大大减缓，有的地方已近停止。5.2.2坚持对深层地下水水位动态与西安市地面高程变化动态的长期监测，以便及时采取对策。45附录附录A：西安地裂缝的基本特征：西安地裂缝的基本特征A.0.1西安地裂缝应具有以下基本特征：1. 西安地裂缝大多是由主地裂缝和分枝裂缝组成的。少数地裂缝则由主地裂缝、次生地裂缝和分枝裂缝组成。2. 主地裂缝总体走向北东，近似平行于临潼长安断裂；倾向南东，与临潼长安断裂倾向相反；倾角约为80。平面形态呈不等间距近似平行排列。 次生地裂缝分布在主地裂缝的南侧，总体倾向北西，在剖面上与主地裂缝组成 “Y”字型。463. 地裂缝具有很好的连续性，每条地裂缝的延伸长度可达数公里至数十公里。4 地裂缝都发育在特定的构造地貌部位（现在可见的和地质年代存在过的构造地貌），即梁岗的南侧陡坡上，梁间洼地的北侧边缘。475. 地裂缝的活动方式是蠕动，主要表现为主地裂缝的南侧（上盘）下降，北侧（下盘）相对上升。次生地裂缝则表现为北侧(上盘)下降，南侧（下盘）相对上升。6. 地裂缝的垂直位移具有单