“4.14”地震后玉樹縣城原址重建地質(zhì)安全性研究

官善友，龍治國

(武漢市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，湖北武漢 430022)

“4.14”地震后玉樹縣城原址重建地質(zhì)安全性研究

官善友?，龍治國

(武漢市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，湖北武漢 430022)

編制玉樹縣城災(zāi)后重建規(guī)劃，必須對(duì)縣城能否在結(jié)古鎮(zhèn)原址重建進(jìn)行論證，并將影響縣城安全的因素作為災(zāi)后重建規(guī)劃的限制條件。文章在搜集資料、現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，論述了玉樹縣區(qū)域地震構(gòu)造條件、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)作用與地質(zhì)災(zāi)害，研究了活動(dòng)斷裂、地質(zhì)災(zāi)害對(duì)縣城安全、災(zāi)后重建布局的影響，提出了活動(dòng)斷裂、地質(zhì)災(zāi)害的防治措施建議。

玉樹地震；玉樹縣城；選址；地質(zhì)安全

1 引 言

2010年4月14日7時(shí)49分，青海省玉樹藏族自治州玉樹縣發(fā)生7.1級(jí)地震，地震對(duì)距離斷裂帶較近的玉樹縣城造成了重大損壞，房屋嚴(yán)重?fù)p毀、人員大量傷亡。震后的玉樹縣城(圖2)滿目瘡痍，百廢待興，災(zāi)后重建工作迫在眉睫。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部迅速組建玉樹災(zāi)后重建規(guī)劃工作組，規(guī)劃工作組的重要任務(wù)之一是編制玉樹縣城災(zāi)后重建總體規(guī)劃。編制縣城災(zāi)后重建規(guī)劃，必須對(duì)縣城能否在結(jié)古鎮(zhèn)原址重建進(jìn)行論證，其中最重要的影響因素是活動(dòng)斷裂、地質(zhì)災(zāi)害對(duì)城市安全的影響。

圖1 地震前玉樹縣城

圖2 地震后玉樹縣城

2 區(qū)域地震構(gòu)造

“4.14”玉樹地震是印度板塊向亞洲板塊俯沖，造成青藏高原向東巨大擠壓應(yīng)力持續(xù)釋放的結(jié)果。根據(jù)有關(guān)觀測(cè)資料，印度板塊現(xiàn)正以每年30 mm～50 mm的速度向亞洲板塊俯沖，在造成青藏高原隆升的同時(shí)，因東側(cè)四川、鄂爾多斯低地形形成的位勢(shì)和重力勢(shì)差，還造成了高原向東的側(cè)向流動(dòng)和擠壓[1]。玉樹位于巴顏喀拉山南麓，唐古拉山東端，地勢(shì)相對(duì)巴顏喀拉山、唐古拉山較低，屬于受壓應(yīng)力區(qū)，加上青藏高原持續(xù)向東擠壓，在玉樹地塊發(fā)生應(yīng)力集中和變形，從而發(fā)生地震。

2.1 歷史地震概況

由于受到監(jiān)測(cè)能力的限制，玉樹地區(qū)地震記錄缺失嚴(yán)重。根據(jù)現(xiàn)有的地震記錄分析，玉樹縣境內(nèi)地震活動(dòng)分布主要集中在玉樹縣的西北部，而且明顯受區(qū)域大型斷裂帶的控制。有地震記載以來，區(qū)內(nèi)最大地震為1738年哈秀6.5級(jí)地震，其次為1979年3月29日小蘇莽6.2級(jí)地震。而2006年7月18、19日在玉樹縣上拉秀附近發(fā)生的5.0級(jí)、5.6級(jí)、5.4級(jí)3次中強(qiáng)震也引起了一定的震害損失和社會(huì)影響。本次玉樹7.1級(jí)地震為玉樹地區(qū)最大地震。

2.2 發(fā)震構(gòu)造

玉樹縣位于青藏川滇歹字形構(gòu)造體系—巴塘拗陷褶皺帶，以北屬松潘—甘孜褶皺系～玉樹—馬達(dá)寺優(yōu)地槽褶皺帶，以南屬唐古拉準(zhǔn)地臺(tái)臺(tái)隆。區(qū)內(nèi)斷裂及褶皺發(fā)育，構(gòu)造形跡以NW、NWW向?yàn)橹鳎c區(qū)域地層走向一致。區(qū)內(nèi)主要活動(dòng)斷裂為玉樹～甘孜斷裂(F2)、年吉錯(cuò)南～巴塘斷裂(F3)如圖3所示。

圖3 玉樹縣地震構(gòu)造圖

(1)玉樹～甘孜斷裂(F2)

該斷裂為2010年4月14日玉樹7.1級(jí)地震發(fā)震斷裂。斷裂帶西起烏蘭烏拉湖北，向東經(jīng)風(fēng)火山、治多縣以南至玉樹后延入四川，青海省內(nèi)長約 800 km，總體呈NWW向展布，傾向北東，傾角40°～70°。該斷裂帶是松潘—甘孜印支褶皺系與唐古拉準(zhǔn)地臺(tái)的分界斷裂，為一條形成時(shí)間早、切割地殼深的巖石圈斷裂。新生代以來構(gòu)造活動(dòng)明顯，沿帶發(fā)育一系列第三紀(jì)～第四紀(jì)斷陷盆地，并多處見到老地層逆沖到第三系、第四系地層之上，并形成溝槽、線形負(fù)地形、一系列第四系小型湖盆和斷層三角面、構(gòu)造鞍部等。

在玉樹一帶，西起治多縣那王草曲至四川甘孜一線，由多條斜列的斷裂組成。該段第四紀(jì)以來活動(dòng)強(qiáng)烈，斷層線性特征明顯，山前晚更新世洪積扇左旋錯(cuò)斷，形成陡坎。但是該段活動(dòng)強(qiáng)度也存在很大差異，在紅土山以西，斷層切割下第三系、第四系并控制水系的流向及龍寶湖的形成和發(fā)展而表現(xiàn)出較強(qiáng)烈的活動(dòng)性，在龍寶灘于1736年和1834年分別發(fā)生過6.5級(jí)和5.5級(jí)地震。巴塘盆地東端以東斷裂活動(dòng)異常強(qiáng)烈，在三省交界處1896年發(fā)生過7.0級(jí)地震。而兩者之間斷裂活動(dòng)較弱，顯示閉鎖性。2010年4月14日7.1級(jí)地震宏觀震中位于該斷裂帶閉鎖段西端部位置，反映了該斷裂現(xiàn)今強(qiáng)烈的持續(xù)活動(dòng)性。

(2)年吉錯(cuò)南～巴塘斷裂(F3)

該斷層為玉樹～甘孜斷裂帶的分支斷層。始于治多縣南當(dāng)江榮溝腦與玉樹～甘孜斷裂帶的交匯處，向東南方延伸，經(jīng)年吉錯(cuò)南、上拉秀后轉(zhuǎn)為近東西向，形成一向南西方向凸出的弧形，經(jīng)巴塘盆地的南緣后，向東又與玉樹～甘孜斷裂帶交匯于金沙江南岸一帶，全長約230 km。

該斷裂帶主要形成于第三紀(jì)晚期，主要控制并斷錯(cuò)第三系地層。其東段則明顯控制了巴塘第四紀(jì)盆地的形成及發(fā)展，從盆地南緣晚更新世沖、洪積層被明顯斷錯(cuò)及全新世松散堆積破壞變形特征來看，該斷層是一條全新世后仍在持續(xù)活動(dòng)的地震斷層。2006年7月18日、19日發(fā)生在上拉秀附近的5.0級(jí)、5.6級(jí)、5.4級(jí)3次中強(qiáng)震活動(dòng)，也證實(shí)了該斷裂帶現(xiàn)今仍在持續(xù)活動(dòng)的特點(diǎn)。

3 區(qū)域地質(zhì)條件

玉樹縣位于青藏高原東部、青海省南部、玉樹藏族自治州東部，東與四川省和西藏自治區(qū)毗鄰，西南與玉樹藏族自治州囊謙縣為鄰，西和玉樹藏族自治州雜多縣毗連，西北與玉樹藏族自治州治多縣聯(lián)境，北和東北與玉樹藏族自治州曲麻萊縣、稱多縣以及四川省相望。東西最寬189.5 km，南北最長194.3 km，總面積1.57萬km2。

3.1 地形地貌

玉樹縣總體上屬于青藏高原高山地貌，地形復(fù)雜，區(qū)內(nèi)由北而南依次分為基巖山區(qū)、洪積扇裙和河谷階地3個(gè)大的地貌單元?？傮w地勢(shì)北高南低，西部略高于東部；山高坡陡，相對(duì)高差大，溝谷侵蝕切割強(qiáng)烈?，F(xiàn)狀城市建設(shè)基本分布在扎曲河、巴塘河的Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地河谷川道地帶。區(qū)內(nèi)最高山峰?？∩０? 752 m，東部正達(dá)金沙江水面海拔3 350 m，平均海拔4 493.4 m，境內(nèi)海拔5 000 m以上的山峰有951座，大部分終年積雪。

3.2 地層巖性

區(qū)內(nèi)主要地層為第四系土層、三疊系巖層。第四系土層分布于扎曲、巴塘河及其支流溝谷地區(qū)，主要為沖洪積、坡洪積卵礫石堆積物，顆粒成分較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)松散。厚度一般在 10 m～50 m不等。三疊系巖層是區(qū)內(nèi)分布最為廣泛的巖層，主要分布于扎曲、巴塘河谷兩側(cè)山區(qū)，巖性主要為砂巖、板巖、灰?guī)r等，屬硬質(zhì)巖石，抗壓強(qiáng)度一般在30 MPa～60 MPa。

3.3 水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)主要地下水類型可分為第四系松散孔隙水、凍結(jié)層水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖巖溶裂隙水4種類型[3]，如表1所示。

地下水類型及特征表 表1

3.4 地質(zhì)災(zāi)害

(1)震前地質(zhì)災(zāi)害

震前區(qū)內(nèi)最主要的地質(zhì)災(zāi)害為泥石流，主要分布于結(jié)古鎮(zhèn)北山地帶，給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?、?cái)產(chǎn)、生產(chǎn)和生活造成過較大的危害和損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)古鎮(zhèn)發(fā)育泥石流20條，巴塘地區(qū)發(fā)育泥石流2條。

(2)震后地質(zhì)災(zāi)害

據(jù)調(diào)查，震后地質(zhì)災(zāi)害主要有地裂縫(圖4)、崩塌(圖5)、滑坡、泥石流等。結(jié)古鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)地裂縫13處，崩塌33處，滑坡39處，不穩(wěn)定斜坡35處，泥石流20處(與震前分布一致)。

圖4 禪古寺地裂縫

圖5 西杭路西南崩塌

4 縣城原址重建地質(zhì)安全性研究

4.1 活動(dòng)斷裂對(duì)災(zāi)后重建布局的影響

此次玉樹7.1級(jí)地震的發(fā)震斷裂(玉樹～甘孜斷裂)從玉樹縣城結(jié)古鎮(zhèn)西南端穿過，發(fā)震斷層走向119°、傾角83°，斷層性質(zhì)左旋走滑逆沖。據(jù)搜集資料和現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)震斷裂造成地表破裂(圖6、圖7)，破裂帶東端消失于禪谷寺南東1.5 km的平臺(tái)上，西端消失于瑪慶貢巴納夏以西300 m處，地震地表破裂帶長約52 km。

因發(fā)震斷裂從結(jié)古鎮(zhèn)西南端穿過，縣城現(xiàn)有建成區(qū)絕大部分與斷裂存在一定距離(見圖8)。此外，據(jù)青海地震局資料，發(fā)震斷裂為走向119°/傾角83°的左旋走滑逆沖斷層，構(gòu)造主應(yīng)力方向?yàn)楸睎|向，斷裂帶西南部分為斷裂主活動(dòng)區(qū)，斷裂帶東北部分為被動(dòng)受力區(qū)。一般情況下被動(dòng)受力區(qū)為相對(duì)穩(wěn)定地段，現(xiàn)狀城市建設(shè)用地主要處在被動(dòng)受力區(qū)，處于相對(duì)穩(wěn)定地段。因此發(fā)震斷裂對(duì)縣城災(zāi)后重建絕大部分場地的穩(wěn)定性影響不大。但由于發(fā)震斷裂對(duì)于斷裂帶附近的工程建設(shè)影響很大，對(duì)縣城災(zāi)后重建布局存在一定影響。

圖6 禪古寺地表破裂縫

圖7 加吉娘地表破裂縫

圖8 地表破裂縫與已建縣城相對(duì)位置示意圖

按照《建筑工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011－2001) (2008年版)的規(guī)定，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為8°和9°，前第四系基巖隱伏斷裂的土層厚度分別小于60 m和90 m時(shí)，建筑工程應(yīng)避開發(fā)震斷裂。災(zāi)后重建布局時(shí)，工程建設(shè)應(yīng)避讓發(fā)震斷裂，避讓距離可按照《建筑工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定確定。斷裂帶避讓范圍內(nèi)可作為綠化、生態(tài)保護(hù)規(guī)劃用地。

4.2 地質(zhì)災(zāi)害對(duì)災(zāi)后重建布局的影響

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，玉樹7.1級(jí)地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要有地裂縫、崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、泥石流等。其中地裂縫主要分布在玉樹～甘孜斷裂帶及其附近；崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡主要分布于縣城南部、西部，規(guī)模較小；泥石流主要分布于縣城北部山溝。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育及分布受地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、地層巖性、人類工程活動(dòng)的控制。地質(zhì)構(gòu)造既控制地形地貌，又可控制巖層的巖體結(jié)構(gòu)及其組合特征，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育起綜合控制影響作用，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的平面分布與主控?cái)嗔训姆植?，尤其是活?dòng)斷裂的分布具有很大的一致性。地震引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生點(diǎn)及隱患點(diǎn)多集中在發(fā)震斷裂帶及其附近。

由于地震引發(fā)的崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模一般較小，地質(zhì)災(zāi)害對(duì)縣城建成區(qū)有一定影響，但不是控制災(zāi)后重建布局的決定性因素。災(zāi)后重建布局時(shí)，應(yīng)在地質(zhì)災(zāi)害隱患排查及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)上，制定地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃，提出切實(shí)可行的地質(zhì)災(zāi)害防治措施:

(1)地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)防為主、治理與避讓相結(jié)合”的方針；

(2)開展地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估，調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害的性質(zhì)、規(guī)模、分布、穩(wěn)定狀態(tài)、影響范圍及發(fā)展趨勢(shì)，評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害對(duì)城鎮(zhèn)布局的影響；

(3)及時(shí)開展對(duì)可能威脅縣城安全的崩塌、滑坡的治理，采取生物治理、工程治理、建立群測(cè)群防和群專結(jié)合防治體系等綜合防治措施；

(4)對(duì)不能完全排除地質(zhì)災(zāi)害威脅的區(qū)域，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，建立預(yù)警預(yù)報(bào)機(jī)制；

(5)規(guī)劃工程建設(shè)階段，對(duì)于在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的工程建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估。

5 結(jié) 語

(1)玉樹7.1級(jí)地震的發(fā)震斷裂(玉樹～甘孜斷裂)從玉樹縣城結(jié)古鎮(zhèn)西南端穿過，縣城現(xiàn)有建成區(qū)絕大部分與發(fā)震斷裂存在一定距離，處于相對(duì)穩(wěn)定地段，發(fā)震斷裂對(duì)縣城災(zāi)后重建絕大部分場地的穩(wěn)定性影響不大。但由于發(fā)震斷裂對(duì)于斷裂帶附近的工程建設(shè)影響很大，對(duì)縣城災(zāi)后重建布局存在一定影響，規(guī)劃工程建設(shè)應(yīng)按照國家現(xiàn)行規(guī)范避讓。

(2)地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要有地裂縫、崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、泥石流。地裂縫主要分布于玉樹～甘孜斷裂帶及其附近，崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡主要分布于縣城南部、西部，泥石流主要分布于縣城北部。地質(zhì)災(zāi)害對(duì)縣城災(zāi)后重建有一定影響，但不是決定性影響因素?？h城災(zāi)后重建布局時(shí)，應(yīng)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查及地質(zhì)災(zāi)害隱患排查的基礎(chǔ)上，制定地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃，提出切實(shí)可行的地質(zhì)災(zāi)害防治措施。

(3)城鄉(xiāng)規(guī)劃工程地質(zhì)工作是城鄉(xiāng)規(guī)劃的基礎(chǔ)性工作，具有確保城鄉(xiāng)建設(shè)安全、規(guī)避建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)、合理利用土地資源，以及防災(zāi)減災(zāi)的作用。

[1]官善友，孫衛(wèi)林.“5.12”汶川地震后北川新城選址地質(zhì)安全性研究[J].工程勘察，2009(10)

[2]青海省地震局.玉樹地震災(zāi)后重建玉樹縣選址階段工作(地震工作部分)[R].2010.4

[3]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部玉樹災(zāi)后重建規(guī)劃工作組.武漢市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.青海省玉樹藏族自治州玉樹縣結(jié)古鎮(zhèn)災(zāi)后重建工程地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].2010.4

Research on Geological Security of Yushu County Seat Rebuilding After“4.14”Earthquake

Guan ShanYou，Long ZhiGuo
(Wuhan Geotechnical Engineering and Surveying Institute，Wuhan 430022，China)

The feasibility of rebuilding on Jiegu town is the base and limiting condition of Yushu rebuilding main planning.This paper based on collecting and analyse existing data，geological investigation，expounded the earthquake construction condition，engineering geology condition，hydrological geology condition，Adverse geologic actions and geological disaster of Yushu county，researched the effect of active fault and geological disaster made to Yushu rebuilding main planning，put forward the preventing and processing countermeasure of active fault and geological disaster.

Yushu earthquake；Yushu county seat；field selection；geological security

1672－8262(2010)03－155－04

P642.5

B

2010—05—18

官善友(1968—)，男，正高職高級(jí)工程師，主要從事巖土工程勘察設(shè)計(jì)、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估等技術(shù)工作。