擬建哈—佳鐵路工程地震安評(píng)抗斷參數(shù)研究——以依蘭-伊通斷裂為例1

余中元1, 2) 韋慶海1) 王麗梅1) 馬艷麗1)張立忱1) 歐陽兆國(guó)1)

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擬建哈—佳鐵路工程地震安評(píng)抗斷參數(shù)研究——以依蘭-伊通斷裂為例

余中元韋慶海王麗梅馬艷麗張立忱歐陽兆國(guó)

1）黑龍江省地震局，地震工程研究院，哈爾濱 150090 2）地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，北京 100029

在對(duì)依蘭-伊通斷裂通河段晚第四紀(jì)活動(dòng)參數(shù)獲取的基礎(chǔ)上，對(duì)該斷裂的幾何學(xué)特征和晚第四紀(jì)活動(dòng)特征及有關(guān)擬建鐵路地震安全的設(shè)防參數(shù)進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明，依蘭-伊通斷裂通河段總體走向N30—40°E，由3條斷層組成，中支最新活動(dòng)時(shí)代為全新世。該斷裂未來發(fā)生7級(jí)地震時(shí)的水平位移量可能達(dá)2.2m左右，垂直位錯(cuò)量約為1.1m左右。該斷裂全新世以來的活動(dòng)性質(zhì)表現(xiàn)為右旋走滑為主，兼具逆沖活動(dòng)。根據(jù)探槽結(jié)果和野外地震地質(zhì)調(diào)查得出斷裂垂直位錯(cuò)約（1.0±0.2）m，右旋位錯(cuò)量約為（2.7±0.1）m，（1730±30）a B.P.以來的垂直滑動(dòng)速率和水平滑動(dòng)速率分別約為（0.57±0.11）mm/a和（1.57±0.06）mm/a。未來100年內(nèi)若遭遇地震，其最大水平位錯(cuò)量約2.87m，垂直位錯(cuò)值為1.04m。斷層影響帶寬度約為8m。該研究結(jié)果為擬建哈—佳鐵路工程可能遭受的斷層影響和抗震設(shè)防提供了一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也為地震安評(píng)中線狀工程的抗斷評(píng)價(jià)問題提供了一定的參考。

地震安評(píng) 長(zhǎng)距離線狀工程 抗斷評(píng)價(jià)

引言

重大建設(shè)工程的抗斷評(píng)價(jià)和斷層避讓問題一直是科學(xué)界和工程界的熱點(diǎn)課題。多年來，國(guó)內(nèi)外許多地震科學(xué)家和工程建設(shè)專家（翠川三郎等，1995；徐錫偉等，1996；2002；韓竹軍等，2000；2002；李錫堤等，2000）采用不同的研究思路，密切結(jié)合、聯(lián)系工程實(shí)踐，圍繞該課題進(jìn)行了深入研究并取得了一系列豐富成果。如徐錫偉等（2002）基于不同類型活斷層產(chǎn)生的地震地表破裂帶寬度和跨斷層探槽地質(zhì)剖面的地層強(qiáng)變形帶寬度等觀測(cè)事實(shí)，結(jié)合地面建筑設(shè)施毀壞帶與活斷層密切的空間位置關(guān)系，采用統(tǒng)計(jì)分析方法確定了活斷層“避讓帶”寬度為30m，并建議有關(guān)部門進(jìn)行活斷層“避讓帶”立法與執(zhí)法管理，并加強(qiáng)活斷層鑒定及其地表活動(dòng)線幾何結(jié)構(gòu)形態(tài)的準(zhǔn)確定位工作，積極而有效地減輕地震災(zāi)害。這里需要指出的是，這一建議在相關(guān)的建筑法規(guī)（建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，2008版，2010版）中得以應(yīng)用，并在汶川地震等重大地震事件中經(jīng)受了考驗(yàn)。此外，又如柳煜等（2006）在“黃河黑山峽大柳樹壩址及小觀音壩址構(gòu)造穩(wěn)定性研究”中重點(diǎn)考慮了壩址的斷層避讓問題。他們利用國(guó)內(nèi)外類似構(gòu)造位置上的走滑型、逆走滑型發(fā)震斷層極震區(qū)Ⅸ度等震線短軸在斷層上下盤分布寬度的統(tǒng)計(jì)分析，探討了大柳樹高壩的斷層避讓距離問題，并根據(jù)野外調(diào)查所得的活斷層與擬建壩址距離小于統(tǒng)計(jì)避讓距離這一結(jié)果，明確給出不適宜在大柳樹壩址修建水利水電工程的研究認(rèn)識(shí)。

綜合前人的研究，或者是側(cè)重于對(duì)斷層地表破裂帶寬度和地層強(qiáng)變形帶寬度等基礎(chǔ)地質(zhì)理論的研究，并以此進(jìn)行了定量化的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)（徐錫偉等，2002），或者對(duì)大壩等重要工程的抗斷和避讓問題進(jìn)行了研究（柳煜等，2006）。但對(duì)于重要的長(zhǎng)距離線狀工程，如城際鐵路、公路、長(zhǎng)輸油氣管線和城市供水管線、地下電纜輸變電線路和供水水渠等，比較典型如青藏鐵路、南水北調(diào)工程、中緬輸油管道等，因其跨越長(zhǎng)度長(zhǎng)，所跨的地質(zhì)構(gòu)造單元一般都比較復(fù)雜，因此，在開展場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)工作時(shí)，抗斷評(píng)價(jià)和斷層避讓問題一直是核心問題。

擬建的哈爾濱—佳木斯鐵路專線工程（以下簡(jiǎn)稱哈—佳鐵路）是國(guó)家和黑龍江省投資建設(shè)的重點(diǎn)工程，鐵路部分區(qū)段與依蘭-伊通斷裂斜交，而該斷裂部分段落的最新活動(dòng)時(shí)代被確定為全新世（閔偉等，2011）。因此，如何科學(xué)評(píng)價(jià)該斷裂對(duì)擬建哈佳鐵路的影響以及最小避讓距離，是本工程的核心技術(shù)問題。本文在對(duì)這條斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)參數(shù)獲取的基礎(chǔ)上，對(duì)斷裂可能產(chǎn)生的位錯(cuò)量、位錯(cuò)方式、最新破裂帶和影響帶寬度等有關(guān)擬建鐵路地震安全的設(shè)防參數(shù)進(jìn)行了探討。

1 工程概況與地質(zhì)背景

新建的哈佳鐵路位于黑龍江省的中東部，地處松花江南岸的哈爾濱市與佳木斯市，線路起自哈爾濱站，經(jīng)賓西、賓縣、方正、得莫利、高楞、達(dá)連河、依蘭至佳木斯市的佳木斯站，途經(jīng)兩市三縣，線路全長(zhǎng)343km，其中新建線336.8km，含7座特大橋，部分區(qū)段與依蘭-伊通斷裂斜交（圖1）。

擬建線路近場(chǎng)區(qū)自西向東可分為西部松嫩平原區(qū)、中部松花江干流河谷平原、東部三江低平原區(qū)，地形地貌為西部高平原，中部低山丘陵，東部為低平原。區(qū)內(nèi)最大河流松花江自西向東，流經(jīng)整個(gè)近場(chǎng)區(qū)，河道彎曲，河床寬度0.5—1.5km。其它河流有：阿什河、螞蟻河、牡丹江、倭肯河。沿松花江兩岸高、低漫灘，普遍發(fā)育Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地（圖1）。

研究區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)烈。從時(shí)間上看，本區(qū)進(jìn)入新生代以來，地殼活動(dòng)較強(qiáng)烈，在第三紀(jì)火山活動(dòng)頻繁；進(jìn)入全新世以來，地殼活動(dòng)趨向減弱，無火山運(yùn)動(dòng)。河曲、古河道較發(fā)育，低地普遍沼澤化，充分表明第四紀(jì)已無明顯的交替和幅度較大的升降活動(dòng)，只表現(xiàn)為整體緩慢相對(duì)升降運(yùn)動(dòng)。

自1973年有區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)以來，近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)記錄到的小震活動(dòng)相對(duì)不多（圖1）。鶴崗市蘿北縣1963年6月曾發(fā)生過5.8級(jí)地震。1990年5月在依蘭-伊通斷裂帶北段的佳木斯市湯原縣曾發(fā)生過1次4.7級(jí)地震（圖1）。

研究區(qū)的斷裂主要分為北東、北西和近東西向3組（圖1）。其中，北東向的斷裂主要有依蘭-伊通斷裂（即依蘭-舒蘭斷裂）；北西向的斷裂主要有勃利-神樹斷裂、倭肯河斷裂、岔林河斷裂；近東西向的斷裂主要是松花江斷裂。需要明確指出的是，擬建哈佳鐵路雖然與多條斷裂相交，但只有與依蘭-伊通斷裂的方正段為全新世有過活動(dòng)的斷裂（圖1、圖2）。因此，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2010）》（中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2010）的要求，需要重點(diǎn)考慮抗斷影響的就是依蘭-伊通斷裂通河段的中支（圖2）。

2 依蘭—伊通斷裂幾何學(xué)特征及晚第四紀(jì)活動(dòng)特征

依蘭-伊通斷裂是東北地區(qū)規(guī)模最大的斷裂帶之一，屬郯廬斷裂帶的北段。它南起沈陽，向北經(jīng)開原、伊通、吉林市東北、舒蘭、依蘭、蘿北至黑龍江邊，然后進(jìn)入俄羅斯，總體走向N30—40°E，全長(zhǎng)近1000km。研究區(qū)位于它的中部，其中大部分屬于舒蘭—伊通地塹。通河段由相互平行的東西2條斷裂組成，2條斷裂呈北東向，分別展布于松花江東西兩側(cè)，相距約10km左右，構(gòu)成了地塹邊界。西支斷裂平面呈“Y”字形展布，在會(huì)發(fā)鎮(zhèn)以南似交匯合并成1條（圖2）。

在衛(wèi)星影像上中西支斷裂線性特征明顯，特別是在方正縣附近，斷裂新活動(dòng)形成的微地貌特征明顯，表現(xiàn)為高約1—2m的地貌陡坎，南自方正縣西面泡泡屯，北至通河縣清河鎮(zhèn)北，長(zhǎng)約70km，走向N40—45°E左右，斷錯(cuò)晚更新世以來地層構(gòu)成的各種地貌面（閔偉等，2011）。一系列長(zhǎng)軸為北東向的小水泡沿陡坎斷續(xù)分布。鐵路線在牟家屯北約300m處與西支斷裂交匯（圖2）。

在南樓村斷裂通過部位的附近，發(fā)育高約1—2m左右的地貌陡坎，在牟家屯附近表現(xiàn)為1m左右的地貌陡坎（圖3）。閔偉等（2011）在通河縣南樓村沿西支斷裂開挖了探槽（圖4），并取C年齡樣品進(jìn)行了測(cè)試分析，認(rèn)為該斷裂通河段中支（F）為全新世活動(dòng)斷裂，距今（1730±30）aB.P.以來發(fā)生過1次古地震事件（圖5），推算該古地震震級(jí)為7.5級(jí)（閔偉等，2011）。

依蘭-伊通斷裂帶通河段東支斷裂走向N45°E左右，在衛(wèi)星影像上沒有發(fā)現(xiàn)微地貌顯示，野外調(diào)查亦未發(fā)現(xiàn)斷錯(cuò)第四紀(jì)地貌面。

在哈蜚屯北東采石場(chǎng)，斷層發(fā)育于上元古界混合花崗巖中，形成寬不足1m的棕灰色斷層破碎帶，頂部被厚約2m的晚更新世坡積碎石層覆蓋，該層具有近水平層理，已膠結(jié)，較堅(jiān)硬（圖6）。

北京中震創(chuàng)業(yè)工程科技研究院（2010）曾在湯原縣北跨東支斷裂布置了1條長(zhǎng)5km的淺層地震測(cè)線。探測(cè)結(jié)果顯示，斷錯(cuò)的最新地層為早中更新世地層，晚更新世以來的地層沒有斷錯(cuò)。本次工作現(xiàn)場(chǎng)考察也沒有發(fā)現(xiàn)晚更新世以來被斷錯(cuò)的河流階地和沖洪積扇等微地貌現(xiàn)象。因此綜合地質(zhì)地貌表現(xiàn)和物探結(jié)果，通河段東支斷裂屬于早第四紀(jì)斷裂，盡管該斷裂與鐵路線相交，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，可不考慮斷裂潛在地表錯(cuò)動(dòng)的影響。

3 工程的抗斷評(píng)價(jià)

擬建的哈—佳鐵路專線近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)主要與3條斷層相交，它們分別是：依蘭-伊通斷裂、通河斷裂和岔林河斷裂。其中，依蘭-伊通斷裂通河段中支為全新世活動(dòng)斷裂（閔偉等，2011），而通河斷裂和岔林河斷裂屬于早中新世斷裂。因此，根據(jù)上述結(jié)果，本工程需要考慮工程影響評(píng)價(jià)的主要是依蘭-伊通斷裂通河段的中支。

哈—佳鐵路專線與依蘭-伊通斷裂通河和方正段相交（圖2）。擬建線路主要是在依蘭-伊通斷裂的東支（F）、中支（F）和西支（F）斷層組成的斷裂帶內(nèi)。該條斷裂在鐵路建成和運(yùn)營(yíng)時(shí)期，是否有可能發(fā)生伴隨地表位錯(cuò)的大地震，是影響鐵路地震安全的主要因素。以下就該條斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)參數(shù)獲取的基礎(chǔ)上，對(duì)斷裂可能產(chǎn)生的位錯(cuò)量、位錯(cuò)方式、最新破裂帶和影響帶寬度等關(guān)于鐵路地震安全的設(shè)防參數(shù)進(jìn)行分析和確定。同時(shí)，根據(jù)前期的研究結(jié)果，東支（F）和西支（F）斷層最新活動(dòng)時(shí)代不是全新世。因此根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，這兩支斷層可以不考慮其工程抗斷問題。為此，本文的抗斷評(píng)價(jià)及其相關(guān)討論都圍繞本斷裂的中支（F）斷層進(jìn)行。

3.1 依蘭-伊通斷裂通河段一次地震事件的位移量初步估算

結(jié)合依蘭-伊通斷裂通河段所揭露出的古地震事件的年代和震級(jí)，根據(jù)鄧起東等（1992）總結(jié)的不同地區(qū)不同規(guī)模震級(jí)與位移量的關(guān)系，以及震級(jí)地表破裂參數(shù)函數(shù)擬合關(guān)系（鄧起東等，2004），同時(shí)參照華北地區(qū)可以估算出該斷裂未來發(fā)生7級(jí)地震時(shí)的水平位移量可能達(dá)2.2m左右，垂直位錯(cuò)量約為1.1m左右（這個(gè)推測(cè)值和野外地震地質(zhì)調(diào)查結(jié)果較吻合），而7級(jí)以下地震則可能無明顯位錯(cuò)表現(xiàn)（鄧起東等，1992）。

3.2 依蘭-伊通斷裂通河段全新世活動(dòng)性質(zhì)和滑動(dòng)速率的估算

前人的研究資料（朱光，2004；許志琴，1984；徐嘉煒，1984）表明，該斷裂中生代以來一直表現(xiàn)為區(qū)域性的右旋走滑運(yùn)動(dòng)。同時(shí)閔偉等（2011）的探槽也表明，該斷層現(xiàn)今運(yùn)動(dòng)狀態(tài)表現(xiàn)為逆斷層，地表陡坎1.0m，上覆未變形的地層約1.0m。此外，在通河探槽的東壁還發(fā)現(xiàn)了水平運(yùn)動(dòng)的擦痕，側(cè)伏角約20°；在松花江河谷通河段也似乎表現(xiàn)出明顯的右旋位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。上述這些結(jié)果表明，通河段全新世以來的活動(dòng)性質(zhì)表現(xiàn)為右旋走滑為主，兼具逆沖活動(dòng)。

滑動(dòng)速率是活動(dòng)構(gòu)造研究中的一個(gè)非常重要的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，對(duì)地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作非常重要，其物理含義是指某個(gè)時(shí)段內(nèi)斷裂錯(cuò)動(dòng)的速度，代表斷裂的長(zhǎng)期和平均活動(dòng)水平，可以用來定量比較不同斷裂帶或同一斷裂帶不同時(shí)段的相對(duì)活動(dòng)性（鄧起東等，2004）。但是，計(jì)算滑動(dòng)速率時(shí)需要特別注意計(jì)算的位錯(cuò)是否為同一地貌面，或者同一標(biāo)志層，累積位移量是否是所計(jì)算時(shí)段內(nèi)的位移量，測(cè)年樣品和測(cè)年結(jié)果是否反映地質(zhì)體或地貌體的真實(shí)年齡，后期的侵蝕破壞以及年代測(cè)試的誤差等等。因此，利用滑動(dòng)速率資料時(shí)，應(yīng)充分考慮其誤差，并對(duì)由此引起的不確定性進(jìn)行處理。

受自然條件和研究基礎(chǔ)的限制，依蘭-伊通斷裂的定量研究數(shù)據(jù)不是很充分，特別是對(duì)其全新世以來的滑動(dòng)速率估計(jì)方面存在不足。本次工程主要是借用閔偉等（2011）的探槽結(jié)果（圖4、圖5）進(jìn)行估算。探槽所揭示的垂直位錯(cuò)約（1.0±0.2）m，由此可計(jì)算出（1730±30）a B.P.以來的垂直滑動(dòng)速率約為（0.57±0.11）mm/a。根據(jù)側(cè)伏角20°及約1m的垂直位錯(cuò)，可計(jì)算出（1730±30）a B.P.以來的右旋位錯(cuò)量約為（2.7±0.1）m，而水平滑動(dòng)速率約為（1.57±0.06）mm/a。

但是針對(duì)這個(gè)計(jì)算結(jié)果，本文還需要交待清楚三個(gè)問題，以和讀者共同討論該滑動(dòng)速率的取值過程。第一是探槽（圖4、圖5）中所揭示的（1730±30）a B.P.地層為斷錯(cuò)的最年輕地層，后繼的深入研究也表明，該斷裂其它段落沒有更年輕的變形地層，這說明（1730±30）a B.P.極可能為最新一次的破裂時(shí)間；第二是通過高精度衛(wèi)星影像的解譯結(jié)果，可知地表線性陡坎的高度均值約為1.0—1.5m左右，同時(shí)野外跨斷層陡坎的微地貌測(cè)量也驗(yàn)證了這一結(jié)果（疏鵬等，2014），后繼探槽開挖證明了（1730±30）a B.P.這套標(biāo)志地層的垂直位錯(cuò)約1.0m。這說明（1730±30）a B.P.這次破裂的同震位移（垂直）量應(yīng)該小于1.5m，計(jì)算其滑動(dòng)速率應(yīng)取值1.0m更為符合野外探槽研究的結(jié)果。第三是通過如上兩條計(jì)算出來的滑動(dòng)速率有其不確定性，比如陡坎形成之后的侵蝕破壞量有多少、人工耕種改造導(dǎo)致陡坎高度變大量有多大，斷層活動(dòng)的蠕滑量是否很小以至可忽略，以及年代測(cè)試的誤差范圍有多大等。因此，從擬建工程的重要性和特殊性考慮，作者認(rèn)為這樣的取值分析過程更為偏安全。至于取值過程的不確定性，也是值得深入研究和探討的科學(xué)問題，但受篇幅所限，本文不作討論。

3.3 依蘭-伊通斷裂通河段未來100年內(nèi)可能遭遇的最大地震位錯(cuò)量估算

根據(jù)閔偉等（2011）的探槽研究結(jié)果，依蘭-伊通斷裂通河段存在1次古地震事件，衛(wèi)星影像和野外調(diào)查確定該古地震事件破裂長(zhǎng)度為70km，并由此推算出震級(jí)為7.5級(jí)。地質(zhì)構(gòu)造類比華北地區(qū)，假定本地區(qū)的強(qiáng)震復(fù)發(fā)間隔至少為2000a左右（冉勇康等，1999）。同時(shí)考慮到歷史上該段斷裂于距今1730多年曾發(fā)生過1次7.5級(jí)左右的地震。盡管與復(fù)發(fā)間隔相比時(shí)間相差較遠(yuǎn)，未來短時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生同樣震級(jí)的特征地震。但是考慮到古地震學(xué)研究中的多種不確定性，如古地震事件的遺漏等問題，并綜合考慮本地區(qū)人工改造嚴(yán)重，研究基礎(chǔ)薄弱，因此綜合認(rèn)為該段斷裂未來100年內(nèi)存在發(fā)生7級(jí)地震的構(gòu)造可能性，部分段落可能發(fā)生重復(fù)破裂活動(dòng)。以下根據(jù)上述分析來計(jì)算該斷裂可能遭遇的最大地震位錯(cuò)。

按照構(gòu)造類比的原則，取平均地震復(fù)發(fā)間隔2000年估計(jì)（鄧起東等，1992；冉勇康等，1999），并考慮到東北地區(qū)地震活動(dòng)水平較低，活動(dòng)周期可能更長(zhǎng)，因此平均地震復(fù)發(fā)間隔3000年。最近1次歷史地震為距今1730年，加上要預(yù)測(cè)的未來100年的時(shí)間段，共1830年。按照該段斷裂平均水平滑動(dòng)速率1.57mm/a和垂直滑動(dòng)速率0.57mm/a計(jì)算，得到其累積水平位移量約為2.87m，垂直位移量為1.04m。

3.4 依蘭-伊通斷裂通河段未來100年最大位移值估算

現(xiàn)有資料只能判斷斷裂距今（1730±30）aB.P.以來發(fā)生過1次古地震破裂事件，還不能給出這次事件的確切年代及其離逝時(shí)間。因?yàn)橹唤衣冻隽?次古地震事件，大地震復(fù)發(fā)行為及復(fù)發(fā)間隔也無法得到。所以不能由此排除未來100年發(fā)生相似斷錯(cuò)活動(dòng)的可能性。

探槽揭示出斷裂的垂直位錯(cuò)約（1.0±0.2）m，根據(jù)側(cè)伏角20°推算右旋位錯(cuò)量約為（2.7±0.1）m。由于鐵路線與斷裂交匯部位與探槽部位斷裂的地貌表現(xiàn)相似，只是前者陡坎高度稍小一些，從安全角度考慮，可將上述垂直位移量和水平位移量作為未來100年內(nèi)最大位移參數(shù)（表1）。

表1 依蘭-伊通斷裂帶通河段西支斷裂全新世活動(dòng)段基本參數(shù)表Table 1 The basic parameters of Tonghe segment in Holocene

注：：未來100年最大水平位移量；：未來100年最大垂直位移量。

3.5 斷裂帶影響寬度的分析估算

歷次大震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明，跨越斷裂的建設(shè)工程其震害破壞都特別嚴(yán)重，而遠(yuǎn)離斷層的建設(shè)工程在通常情況下震害都比較輕。因此，認(rèn)真研究及科學(xué)合理地確定活動(dòng)斷裂的實(shí)際影響帶寬度，給出工程建設(shè)中可以實(shí)際參考的相對(duì)安全范圍，具有十分重要的工程意義?？紤]到本工程為線狀工程，與依蘭-伊通斷裂銳角相交而無法避讓，故只討論斷裂帶影響寬度，而其避讓距離與如何避讓等問題不做深入討論。

野外探槽所觀察到的依蘭-伊通斷裂通河段中支傾角多在60°—80°之間變化，斷層性質(zhì)主要為逆走滑，探槽深度多為3—6m，因此，通過構(gòu)建簡(jiǎn)單的三角函數(shù)關(guān)系折算斷裂的影響范圍為2—6m。野外調(diào)查所測(cè)量的陡坎寬度最大值為8m。因此，綜合考慮計(jì)算值和實(shí)測(cè)值的結(jié)果，斷裂帶影響寬度取值為8m。

4 主要結(jié)果與討論

本文在對(duì)依蘭-伊通斷裂通河段晚第四紀(jì)活動(dòng)參數(shù)獲取的基礎(chǔ)上，對(duì)該斷裂的幾何學(xué)特征和晚第四紀(jì)活動(dòng)特征及有關(guān)擬建鐵路地震安全的設(shè)防參數(shù)進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明，依蘭-伊通斷裂通河段總體走向N30—40°E，由3條斷層組成，中支最新活動(dòng)時(shí)代為全新世。該斷裂未來發(fā)生7級(jí)地震時(shí)的水平位移量可能達(dá)2.2m左右，垂直位錯(cuò)量約為1.1m左右，而7級(jí)以下地震則可能無明顯位錯(cuò)。該斷裂全新世以來的活動(dòng)性質(zhì)表現(xiàn)為右旋走滑為主，兼具逆沖活動(dòng)。由探槽結(jié)果所揭示的垂直位錯(cuò)約（1.0±0.2）m，（1730±30）a B.P.以來的垂直滑動(dòng)速率約為（0.57±0.11）mm/a；右旋位錯(cuò)量約為（2.7±0.1）m；而水平滑動(dòng)速率約為（1.57±0.06）mm/a。未來100年內(nèi)若遭遇地震，其最大水平位錯(cuò)量約2.87m，垂直位錯(cuò)值為1.04m。綜合計(jì)算結(jié)果和野外實(shí)測(cè)分析，斷裂帶影響寬度取值為8m。

這些初步研究結(jié)果，為擬建哈—佳鐵路工程可能遭受的斷層影響和抗震設(shè)防措施提供了一定的基礎(chǔ)，也為地震安評(píng)中線狀工程的抗斷評(píng)價(jià)問題提供了一定的參考。但是需要指出的是，斷層的類型、幾何形態(tài)、分段性、覆蓋層的厚度以及斷層的流變學(xué)特征等諸多因素，都明顯影響著上述研究結(jié)果（周本剛等，2003；趙國(guó)輝等，2008；高孟潭等，2008；王繼等，2012；王克海等，2012）。因此，上述研究結(jié)果只是可嘗試的和初步的。今后的研究重點(diǎn)將針對(duì)斷裂未來最大位錯(cuò)點(diǎn)的位置及其兩側(cè)位錯(cuò)的展布等問題來開展。在對(duì)斷層的上述特征進(jìn)行精細(xì)研究的基礎(chǔ)上，力求選擇適宜的強(qiáng)震復(fù)發(fā)模型，充分反映斷裂強(qiáng)震發(fā)生的特點(diǎn)，提高其評(píng)價(jià)結(jié)果的精度和有效性，進(jìn)而準(zhǔn)確估計(jì)未來強(qiáng)震的危險(xiǎn)性。

致謝：本文撰寫過程中，野外地震地質(zhì)調(diào)查工作得到了中國(guó)地震局地質(zhì)研究所閔偉研究員的熱情幫助，并指導(dǎo)了探槽所揭露的古地震現(xiàn)象的解釋分析。擬建鐵路的抗斷評(píng)價(jià)相關(guān)參數(shù)等問題中國(guó)地震局地質(zhì)研究所周本剛研究員給予了悉心指教和討論。文章審稿專家提出了非常中肯和寶貴的修改意見。謹(jǐn)致謝忱。

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Fault Safety Evaluation on Proposed Harbin-Jiamusi Railway: A Case Study of Yilan-Yitong Fault

Yu Zhongyuan, Wei Qinghai, Wang Limei, Ma Yanli, Zhang Lichenand Ouyang Zhaoguo

1）Heilongjiang Earthquake Administration, Harbin 150090, China 2）State Key Laboratory of Earthquake Dynamics, Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China

In this paper the fault geometry characteristics, late quaternary activity characteristics and the safety parameters of Yilan-Yitong fault on seismic safety to proposed Harbin-Jiamusi railway were discussed. Our results showed that the Tonghe segment is part of a system of east north trending reverse, oblique-slip, and right-lateral strike-slip of Yilan-Yitong faults, which mainly consists of three branches, with latest activity time of the middle branch in late Holocene. The estimated horizontal displacement is about 2.2 meters, and the estimated vertical offset is about 1.1 meters if assumed7.0 earthquake occurred. The fault activity in Holocene is mainly right-lateral strike-slip with reverse movement. The trench survey realized the vertical offset amount up to（1.0±0.2）m with（2.7±0.1）m dextral slip. Given the maximum and minimum constraints determined above, we calculated that dip-slip rates of（0.57±0.11）mm/a and strike-slip rates of（1.57±0.06）mm/a respectively following the7.5 paleoearthquake occurred（1730±30）a B.P., which has produced the maximum lateral offset about 2.87m with 1.04m dip slip. In such a case, the influence width of the fault is about 8 meters. Our results make it possible for us to evaluate the influence of fault activity on the proposed railway and the seismic hazard of the fault in the future.

Seismic safety evaluation; Long-distance linear engineering; Break-resisting valuation

中國(guó)地震局星火計(jì)劃項(xiàng)目“依蘭-伊通斷裂黑龍江段新活動(dòng)的幾何展布圖像研究”（編號(hào)：XH14018Y）資助

2013-06-09

余中元，男，生于1982年。工程師。主要從事新構(gòu)造與活動(dòng)構(gòu)造、工程地震方面的研究。E-mail: yuyangzi 9811 @126.com

余中元，韋慶海，王麗梅，馬艷麗，張立忱，歐陽兆國(guó)，2014．?dāng)M建哈—佳鐵路工程地震安評(píng)抗斷參數(shù)研究——以依蘭-伊通斷裂為例. 震災(zāi)防御技術(shù)，9（2）：53—63.