臨沂市城市地下空間資源地質(zhì)調(diào)查評價研究

楊明,朱成河,郭長勝,楊月

(1.山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 臨沂　276006；2.臨沂市國土資源局，山東 臨沂　276000)

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環(huán)境地質(zhì)

臨沂市城市地下空間資源地質(zhì)調(diào)查評價研究

楊明1,朱成河1,郭長勝1,楊月2

(1.山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 臨沂276006；2.臨沂市國土資源局，山東 臨沂276000)

臨沂市城市建設(shè)發(fā)展迅速，城市面貌日新月異，但高樓密集、交通擁擠等問題也逐漸顯現(xiàn)出來，城市建設(shè)需要更多的空間，開發(fā)利用城市地下空間已是首要解決的問題。臨沂市位于沂沭斷裂帶與臨沂單斜、平邑-方城盆地多個地質(zhì)單元的交會處，斷裂構(gòu)造發(fā)育，地震活動強烈，地質(zhì)條件復雜，城市地下空間開發(fā)的影響因素眾多，該文從水文及水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、環(huán)境地質(zhì)條件、人類工程活動等方面對臨沂城市地下空間資源地質(zhì)環(huán)境適宜性進行了分析研究，提出了其主要制約因素為極其發(fā)育的活動性斷裂的看法，凡是活動性斷裂對地下空間開發(fā)有影響的區(qū)域，均為地下空間資源開發(fā)制約區(qū)。評價結(jié)論對于提高城市發(fā)展格局、提高城市空間利用率、指導城市空間開發(fā)利用規(guī)劃具有一定的參考意義。

地下空間；分析研究；臨沂市

臨沂市位于山東省東南部，是魯東南政治、經(jīng)濟、文化、商貿(mào)中心。本著建設(shè)“大臨沂、新臨沂”的發(fā)展理念，臨沂市城市建設(shè)發(fā)展迅速，城市面貌日新月異，目前的臨沂市已具有“東方小威尼斯”的美譽，是融湖、河、城為一體的山水城市。近年來，臨沂市市區(qū)范圍不斷向外擴展，特別是新城區(qū)及商業(yè)區(qū)的建設(shè)規(guī)劃，極大地推動了城市化水平的提高。但在城市的現(xiàn)代化發(fā)展中，高樓密集、交通擁擠等問題越來越突出，城市建設(shè)需要更多的空間，開發(fā)利用城市地下空間已成為臨沂城市可持續(xù)發(fā)展首要解決的問題。

1　地質(zhì)背景

該次研究以臨沂市城市發(fā)展總體規(guī)劃(2006—2020)劃定的臨沂市中心城區(qū)范圍作為研究區(qū)范圍，總面積441.8km2。

臨沂城區(qū)在地質(zhì)構(gòu)造單元上位于蘇村凹陷、臨沂凸起、平邑凹陷3個Ⅴ級地質(zhì)構(gòu)造單元的銜接處[1]，地層發(fā)育較齊全；沂沭斷裂帶之鄌郚-葛溝斷裂縱穿研究區(qū)，臨沂凸起前緣弧形斷裂組位于臨沂城區(qū)中心，斷裂構(gòu)造發(fā)育且復雜(圖1)。

圖1　臨沂市城區(qū)地質(zhì)構(gòu)造單元略圖

1.1地層

臨沂城區(qū)地層由老到新分布有奧陶系、石炭系、二疊系、白堊系及第四系。奧陶紀馬家溝群廣泛出露于研究區(qū)西南部，蘭山城區(qū)西部隱伏于第四系之下；石炭-二疊系呈弧形分布于研究區(qū)中西部的臨沂單斜前緣的弧形斷裂帶內(nèi)及羅莊區(qū)大部地區(qū)；侏羅系長條狀斷續(xù)分布于鄌郚-葛溝斷裂以西；白堊紀八畝地組主要分布于研究區(qū)北部斷陷盆地及東部的沂沭斷裂帶內(nèi)；第四系主要分布于沂河兩側(cè)[2]。

1.2構(gòu)造

該區(qū)由于處在多個構(gòu)造單元的交會部位，斷裂構(gòu)造極發(fā)育。穿越該區(qū)的NNE向斷裂自東向西主要有：鄌郚-葛溝斷裂、褚家莊-小皇山斷裂、顧家園-西高都斷裂、冉家屯-八塊石斷裂、岳家塢-大白衣莊斷裂、硯臺嶺-南沙埠莊斷裂等；NW向斷裂主要是雙莊-柳杭頭斷裂、洪家甸-冉家屯斷裂(汶泗斷裂)。兩組斷裂近直角或大角度斜交，構(gòu)成多期構(gòu)造運動形成的網(wǎng)格狀體系*山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，臨沂幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告及地質(zhì)圖說明書，1996年。。

1.3水文地質(zhì)條件

臨沂城區(qū)主要位于臨沂單斜水文地質(zhì)單元內(nèi)，地下水資源豐富，根據(jù)地下水賦存條件，研究區(qū)可劃分為以下4個含水巖組：

(1)松散巖類孔隙含水巖組：主要分布于臨沂城區(qū)的沂河及其支流兩岸，含水層為沖積、沖洪積砂礫石層，厚度3～15m，地下水埋深2～5m，水位年變幅3m左右。一般單井涌水量為1000～3000m3/d，個別地段達5000m3/d，水質(zhì)較好，地下水類型一般為HCO3-Ca型水，礦化度小于1g/L。

(2)碎屑巖類裂隙含水巖組：主要分布在城區(qū)北部及沂河以東地段，巖性主要為白堊紀、侏羅紀、二疊紀和石炭紀的凝灰?guī)r、礫巖、砂巖、頁巖及泥灰?guī)r等，大部分隱伏于第四系之下，裂隙不發(fā)育，單井涌水量多小于100m3/d。

(3)碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水巖組：主要分布于沂河以西、祊河以南、艾山以東的蘭山區(qū)城區(qū)地段。含水巖組由裂隙巖溶發(fā)育的奧陶紀馬家溝群灰?guī)r和白云巖、三山子組白云巖、寒武紀炒米店組灰?guī)r等組成。地下水具承壓性，多形成富水地段，單井涌水量一般在1000～3000m3/d之間，局部以泉的形式排泄，地下水水質(zhì)較好，多為HCO3-Ca型水，礦化度小于0.8g/L。

(4)基巖裂隙含水巖組：主要分布于城區(qū)北部的南坊新區(qū)及城區(qū)東部的河東區(qū)大部。含水層為各期巖漿巖及白堊紀八畝地組安山巖、玄武巖等，風化帶厚度在15m左右,裂隙不發(fā)育，富水性較差，單井涌水量一般小于100m3/d，地下水以HCO3-Ca型為主，礦化度小于1.0g/L。

2　地質(zhì)環(huán)境評價思路

2.1研究區(qū)深度確定

目前，我國各大城市對地下空間的開發(fā)尚處于起步階段，對地下空間類型的劃分無統(tǒng)一標準。該次研究深度確定為地面下0～15m。主要利用方式為商業(yè)、旅游、停車場、步行街、人防工程以及城市水電氣通訊等市政管線、共同溝等公共設(shè)施。

2.2評價指標體系

城市地下空間資源開發(fā)的地質(zhì)環(huán)境評價系統(tǒng)是一個多層次、多因素的復雜系統(tǒng)[3]，影響和控制地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣的因素很多，在選取中，結(jié)合臨沂市城市本身的地質(zhì)環(huán)境條件，按分級、分序、抓主、淡次的原則，采用窮舉-剔除法，構(gòu)建出臨沂市城市地下空間資源多層次評價體系(表1)。

表1　地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量影響因素分級

2.3各指標權(quán)重參數(shù)的確定

運用層次分析法求評價模型中指標權(quán)重的步驟如下：(1)首先形成階梯層次結(jié)構(gòu)。(2)構(gòu)造判斷矩陣，并求最大特征、特征向量，并進行一致性檢驗。(3)指標權(quán)重總排序，計算同一層次所有元素相對于上一層次的相對重要性的權(quán)值，即層次總排序，為模糊綜合評判模型的進一步運算做準備。

2.4評價模型

依據(jù)上述城市地下空間資源潛力多層次評價指標體系，構(gòu)建臨沂市城市地下空間資源潛力模糊綜合評價的因素集U為：

U1={u11,u12,u13,u14}={水文及水文地質(zhì)條件，工程地質(zhì)條件，環(huán)境地質(zhì)條件，人類工程活動}；

而U11又包括以下因素：

U11={u111,u112,u113,u114}={地下水富水性，地下水腐蝕性，地下水位最小埋深，地表水體}；

其他各主題因素集依次類推，實際上是對影響因素先分大類，然后在同一類中再分小類，這樣就反映了影響因素的層次性。

根據(jù)臨沂市城市地下空間資源各影響因素對地下空間開發(fā)潛力的影響，建立評語集合V如下:

V={v1,v2,v3,v4}={優(yōu)，良，中，差}={Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ}

分別表示臨沂市城市地下空間資源開發(fā)利用適宜性等級。

3　地質(zhì)環(huán)境條件分析研究

3.1水文與水文地質(zhì)條件及其影響分析

3.1.1地下空間地下水富水性及其影響分析

(1)地下水富水性對地下空間開發(fā)利用的影響和控制。地下水富水區(qū)可作為城市集中供水水源地，但對地下空間開發(fā)利用卻有消極的影響。地下水的富集會增加地下空間開發(fā)利用難度，從而增加地下空間的開發(fā)成本。地下水富水性對地下空間開發(fā)的影響主要有：①在地下工程施工過程中，研究區(qū)淺部易發(fā)生入滲、流土、流沙，影響地下工程施工，甚至造成基坑邊坡失穩(wěn)和基坑周邊地面沉降；②研究區(qū)碳酸鹽巖裂隙巖溶水水量豐富，補給充分，承壓水頭高，在地下工程施工過程中可能會出現(xiàn)突涌和管涌，影響地下工程基底、圍護結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境，突發(fā)危險性的安全事故；③地下水對地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的浮托作用，有可能引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞，影響其安全運營。

(2)研究區(qū)開發(fā)深度內(nèi)地下水富水性分區(qū)。研究區(qū)地下空間開發(fā)深度內(nèi)地下水富水性分區(qū)如下：①富水性強區(qū)：單井涌水量1000～3000m3/d,面積約165.56km2，主要分布于研究區(qū)中部及東北部，主要地下水類型為孔隙水，主要含水層為沖洪積砂礫石層。②富水性中等區(qū)：單井涌水量500～1000m3/d,面積約75.06km2，主要分布于富水性強區(qū)的外圍，主要地下水類型為孔隙水和巖溶水，含水層巖性主要為砂礫石層及寒武-奧陶紀灰?guī)r；③富水性弱區(qū)：單井涌水量<500m3/d，面積約167.22km2，主要分布于富水性中等區(qū)的外圍、蘭山區(qū)南壇和河東區(qū)沭埠嶺一帶，主要地下水類型為孔隙水和裂隙水，主要含水層巖性為粉砂、粉土及白堊-石炭紀砂巖和砂礫巖*山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東省臨沂市城市應急供水水源地調(diào)查研究報告，2006年。(圖2)。

圖2　臨沂城區(qū)地下水富水性分區(qū)圖

3.1.2地下空間地下水腐蝕性及其影響分析

(1)研究區(qū)地下空間地下水腐蝕性。研究表明，臨沂市的淺層地下水大部分對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，個別地方具有弱腐蝕性。主要分布于祊河、陷泥河、南涑河兩岸，羅莊區(qū)朱張橋村和大蘆湖煤礦區(qū)。

(2)研究區(qū)地下水腐蝕性分區(qū)。根據(jù)研究區(qū)地下空間開發(fā)深度內(nèi)地下水腐蝕性分區(qū)評價原則[4]，腐蝕性劃分為微腐蝕性區(qū)和弱腐蝕性區(qū)。

微腐蝕性區(qū)：主要分布在城區(qū)中部的大部分地區(qū)，對地下空間開發(fā)影響較??；

弱腐蝕性區(qū)：主要分布在羅莊區(qū)南部煤礦開采區(qū)，羅莊區(qū)八塊石、東磊石，蘭山區(qū)紅埠寺、顧家園，河東區(qū)張家黑墩等地有小面積分布。

3.1.3地表水體及其影響分析

(1)研究區(qū)地表水體分布。臨沂城區(qū)附近河流有沂河、祊河、涑河、柳青河、南涑河、陷泥河、李公河等。

沂河：為區(qū)內(nèi)主要河流，位于城區(qū)中東部，研究區(qū)內(nèi)河流南北長25km，寬0.46～1.54km。多年平均徑流量為112m3/s，最大徑流量為15400m3/s(1957年)，最小徑流量為零(1958年)，最大年徑流量62.08億m3，最小年徑流量5.513億m3。自1997年起，在沂河臨沂城區(qū)段已建立了6座橡膠壩，攔蓄了大量地表水，回水總長度72.3km，形成47.11km2的水面，蓄水總量達1.53億m3。

祊河：沂河西側(cè)的一級支流，位于城區(qū)西北角，研究區(qū)內(nèi)河流長11km，河床平均寬1200m，入沂口處寬2034m，深1～2m。

(2)研究區(qū)地表水體影響分區(qū)。沂河橡膠壩攔蓄的大量水源對改變當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境起了很大的作用，能有效地回補臨沂城區(qū)河段兩側(cè)的地下水，但對城區(qū)地下空間資源的開發(fā)則產(chǎn)生不良影響[5]。根據(jù)水域、溝渠對地下空間資源開發(fā)的影響，將沂河緩沖50m、100m，祊河、柳青河、涑河、陷泥河等河流、溝渠緩沖30m、50m，形成了影響程度不同的若干區(qū)。

3.1.4地下水位最小埋深及其影響分析

(1)研究區(qū)地下水位動態(tài)變化特征。研究區(qū)內(nèi)的蘭山區(qū)中心城區(qū)一帶已形成地下水降落漏斗，近年來，漏斗面積在逐漸縮小，漏斗中心地下水埋深一般8～15m；外圍埋深2～4m。

(2)研究區(qū)對工程有影響的地下水位最小埋深分區(qū)。根據(jù)研究區(qū)最近幾年中豐水年份的地下水埋深資料分析，區(qū)內(nèi)地下水埋深普遍較淺，根據(jù)地下水最小埋深分區(qū)圖，研究區(qū)地下水位最小埋深可劃分為以下3個區(qū)：地下水位最小埋深<2m區(qū)域：主要分布于沂河、祊河兩側(cè)及其兩河中間地段；地下水位最小埋深2～4m區(qū)域：主要分布于城區(qū)西南，即金一路以南、沂河以西的大部地區(qū)，沂河東岸的柳杭頭--九曲--王橋一線，小涑河北側(cè)韋家屯一帶小面積分布；地下水位最小埋深4～8m區(qū)域：主要分布于蘭山城區(qū)西部的巖溶水開采區(qū)，城區(qū)東部邊界一線的裂隙水分布區(qū)。

3.2工程地質(zhì)條件及其影響分析

3.2.1研究區(qū)斷裂構(gòu)造及其影響分析

受沂沭斷裂帶及NW向斷裂束的影響，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育NNE向及NW向2組斷裂。

(1)NNE向斷裂：主要為鄌郚-葛溝斷裂及其西側(cè)近10條與其平行的NNE向斷裂組?？傮w特征分述如下[6]：鄌郚-葛溝斷裂：總體走向15°左右,傾向SE，傾角80°左右。NNE向平行斷裂組：該斷裂組自東向西依次分布為：沭埠嶺-埠前店斷裂、褚家莊-小皇山斷裂、獨樹頭-葛莊斷裂、顧家園-西高都斷裂、前七溝-白莊斷裂、冉家屯-八塊石斷裂、岳家塢-大白衣莊斷裂、洪家甸-田家洪埠寺斷裂、硯臺嶺-南沙埠莊斷裂、花沂莊斷裂等，平行展布，NNE走向，東傾，角度較高。

(2)NW向斷裂：臨沂凸起與平邑凹陷連接處發(fā)育數(shù)條NW向斷裂，并與NNE向斷裂組相交。代表性斷裂為洪家甸-冉家屯斷裂，走向NW，傾向NE，為正斷層，顯示壓扭性。

(3)活動斷裂：區(qū)內(nèi)的鄌郚-葛溝斷裂、汶泗斷裂以及與鄌郚-葛溝斷裂平行的顧家園-西高都斷裂，在第四紀都具有明顯的活動性，為活動斷裂(圖3)。

圖3　臨沂城區(qū)斷裂構(gòu)造帶緩沖分區(qū)圖

3.2.2研究區(qū)巖土層綜合分區(qū)及其影響分析

(1)各類土體工程地質(zhì)特征。研究區(qū)沖洪積層厚度一般小于15m，多為6～12m，主要土層的工程地質(zhì)特征如下：粘土：黃褐色，堅硬--硬塑，天然含水量平均值31%，容許承載力平均值200KPa；粉質(zhì)粘土：黃褐色，硬塑，少數(shù)軟塑，天然含水量平均值28%，容許承載力平均值240KPa；粉土：灰黃色，軟塑--可塑，厚度一般0.4～1.2m。天然含水量平均值25%，容許承載力平均值220～330KPa；砂層：可分為礫砂、中粗砂及細砂，結(jié)構(gòu)松散，常為流砂層或飽和層，容許承載力一般小于150KPa。

(2)各類巖體工程地質(zhì)特征。堅硬較堅硬的灰?guī)r巖組：廣泛分布于臨沂凸起地質(zhì)單元內(nèi)，巖石堅硬，巖溶發(fā)育，降低了原巖的強度，灰?guī)r容許承載力在1500～5000MPa之間；堅硬的塊狀火山巖巖組：區(qū)內(nèi)大部分隱伏于第四系以下，巖性為白堊紀八畝地組安山巖、玄武巖等，巖石堅硬、致密，力學強度高。但巖石易風化，使其強度降低，各層地基承載力特征值：全風化層300～500KPa，強風化層500～800KPa，中等風化層1000～1500KPa，微風化層2500～3000KPa；堅硬較堅硬的砂巖、頁巖夾灰?guī)r巖組：主要分布在祊河以北，沂河以東及羅莊煤田分布區(qū)。巖性為砂巖、頁巖、薄層灰?guī)r夾煤層，巖石軟硬相間，地基承載力特征值：200～1200KPa(圖4)。

圖4　臨沂城區(qū)地下巖土層綜合分區(qū)圖

3.2.3研究區(qū)液化土及其影響評價

研究區(qū)以沂河為界，西側(cè)地震基本烈度為Ⅶ度，東側(cè)為Ⅷ度。區(qū)內(nèi)可能發(fā)生砂土液化預測區(qū)為沂河、祊河兩岸約2km范圍內(nèi)，地下水埋深1～5m，上覆非液化土層多為亞粘土，厚0～2m不等，液化層為粉砂--細砂，厚1～5m，一般烈度Ⅷ度時發(fā)生液化[7]。

3.2.4研究區(qū)膨脹巖土及其影響分析

區(qū)內(nèi)膨脹土分布于三區(qū)交界處，北自顧家園--盧家莊一線，南至高都--王橋，西起白莊，東到研究區(qū)邊界，呈一近圓形，面積約113km2。膨脹土埋藏深度1～4m不等，膨脹土厚度1～3m。膨脹土主要危害表現(xiàn)為房屋及路面開裂、毀壞等破壞現(xiàn)象。

3.3環(huán)境地質(zhì)條件及其影響分析

3.3.1研究區(qū)采空塌陷及其影響分析

區(qū)內(nèi)采空塌陷主要位于羅莊煤礦開采區(qū)。高、中易發(fā)區(qū)：主要分布于研究區(qū)西南部，涉及受災對象主要為村莊、農(nóng)田、公路等；不易發(fā)區(qū)：分布于非煤礦開采區(qū)。

3.3.2研究區(qū)巖溶塌陷及其影響分析

巖溶塌陷分布在蘭山區(qū)城區(qū)及其西部的巖溶地下水超采漏斗范圍內(nèi)，多呈點狀分布，并具一地多發(fā)性，規(guī)模一般不大，但破壞性強及影響較大，尤其是處在兗石鐵路兩側(cè)及居民小區(qū)內(nèi)的塌陷，其影響及其危害較大[8]。

根據(jù)研究區(qū)巖溶塌陷分布情況，共劃分為4個區(qū)：高易發(fā)區(qū)：分布在兗石鐵路(全家紅埠寺-杜家三崗段)兩側(cè)區(qū)域、蘭山小區(qū)-涑河地段、苗莊小區(qū)、國棉八廠-陷泥河(后崗頭)地段；中易發(fā)區(qū)：分布在臨沂城區(qū)西部，與西部地下水降落漏斗范圍一致；低易發(fā)區(qū)：分布在中易發(fā)區(qū)的外圍；不易發(fā)區(qū)：研究區(qū)內(nèi)除上述區(qū)域以外的區(qū)域(圖5)。

圖5　臨沂城區(qū)巖溶塌陷分區(qū)圖

3.4人類工程活動及其影響分析

3.4.1地面空間地物類型及其影響分析

研究區(qū)地面空間重要地物類型包括高層建筑、立交橋、歷史保護建筑、主干道、鐵路和電廠。其位置分布如下：高層建筑：主要位于三區(qū)沿河兩岸及南坊新區(qū)、臨沂高新開發(fā)區(qū)、臨沂經(jīng)濟開發(fā)區(qū)；立交橋：研究區(qū)內(nèi)立交橋有兩處，沂州立交：位于蒙山大道與陶然路交會處；雙嶺路立交橋：位于雙嶺路與西外環(huán)交會處；歷史保護建筑、景點：主要有王羲之故居、漢墓竹簡博物館、寶泉寺、華東革命烈士陵園等；鐵路：研究區(qū)內(nèi)主要鐵路為兗石鐵路，位于城區(qū)中部；機場：臨沂機場為國家二級機場。

3.4.2地下空間開發(fā)利用現(xiàn)狀及其影響分析

(1)研究區(qū)地下空間開發(fā)利用現(xiàn)狀。研究區(qū)已開發(fā)利用的地下空間主要包括高層建筑地下室、人防工程、地下交通設(shè)施、地下市政管線及設(shè)施、隧道等。

(2)已開發(fā)地下工程評價分區(qū)。研究區(qū)已開發(fā)地下工程可分為地下管線、高層建筑地下室與隧道、其他三類。

4　臨沂市地下空間資源評價

該次研究工作是在對研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件分析研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)層次分析法確定各指標體系的權(quán)重，采用模糊數(shù)學的評價方法確定各因子的隸屬度，將各個因子按照科學性與可操作性的原則進行單因子圖的編制，然后對12個因子圖進行疊加運算，得到整體綜合評價圖。據(jù)此對地下空間開發(fā)利用適宜性進行綜合評價，將研究區(qū)劃分為地下空間資源開發(fā)適宜性優(yōu)、良、中等、差4個質(zhì)量區(qū)[9]。

優(yōu)區(qū)：主要分布在研究區(qū)北部、西南部及東部地區(qū)。該區(qū)第四系厚度較薄，大部基巖裸露，巖土層以粘土、碎石土、白堊紀安山巖、奧陶紀灰?guī)r、石炭-二疊紀砂頁巖為主，巖石穩(wěn)定性及工程力學性質(zhì)好；該區(qū)富水性較弱，地下水無腐蝕性，地表水體影響小，地下水位埋深不大；地表及地下人類活動已開發(fā)地下工程的影響較小。

良區(qū)：主要分布在南坊新區(qū)及蘭山區(qū)東部。該區(qū)巖土層以粘土、粉質(zhì)粘土、白堊紀安山巖、奧陶紀灰?guī)r為主，巖石穩(wěn)定性及工程力學性質(zhì)較好；第四系厚度一般5～10m，柳青河兩岸及銀雀山一帶，第四系厚度小于5m；該區(qū)工程地質(zhì)條件較簡單，整體穩(wěn)定性較好，無軟土分布；富水性中等或弱，局部為強富水區(qū)，地表水體影響小，水位埋深相對較小；該區(qū)局部分布砂土液化輕微區(qū)及巖溶塌陷低易發(fā)區(qū)，蘭山城區(qū)東南部有小面積的膨脹土分布，該區(qū)高層建筑及地下室較多，規(guī)劃時應避開。

中等區(qū)：主要分布于研究區(qū)中西部的蘭山城區(qū)巖溶塌陷區(qū)、西南部的羅莊煤礦采空塌陷區(qū)、兗石鐵路沿線以及一般斷層兩側(cè)影響區(qū)。該區(qū)富水性中等、基本不受地表水體影響；顧家園-西高都斷裂及NNE向斷裂組的緩沖帶大部分經(jīng)過該區(qū)；該區(qū)土體厚度較大，以砂土、粉土、粉質(zhì)粘土為主，下伏巖溶較發(fā)育的灰?guī)r及穩(wěn)定性較差的煤系地層，工程地質(zhì)條件較復雜；區(qū)內(nèi)分布采空塌陷中等易發(fā)區(qū)、巖溶塌陷中等易發(fā)區(qū)。

差區(qū)：主要分布在研究區(qū)中部，沂河兩岸及祊河與柳青河交會處，西部蘭山城區(qū)三崗、宋王莊、苗莊一帶的巖溶塌陷區(qū)，南部煤礦開采區(qū)以及活動斷裂兩側(cè)，已建高層建筑、防空設(shè)施和歷史保護建筑等也列入了此區(qū)。該區(qū)工程地質(zhì)條件復雜，沂河兩岸巖土層以砂土、粉土、粉質(zhì)粘土為主，厚度大，研究區(qū)中部及西部存在膨脹土及巖溶發(fā)育灰?guī)r分布區(qū)，巖石整體穩(wěn)定性差；區(qū)內(nèi)存在嚴重--中等砂土液化區(qū)，主要位于沂河兩側(cè)；富水性強--極強，受地表水體(如沂河橡膠壩蓄水)影響大，最小地下水位埋深大部小于5m；活動性斷裂發(fā)育，鄌郚-葛溝斷裂與汶泗斷裂交會處位于該區(qū)，NNE向斷裂組經(jīng)過該區(qū)；存在巖溶塌陷與采空塌陷高易發(fā)區(qū)；局部有已建地上高層建筑或地下工程，祊河入口處有已建成的河下隧道(圖6)。

圖6　臨沂市地下空間資源開發(fā)地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)圖

5　地質(zhì)調(diào)查評價分析對比

綜合各方面因素分析，地下空間是人類的一個發(fā)展方向。目前，國內(nèi)、外對地下空間資源都有不同程度的開發(fā)利用，國內(nèi)部分城市已開展了地下空間資源地質(zhì)調(diào)查評價工作，重點評價研究城市地質(zhì)環(huán)境對地下空間資源開發(fā)利用的適宜性，為地下空間資源開發(fā)利用提供地質(zhì)依據(jù)。

(1)國外地下空間資源地質(zhì)調(diào)查評價現(xiàn)狀

國外文獻檢索表明，國外發(fā)達國家已從各城市地下空間規(guī)劃專項入手，逐步形成系統(tǒng)、科學的規(guī)劃，其中以地鐵規(guī)劃和市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃最為突出，一些地下空間利用較早和較為充分的國家，如北歐洲的芬蘭、瑞典、挪威和日本、加拿大等，己經(jīng)逐步將城市具體區(qū)域的地質(zhì)條件研究成果運用于城市地下項目的詳細規(guī)劃，日本已開始研究大深度地下空間開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系，為新一輪的城市再開發(fā)和大深度(地下50～100m)地下空間的再開發(fā)做準備。

(2)國內(nèi)地下空間資源地質(zhì)調(diào)查評價現(xiàn)狀

近年來，眾多地質(zhì)工作者對我國地下空間資源的開發(fā)利用做了許多地質(zhì)調(diào)查評價和科研工作，如對北京市分析了地下工程的地質(zhì)環(huán)境適宜性，并由此提出了幾種具有代表性的適合北京發(fā)展的地下空間開發(fā)利用模式；運用立體效果方式對上海市地層結(jié)構(gòu)進行了詳細闡述，并分析了在地下空間資源開發(fā)利用過程中可能遇到的主要地質(zhì)環(huán)境問題；研究了南京市地質(zhì)環(huán)境與地下工程施工之間的相互影響。我國目前許多大中城市已進行了詳細的地下空間利用規(guī)劃并開始實施，對比國外地下空間資源研究程度，差距不大。

(3)省內(nèi)地下空間資源地質(zhì)調(diào)查評價現(xiàn)狀

山東省各主要城市的地下空間資源調(diào)查評價研究工作已逐步開展，濟南、青島、德州、泰安、臨沂等市相繼開展了地下空間資源調(diào)查評價研究工作，從水文及水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、地質(zhì)環(huán)境條件、人類工程活動等方面對其城市地下空間資源地質(zhì)環(huán)境適宜性進行了分析研究，提出了其主要制約因素。由于各市所處地質(zhì)環(huán)境條件的不同，其制約因素各異，導致各市地下空間開發(fā)利用過程中形成了各自獨有的特色。如濟南市向以“泉城”而著稱，地下空間資源的開發(fā)利用需以不破壞泉水資源為前提，根據(jù)地下空間開發(fā)與泉水保護的影響關(guān)系，凡是地下空間開發(fā)對泉水有影響的區(qū)域，均為地下空間資源開發(fā)制約區(qū)；德州市最主要的地質(zhì)環(huán)境問題為長期過量集中開采深層地下水引發(fā)的地面沉降，市區(qū)沉降中心的最大沉降量已近1m，直接影響著城市地下空間的建設(shè)，因此其地下空間資源開發(fā)應著重考慮地面沉降等影響因素；臨沂市城區(qū)處在沂沭斷裂帶與汶泗斷裂交會處，為地震活動強烈區(qū)，根據(jù)地下空間開發(fā)與斷裂構(gòu)造的影響關(guān)系，其主要制約因素為極其發(fā)育的活動性斷裂，即凡是活動性斷裂對地下空間開發(fā)有影響的區(qū)域，均為地下空間資源開發(fā)制約區(qū)。

(4)分析對比

從上述分析可知，省內(nèi)主要城市對地下空間開發(fā)利用的研究已形成了清晰的評價思路，對影響地下空間開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境條件研究給予了重視，但尚未把地質(zhì)環(huán)境適宜性研究成果全面應用于地下空間的規(guī)劃與建設(shè)，與省外、國外對比，地下空間資源的地質(zhì)調(diào)查研究還是有一定的差距；因各城市所處地質(zhì)環(huán)境條件的不同，其主要制約因素也因地而異，不同城市的地下空間資源地質(zhì)調(diào)查研究工作沒有統(tǒng)一的格式，應結(jié)合實際地質(zhì)環(huán)境條件，因地制宜，突出重點。

6　結(jié)語

(1)研究區(qū)為臨沂市中心城區(qū)范圍，邊界至外環(huán)路，面積441.8km2，地下空間評價深度為0～15m。

(2)評價思路是以城市地下空間資源開發(fā)地質(zhì)環(huán)境適宜性評價為目標層,選取主要影響因素為第一級(主題層)，將各因素中的若干影響因子作為第二級(指標層)，基于層次分析法構(gòu)建了城市地下空間資源開發(fā)利用地質(zhì)環(huán)境適宜性評價的層次結(jié)構(gòu)模型，并研究確定了各層次影響因素的重要性，最后采用模糊數(shù)學的評價方法，確定各因子的隸屬度，對地下空間開發(fā)利用適宜性進行綜合評價。

(3)城區(qū)地下空間開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境影響因素主要為斷裂構(gòu)造、采空地面塌陷、巖溶地面塌陷、地表水體、地下水富水性、巖土層等。其中以活動性斷裂為主要制約因素，根據(jù)地下空間開發(fā)與斷裂構(gòu)造的影響關(guān)系，凡是活動性斷裂對地下空間開發(fā)有影響的區(qū)域，均為地下空間資源開發(fā)制約區(qū)。

(4)根據(jù)地下空間開發(fā)利用適宜性綜合評價結(jié)果，將研究區(qū)劃分為4個質(zhì)量區(qū)，地下空間開發(fā)適宜性優(yōu)區(qū)面積166.27km2，良區(qū)面積61.36km2，中等區(qū)面積71.62km2，差區(qū)面積142.55km2。

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Geological Survey Evaluation and Study on Underground Space Resource in Linyi City

YANG Ming1, ZHU Chenghe1, GUO Changsheng1, YANG Yue2

(1.No.7 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Linyi 276006, China；2. Linyi Bureau of Land and Resources, Shandong Linyi 276000, China)

Accompanying with rapid development of city construction, Linyi city has changed rapidly. But the problems about the dense buildings and traffic congestion have gradually emerged, city construction needs more space, development and utilization of city underground space is the primary problem to solve. Linyi city is located in the intersection of multiple geological unit, among the Yishu fault zone, Linyi monoclinic and Pingyi-Fangcheng basin, with developed faulted structures, strong seismic activities and complex geological conditions. Many factors influence the development of underground space. In this paper, from the aspects of hydrological and hydrogeological condition, engineering geological conditions, geological conditions, human engineering activities, geological environment of underground space resource in Linyi city has been anlyzed and studied. It is regarded that main restriction factor is the extremely developed active faults. All active faults which influenced the development of underground space in the area are the restricted areas to develop the underground space resource. The conclusion has certain

ignificance to improve the development pattern, increase the space utilization ratio, guide the development and utilization of the city space.

Underground space; analysis; Linyi city

2015-08-14；

2015-09-15；編輯：王敏

楊明(1982—)，男，山東郯城人，工程師，從事水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)研究;E-mail:ym0539@139.com

P641.69

B

楊明,朱成河,郭長勝，等.臨沂市城市地下空間資源地質(zhì)調(diào)查評價研究[J].山東國土資源，2016,32(3)：68-75.Yang Ming，Zhu Chenghe， Guo Changsheng, etc. Geological Survey Evaluation and Study on Underground Space Resource in Linyi City[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(3)：68-75.