城市建設(shè)中的活斷層避讓問題分析

阮杰 莫宏嶸 羅袆浩 王家海

摘 要：在城市規(guī)劃建設(shè)中，活斷層的影響比較大，可能會對城市造成嚴(yán)重破壞。在城市規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)對城市以及周邊地區(qū)潛在的危險活斷層進(jìn)行詳細(xì)探究，據(jù)此采用有效的抗震設(shè)防措施。對此，本文首先對活斷層與地震的關(guān)系進(jìn)行介紹，然后對城市建設(shè)中加強活斷層研究的重要性進(jìn)行分析，并對城市建設(shè)中的活斷層避讓問題進(jìn)行詳細(xì)探究。貴州六盤水市位于貴州省西部，威寧-水城斷裂為城市直下型斷層，分析其在城市建設(shè)中的避讓問題，對于六盤水市城市建設(shè)具有重要意義，貴州省六盤水市開展城市活斷層探測的必要性

關(guān)鍵詞：活斷層;地震;關(guān)系;避讓

1 引言

我國地震活斷層分布范圍廣泛，地震活動頻發(fā)，而地震是十分嚴(yán)重的自然災(zāi)害。現(xiàn)如今，城市化建設(shè)不斷加快，城市人口密度增加，如果城市下方有斷裂帶活動，則容易引發(fā)地震災(zāi)害，影響城市建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，導(dǎo)致城市居民生命財產(chǎn)損失。因此，對城市建設(shè)中的活動層避讓問題進(jìn)行深入研究意義重大。貴州省位于我國華南地塊西部，處于我國南北地震帶南段東緣，針對六盤水市的城市直下型斷層威寧-水城斷層，對其開展活斷層探測工作，對于城市的防震減災(zāi)工作和城市規(guī)劃具有重大意義。

2 活斷層與地震關(guān)系

根據(jù)地質(zhì)學(xué)研究，如果某區(qū)域有震源，則其地表表現(xiàn)特征為斷層，活斷層是造成地震災(zāi)害的關(guān)鍵因素。活斷層是由深大斷裂復(fù)活運動所造成的，其具有反復(fù)性以及繼承性特征，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時，沿斷層線會受到嚴(yán)重破壞。因此，活斷層與地震災(zāi)害密切相關(guān)，活斷層的大小、規(guī)模、運動性質(zhì)等，能夠直接影響地震發(fā)生位置以及地震災(zāi)害的破壞性，同時其對于地震地面的影響也比較大。如我省西部的威寧-水城斷層，斷層總體走向310°，斷層延伸208km，由一系列同方向、同性質(zhì)的斷層斷續(xù)連接成帶。斷層傾向北東或南西，傾角60°-80°。斷層帶以強烈擠壓破碎為特征，破碎帶一般較寬，從數(shù)十米至數(shù)百米不等。

如在水城附近修筑滇黔鐵路時開挖的剖面，揭露斷裂帶由一系列北西向平行斷層組成，斷層傾向南西，傾角 80°左右，斷裂兩盤地層強烈擠壓破碎，其中灰?guī)r、白云巖普遍重結(jié)晶，并發(fā)育方解石脈及團(tuán)塊，斷面擦痕微向東南傾斜，部分地段有水平擦痕，下盤見有次級羽狀分支裂隙，顯示斷層以壓性兼具右行扭動的特征。

在威寧羅卜夾，斷裂走向300°，傾向210°，傾角60°，斷層西側(cè)為泥盆系上統(tǒng)灰色致密狀灰?guī)r夾白云巖，東側(cè)為石炭系下統(tǒng)深灰色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r與黑色頁巖互層。斷層兩邊地層有牽引現(xiàn)象，特別是下盤地層被擠壓成小褶曲，在破碎帶中普遍存在蝕變和礦化現(xiàn)象。

在關(guān)嶺縣城東，斷層傾向北東，傾角70°，斷層破碎帶寬約20m，破碎帶主要劈理、擠壓透鏡體及斷層泥組成。斷裂兩側(cè)地層沿斷面幾乎近直立，影響帶寬約100m，在此采樣斷層泥做石英電鏡掃描，其結(jié)果顯示該斷裂帶在更新世有過明顯活動，活動方式為粘滑運動。

斷層在新構(gòu)造期活動明顯，沿斷裂帶常常形成谷地和洼地;在斷裂北端跪起崖—耿家屯斷裂間形成威寧草海盆地，盆地中堆積更新統(tǒng)與全新統(tǒng)厚達(dá)80-90m，其形成與兩側(cè)斷裂在第四紀(jì)活動有關(guān);中段與南端各有一處溫泉出露，水溫分別為31℃和34℃;沿斷裂附近常發(fā)生小震和微震，尤其在威寧一帶，近年來小震較為頻繁，歷史地震亦控制在斷裂的西端，最大震級為5.5級。在鄧起東（2007）出版全國活動構(gòu)造分布圖中，對貫穿六盤水市的威寧-水城斷裂，定義為第四紀(jì)有活動，但晚更新世活動不明。六盤水市自19世紀(jì)以來，記錄到5級以上地震兩次，且該城市屬于貴州省地震重點監(jiān)測防御區(qū)。受埡都-紫云斷層的影響，六盤水屬于高地震風(fēng)險區(qū)。

3 城市建設(shè)中活斷層避讓的重要性

在發(fā)生地震災(zāi)害時，造成城市破壞的原因主要有以下三點：第一，在地震活動過程中，震動比較強烈，導(dǎo)致工程項目受到震動破壞影響，地震波及范圍比較大，尤其是震中區(qū)破壞比較嚴(yán)重。第二，沿發(fā)震斷層以及受到影響的斷層會發(fā)生同震錯動，進(jìn)而造成沿破裂帶受到直接錯動破壞。第三，其他災(zāi)害所造成的破壞。

通過對多個地震案例進(jìn)行分析，由上述第二種斷層所造成的破壞比較常見，在斷層錯動作用的影響下，沿活動斷層會造成城市建設(shè)項目受到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而形成線狀破壞帶。如果建設(shè)場地與斷層錯動破裂帶的距離有十幾米以上，則地震的危害比較小，一般會表現(xiàn)為強地震動所造成的破壞。對此，在城市規(guī)劃建設(shè)中，對于各類工程項目，應(yīng)注意合理避讓活斷層，避免造成嚴(yán)重的地震破壞。

4 城市建設(shè)中的活斷層避讓

4.1 避讓對象

對于活斷層，可分為兩種，即地表可見跡象的活斷層以及隱伏活斷層。在隱伏活動斷層同震破裂擴(kuò)展過程涉及很多參數(shù)變化，包括斷層傾角、材料力學(xué)性質(zhì)、位移量大小等，在擴(kuò)展方向以及地表可能會出現(xiàn)多種不同的破裂形式，并且在發(fā)生位置以及變形幅度等方面具有不確定性;當(dāng)斷層擴(kuò)展到地表面后，破裂帶才會出現(xiàn)局部特征，同時寬度保持穩(wěn)定狀態(tài)。隱伏活動斷層同震錯動是否能夠產(chǎn)生出露會直接影響地表位置對于隱伏活動斷層是否可有效避讓。如果地表可見明顯活斷層，并且同震破裂有局部化特征，則可確定需避讓位置以及避讓對象。

在當(dāng)前的城市規(guī)劃建設(shè)中，地下工程項目比較常見，要求進(jìn)行深基坑施工。在深基坑開挖施工中，在應(yīng)用探槽以及地基開挖機(jī)械設(shè)備時，可揭露上斷點埋深在5m以內(nèi)的隱伏活動斷層，據(jù)此確定避讓對象。有些隱伏活動斷層的上斷點埋深在60m以內(nèi)，在地質(zhì)條件影響下可能會發(fā)生地表破裂，但是對于破裂位置不確定，在城市土地規(guī)劃利用方面，要求采用地球物理探測技術(shù)確定活動斷層上斷點在地表位置的垂直投影，將其作為標(biāo)志線，在其兩側(cè)位置劃出200m影響帶，在影響帶內(nèi)規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)注意避免規(guī)劃建設(shè)特殊建筑工程以及甲類建筑工程，同時，對于乙類建筑工程以及丙類建筑工程，應(yīng)嚴(yán)格控制規(guī)劃施工技術(shù)，結(jié)合實際情況提高其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 活動斷層定位

在城市建設(shè)中，如果地面建筑靠近活斷層，或者跨越活斷層，則會受到地震災(zāi)害的影響，同時還會受到同震地表錯動所造成的破壞作用。因此，活斷層是引發(fā)地震災(zāi)害的關(guān)鍵因素，活斷層的的幾何結(jié)構(gòu)以及對于建筑工程的重要性會對其危險性產(chǎn)生較大影響。

在城市建設(shè)中，為了有效避讓活斷層，應(yīng)對活斷層幾何結(jié)構(gòu)及其位置進(jìn)行詳細(xì)勘察分析，并將其作為土地固話建設(shè)的重要依據(jù)。對此，在城市建設(shè)場地中，為避讓活斷層，要求對活斷層進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定，判斷是否有活斷層，然后再利用探槽技術(shù)以及大比例尺填圖激素，確定活斷層及其分支的走向、傾角等，另外，在探槽壁上，還應(yīng)確定斷層、變形地層、變形帶邊界等?；顢鄬幼冃螏в直环Q為斷層破壞帶，變形帶寬度可代表活斷層變形范圍以及破裂帶出露范圍。

在對活斷層進(jìn)行勘察和定位時，要求由地質(zhì)專家利用先進(jìn)的探測技術(shù)對活斷層進(jìn)行勘察研究，一般可應(yīng)用開挖探槽技術(shù)確定活斷層位置，同時根據(jù)探測結(jié)果確定主斷層兩側(cè)變形帶邊界，據(jù)此進(jìn)行城市規(guī)劃建設(shè)活動層避讓。

4.3 最小避讓距離

在城市工程項目建設(shè)中，在地面建設(shè)工程項目，要求合理避開可能會造成地表破裂的同震錯動面以及周邊地質(zhì)變形帶。在“避讓距離”方面，應(yīng)注意合理避開活斷層同震錯動對于工程項目的直接破壞帶，進(jìn)而有效減輕地震災(zāi)害的不良影響。通過對地震地表破裂局部特征以及地震對于工程項目的破壞進(jìn)行詳細(xì)分析，在發(fā)生地震災(zāi)害時，活動斷層同震地表破裂的位置、變形帶寬度以及類型等會直接影響毀壞帶所處空間位置以及范圍，另外，由地表破裂所造成的工程項目直接毀壞帶寬度一般在30m左右，據(jù)此可確定活動斷層同震變形影響范圍?；顢鄬拥耐疱e動會對工程項目直接毀壞帶產(chǎn)生較大影響，如果地面建筑臨近活斷層，則當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時會受到嚴(yán)重破壞，對此，在工程項目建設(shè)中，在活斷層避讓距離方面，應(yīng)注意將地質(zhì)變形帶邊界線作為起點，向外各15m，作為直立斷層避讓最短距離，因此避讓距離應(yīng)控制在15m以上。在城市工程項目規(guī)劃中，在工程項目施工中，通過避讓活斷層，能夠有效排除未來主斷層滑動面出露點的不確定性，需要注意，在運動學(xué)性質(zhì)以及變形特征方面，走滑斷層以及傾滑斷層的差異比較大，因此，在避讓傾滑斷層時，對于最小避讓距離應(yīng)該合理區(qū)分。

4.4 特殊建（構(gòu)）筑物避讓

特殊建筑工程指的是使用要求比較特殊的工程項目;涉及國家公共安全的工程項目;需特殊設(shè)防的工程項目等。對于一些特殊工程項目，在活斷層避讓方面，不僅需考慮抗斷問題，同時還應(yīng)注意綜合考慮近斷層復(fù)雜強地面運動所造成的破壞。

5 結(jié)語

綜上所述，對城市規(guī)劃建設(shè)中的活斷層避讓問題進(jìn)行了詳細(xì)探究后。表明活斷層對于地震災(zāi)害的影響比較大，在城市工程項目建設(shè)中，如果經(jīng)過活斷層，則可能會對工程項目結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不良影響。對此，在城市建設(shè)中，應(yīng)注意對活斷層進(jìn)行地質(zhì)勘察，并加強對于活斷層探測成果的應(yīng)用，確定活斷層位置以及影響范圍等，合理避讓活斷層，保證工程項目穩(wěn)定性。針對六盤水市的威寧-水城斷層，開展針對性的活斷層探測工作，有助于對該斷裂的具體活動性有更加準(zhǔn)確的把控，其探測結(jié)果有助于城市的規(guī)劃和建設(shè)。

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基金項目：《六盤水市活動斷層探測項目》黔科合支撐[2020]4Y053號;《埡都-紫云斷裂對地震的控制作用研究》黔科合支撐[2017]2818;《貴州省工程防震研究院地震地質(zhì)院士工作站》合同編號：黔科合平臺人才[2016]5601

作者簡介：阮杰（1983-8）男 漢族 本科 助理工程師 主要從事：地震工程工作。