山西大同某廠區地裂縫地質災害勘查

陳 序，張 磊

（1.山西省煤炭地質115勘察院，山西大同 037003；2.太原理工大學礦業工程學院，山西太原 030024；3.山西大同大學煤炭工程學院，山西大同 037003）

山西大同某廠區地裂縫地質災害勘查

陳 序1，2，張 磊3

（1.山西省煤炭地質115勘察院，山西大同 037003；2.太原理工大學礦業工程學院，山西太原 030024；3.山西大同大學煤炭工程學院，山西大同 037003）

大同市某集團機電廠房出現大量墻體裂縫等現象，疑似為地質災害所引起，通過地質災害現狀調查、放射性氡氣勘查和高密度電法勘查，發現工程勘查區內，存在一條寬約15m地裂縫帶，并提出地質災害防治措施，為安全生產提供保證。

地質災害；地裂縫；放射性氡氣；高密度電法

1 工作區背景

地裂縫災害是地質災害的一種，它的發育具有滯后性和持續性，并有繼續發展的可能或趨勢，因此絕不可忽視。近年來，大同市城市建設快速發展，隨之而來的地裂縫災害日趨嚴重，成為大同市內的主要地質災害。據不完全統計，其災害造成的直接經濟損失約63849萬元，可見地裂縫災害已嚴重影響大同市區及周邊的社會和經濟發展，同時對當地人民群眾的生命財產也構成了威脅。

某集團機電裝備公司廠房等場地出現大量墻體裂縫等現象，存在地裂縫災害安全隱患。

2 地質災害現狀調查

經過現場踏勘，勘查區地表沿公路、生活間、液壓三車間、液壓一車間、下料車間、機加工車間方向已形成明顯地裂縫，對地表建筑物造成了一定程度的破壞。（見圖1、表1）。

圖1 目標勘查區地質災害現狀調查照片

據廠方介紹，該廠大部分建筑為上世紀五六十年代建筑，廠房出現的裂縫多為2000年以來陸續發現，并在近兩三年發育較強烈。液壓三車間及液壓一車間、下料車間墻面裂縫處從2012年至今2～3次貼紙條均被拉斷。

3 地球物理勘查

3.1 放射性氡氣測量

（1）完成工作量

KZ-D02 杯測氡儀儀器性能穩定，靈敏度高。本次放射性氡氣測量根據區域地質構造特征及地表實際硬化情況共布設4條測線，布設于勘查區南區東部、西部、及勘查區西部，達到了對建設用地控制的目的。放射性氡氣測線總長480m，115個物理點，點距5m，在出現數據異常點處附近加密到點距2m。

表1 地質環境調查表

（2）測量成果解釋

勘查區位于沖洪積傾斜平原地區，地表主要為第四系雜填土及粉土，經測量該地段氡氣脈沖值背景值介于10～30之間，觀測點3分鐘氡氣脈沖值大部分介于10～30之間，部分小于10及略大于30，現對測量結果解釋如下：

A1剖面：位于勘查區南區東部，測線走向約為由南至北，測點由南至北排列，分析認為無地裂縫通過（圖2）。

圖2 A1測線放射性氡氣脈沖值曲線圖

A2剖面：位于勘查區南區西部，測線走向約為由南至北，測點由南至北排列，分析認為無地裂縫通過（圖3）。

圖3 A2測線放射性氡氣脈沖值曲線圖

A3剖面：位于勘查區東部，測線走向約為由南至北，測點由南至北排列，在初步測量發現異常點后，在50～70m處進行加密測量，點距2m。3分鐘氡氣脈沖值在54～68m處均出現異常，最高值達到86，最低值為44，推測為地裂縫帶通過區域。其他點3分鐘氡氣脈沖值均小于60，分析認為無地裂縫通過（圖4）。

A4剖面：位于勘查區正門西部，測線走約為向由南至北，測點由南至北排列，在初步測量發現異常點后，在45～76m處進行加密測量，點距2m。3分鐘氡氣脈沖值在52～66m處均出現異常，最高值達到106，最低值為52，推測為地裂縫帶通過區域。其他點3分鐘氡氣脈沖值均小于60，分析認為無地裂縫通過（圖5）。

圖5 A4測線放射性氡氣脈沖值曲線圖

3.2 高密度電法勘查

（1）完成工作量

儀器使用嬌鵬高密度電法儀、WDJD-2型多功能數字直流激電儀和WDJD-1多路電極轉換器，成果用專用軟件處理系統對原始資料進行計算、分析、處理。

根據勘查區條件和勘查目的，布設了4條測線，L1布設于勘查區東側，方向近SN，總長度640m，極距10m，采用4極對稱排列法，共64個物理點，最大測量深度約106m。L2布設于勘查區西側，方向近SN，長度720m，極距10m，采用4極對稱排列法，共72個物理點，最大測量深度約120m。L3布設于勘查區東部，S方向近N，長度106m，極距2m，聯剖反裝置排列方法，共53個物理點，最大測量深度約17.2m。L4布設于勘查區正門西部，方向近SN，長度106m，極距10m，采用溫納裝置排列方法，共53個物理點，最大測量深度約15.8m。

（2）勘查結果

L1測線：由于場地限制，測線350m之后的接地電極多插在樹坑內，地面硬化情況較嚴重，造成350m之后整體視電阻率較高。在近地表深度30m，在剖面橫向上樁號320m左右區域范圍內出現小范圍的異常區域，該處異常數據位置與放射性氡氣測量數據異常點位置重合，分析推斷該視電阻率變化異常區域為地裂縫帶通過位置（圖6）。

L2測線：在近地表深度25m，在剖面橫向上樁號250～270m區域范圍內出現小范圍的異常區域，經實地踏勘考證，為一涵洞位置。在近地表深度25m，在剖面橫向上樁號320m左右區域范圍內出現小范圍的異常區域，該處異常數據位置與放射性氡氣測量數據異常點位置重合，分析推斷該處視電阻率變化異常區域為地裂縫帶通過位置（圖7）。

圖6 L1線高密度地電影像圖

圖7 L2線高密度地電影像圖

L3測線：接地電極多插在樹坑內，地面硬化情況較嚴重，造成整體視電阻率較高，該條測線地電影像反演誤差63.4%，效果很差。在剖面橫向上，在樁號0～26m區域范圍內出現大范圍的異常區域，但是從反演成果不難看出（圖8），在64m處出現明顯的視電阻率突然變化，該處異常數據位置與放射性氡氣測量數據異常點位置重合，分析推斷該處視電阻率變化異常區域為地裂縫帶通過位置。

圖8 L3線高密度地電影像圖

L4測線：該條測線地電影像反演誤差3.3%，效果較好。在剖面橫向上，在32m位置視電阻率發生突然變化，該處異常數據位置與放射性氡氣測量數據異常點位置重合，分析推斷該視電阻率變化異常區域為地裂縫帶通過位置（圖9）。

圖9 L4線高密度地電影像圖

3.3 綜合解釋結果

根據放射性氡氣測量結果及高密度電法測量結果，結合區域地質資料及周邊地區地質災害調查及區劃研究成果，推測工程勘查區內存在一條地裂縫帶，寬約15m，地裂縫帶附近未發現衍生的次級地裂縫。

4 地質災害防治措施

（1)對已發生墻面裂縫的建筑采取加固措施。

（2)做好地裂縫帶附近防滲漏工程和防排水工程。

（3)對地裂縫帶以外的建筑物進行裂縫監測工作，派專人對墻面裂縫及地裂縫發育情況進行監督記錄，發現問題及時采取措施。

（4)廠區今后的工程建設中需對地裂縫帶嚴格采取避讓措施。

[1]王景明.地裂縫及其災害的理論與應用[M].西安：科學技術出版社，2000．

[2]武 強，姜振泉，李云龍.山西斷陷盆地地裂縫災害研究[M].北京：地質出版社，2003.

[3]楊艷萍.大同市平原區地形變初步研究報告[R].太原：山西省地礦局環境地質總站，1991.

[4]賀秀全.山西省地面沉降與地裂縫調查報告[R].太原：山西省地質環境監測中心，2009.

[5]陳 亮.大同市市區及周邊平原區地下水動態分析報告(2003～2007)[R]太原：山西省地質勘查局二一七地質隊，2008.

[6]陳志新，邢集善，穆魁元，等.大同機車工廠及鄰區地裂縫研究[M].陜西：科學技術出版社,1991.

Exploration of a Workshop Ground Fissures Geological Disasters in Datong

CHEN Xu1,2，ZHANG Lei3
(1. Shanxi Coal Geological 115 Institute of Geological Survey, Datong 037003；2. College of Mining Engineering of Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024；3. Coal and Engineering College of Datong University, Datong, 37003)

A lot of wall f ssures occurred in a workshop in Datong, which may be caused by geological disaster. Based on the investigation of the geological disasters, such as radioactive radon gas measurement and high-density electrical method, we found a ground f ssure with the width of about 15 meters. Finally, we have put forward to some measures for preventing geological disaster, which can provide guarantee for safe production.

Geological disasters；Ground fissures；Radioactive radon gas；High-density electrical method

TU478

A

1007-1903（2014）03-0033-04

陳 序（1984-） ，男，本科，助理工程師，研究方向地質災害治理。Email：dtblack84@163.com