城市建設中的活斷層避讓問題分析

阮杰 莫宏嶸 羅袆浩 王家海

摘 要：在城市規劃建設中，活斷層的影響比較大，可能會對城市造成嚴重破壞。在城市規劃建設中，應對城市以及周邊地區潛在的危險活斷層進行詳細探究，據此采用有效的抗震設防措施。對此，本文首先對活斷層與地震的關系進行介紹，然后對城市建設中加強活斷層研究的重要性進行分析，并對城市建設中的活斷層避讓問題進行詳細探究。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，分析其在城市建設中的避讓問題，對于六盤水市城市建設具有重要意義，貴州省六盤水市開展城市活斷層探測的必要性

關鍵詞：活斷層;地震;關系;避讓

1 引言

我國地震活斷層分布范圍廣泛，地震活動頻發，而地震是十分嚴重的自然災害。現如今，城市化建設不斷加快，城市人口密度增加，如果城市下方有斷裂帶活動，則容易引發地震災害，影響城市建筑工程結構穩定性，導致城市居民生命財產損失。因此，對城市建設中的活動層避讓問題進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工作和城市規劃具有重大意義。

2 活斷層與地震關系

根據地質學研究，如果某區域有震源，則其地表表現特征為斷層，活斷層是造成地震災害的關鍵因素。活斷層是由深大斷裂復活運動所造成的，其具有反復性以及繼承性特征，當發生地震災害時，沿斷層線會受到嚴重破壞。因此，活斷層與地震災害密切相關，活斷層的大小、規模、運動性質等，能夠直接影響地震發生位置以及地震災害的破壞性，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、同性質的斷層斷續連接成帶。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，從數十米至數百米不等。

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，其中灰巖、白云巖普遍重結晶，并發育方解石脈及團塊，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°，斷層西側為泥盆系上統灰色致密狀灰巖夾白云巖，東側為石炭系下統深灰色中厚層泥質灰巖與黑色頁巖互層。斷層兩邊地層有牽引現象，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象。

在關嶺縣城東，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，盆地中堆積更新統與全新統厚達80-90m，其形成與兩側斷裂在第四紀活動有關;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，定義為第四紀有活動，但晚更新世活動不明。六盤水市自19世紀以來，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測防御區。受埡都-紫云斷層的影響，六盤水屬于高地震風險區。

3 城市建設中活斷層避讓的重要性

在發生地震災害時，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，尤其是震中區破壞比較嚴重。第二，沿發震斷層以及受到影響的斷層會發生同震錯動，進而造成沿破裂帶受到直接錯動破壞。第三，其他災害所造成的破壞。

通過對多個地震案例進行分析，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項目受到嚴重破壞，進而形成線狀破壞帶。如果建設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，一般會表現為強地震動所造成的破壞。對此，在城市規劃建設中，對于各類工程項目，應注意合理避讓活斷層，避免造成嚴重的地震破壞。

4 城市建設中的活斷層避讓

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展過程涉及很多參數變化，包括斷層傾角、材料力學性質、位移量大小等，在擴展方向以及地表可能會出現多種不同的破裂形式，并且在發生位置以及變形幅度等方面具有不確定性;當斷層擴展到地表面后，破裂帶才會出現局部特征，同時寬度保持穩定狀態。隱伏活動斷層同震錯動是否能夠產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。

在當前的城市規劃建設中，地下工程項目比較常見，要求進行深基坑施工。在深基坑開挖施工中，在應用探槽以及地基開挖機械設備時，可揭露上斷點埋深在5m以內的隱伏活動斷層，據此確定避讓對象。有些隱伏活動斷層的上斷點埋深在60m以內，在地質條件影響下可能會發生地表破裂，但是對于破裂位置不確定，在城市土地規劃利用方面，要求采用地球物理探測技術確定活動斷層上斷點在地表位置的垂直投影，將其作為標志線，在其兩側位置劃出200m影響帶，在影響帶內規劃建設中，應注意避免規劃建設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，應嚴格控制規劃施工技術，結合實際情況提高其抗震設防標準。

4.2 活動斷層定位

在城市建設中，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，活斷層是引發地震災害的關鍵因素，活斷層的的幾何結構以及對于建筑工程的重要性會對其危險性產生較大影響。

在城市建設中，為了有效避讓活斷層，應對活斷層幾何結構及其位置進行詳細勘察分析，并將其作為土地固話建設的重要依據。對此，在城市建設場地中，為避讓活斷層，要求對活斷層進行準確鑒定，判斷是否有活斷層，然后再利用探槽技術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，還應確定斷層、變形地層、變形帶邊界等。活斷層變形帶又被稱為斷層破壞帶，變形帶寬度可代表活斷層變形范圍以及破裂帶出露范圍。

在對活斷層進行勘察和定位時，要求由地質專家利用先進的探測技術對活斷層進行勘察研究，一般可應用開挖探槽技術確定活斷層位置，同時根據探測結果確定主斷層兩側變形帶邊界，據此進行城市規劃建設活動層避讓。

4.3 最小避讓距離

在城市工程項目建設中，在地面建設工程項目，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變形帶。在“避讓距離”方面，應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，進而有效減輕地震災害的不良影響。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行詳細分析，在發生地震災害時，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，據此可確定活動斷層同震變形影響范圍。活斷層的同震錯動會對工程項目直接毀壞帶產生較大影響，如果地面建筑臨近活斷層，則當發生地震災害時會受到嚴重破壞，對此，在工程項目建設中，在活斷層避讓距離方面，應注意將地質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，因此避讓距離應控制在15m以上。在城市工程項目規劃中，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，在運動學性質以及變形特征方面，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該合理區分。

4.4 特殊建（構）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，同時還應注意綜合考慮近斷層復雜強地面運動所造成的破壞。

5 結語

綜上所述，對城市規劃建設中的活斷層避讓問題進行了詳細探究后。表明活斷層對于地震災害的影響比較大，在城市工程項目建設中，如果經過活斷層，則可能會對工程項目結構穩定性造成不良影響。對此，在城市建設中，應注意對活斷層進行地質勘察，并加強對于活斷層探測成果的應用，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確的把控，其探測結果有助于城市的規劃和建設。

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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。