陳 序，張 磊

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

山西大同某廠區(qū)地裂縫地質(zhì)災(zāi)害勘查

陳 序1，2，張 磊3

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

大同市某集團(tuán)機(jī)電廠房出現(xiàn)大量墻體裂縫等現(xiàn)象，疑似為地質(zhì)災(zāi)害所引起，通過(guò)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀調(diào)查、放射性氡氣勘查和高密度電法勘查，發(fā)現(xiàn)工程勘查區(qū)內(nèi)，存在一條寬約15m地裂縫帶，并提出地質(zhì)災(zāi)害防治措施，為安全生產(chǎn)提供保證。

地質(zhì)災(zāi)害；地裂縫；放射性氡氣；高密度電法

1 工作區(qū)背景

地裂縫災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一種，它的發(fā)育具有滯后性和持續(xù)性，并有繼續(xù)發(fā)展的可能或趨勢(shì)，因此絕不可忽視。近年來(lái)，大同市城市建設(shè)快速發(fā)展，隨之而來(lái)的地裂縫災(zāi)害日趨嚴(yán)重，成為大同市內(nèi)的主要地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約63849萬(wàn)元，可見(jiàn)地裂縫災(zāi)害已嚴(yán)重影響大同市區(qū)及周邊的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳?cái)產(chǎn)也構(gòu)成了威脅。

某集團(tuán)機(jī)電裝備公司廠房等場(chǎng)地出現(xiàn)大量墻體裂縫等現(xiàn)象，存在地裂縫災(zāi)害安全隱患。

2 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀調(diào)查

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，勘查區(qū)地表沿公路、生活間、液壓三車(chē)間、液壓一車(chē)間、下料車(chē)間、機(jī)加工車(chē)間方向已形成明顯地裂縫，對(duì)地表建筑物造成了一定程度的破壞。（見(jiàn)圖1、表1）。

圖1 目標(biāo)勘查區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀調(diào)查照片

據(jù)廠方介紹，該廠大部分建筑為上世紀(jì)五六十年代建筑，廠房出現(xiàn)的裂縫多為2000年以來(lái)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，并在近兩三年發(fā)育較強(qiáng)烈。液壓三車(chē)間及液壓一車(chē)間、下料車(chē)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(cè)量

（1）完成工作量

KZ-D02 杯測(cè)氡儀儀器性能穩(wěn)定，靈敏度高。本次放射性氡氣測(cè)量根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征及地表實(shí)際硬化情況共布設(shè)4條測(cè)線，布設(shè)于勘查區(qū)南區(qū)東部、西部、及勘查區(qū)西部，達(dá)到了對(duì)建設(shè)用地控制的目的。放射性氡氣測(cè)線總長(zhǎng)480m，115個(gè)物理點(diǎn)，點(diǎn)距5m，在出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常點(diǎn)處附近加密到點(diǎn)距2m。

表1 地質(zhì)環(huán)境調(diào)查表

（2）測(cè)量成果解釋

勘查區(qū)位于沖洪積傾斜平原地區(qū)，地表主要為第四系雜填土及粉土，經(jīng)測(cè)量該地段氡氣脈沖值背景值介于10～30之間，觀測(cè)點(diǎn)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(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果解釋如下：

A1剖面：位于勘查區(qū)南區(qū)東部，測(cè)線走向約為由南至北，測(cè)點(diǎn)由南至北排列，分析認(rèn)為無(wú)地裂縫通過(guò)（圖2）。

圖2 A1測(cè)線放射性氡氣脈沖值曲線圖

A2剖面：位于勘查區(qū)南區(qū)西部，測(cè)線走向約為由南至北，測(cè)點(diǎn)由南至北排列，分析認(rèn)為無(wú)地裂縫通過(guò)（圖3）。

圖3 A2測(cè)線放射性氡氣脈沖值曲線圖

A3剖面：位于勘查區(qū)東部，測(cè)線走向約為由南至北，測(cè)點(diǎn)由南至北排列，在初步測(cè)量發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)后，在50～70m處進(jìn)行加密測(cè)量，點(diǎn)距2m。3分鐘氡氣脈沖值在54～68m處均出現(xiàn)異常，最高值達(dá)到86，最低值為44，推測(cè)為地裂縫帶通過(guò)區(qū)域。其他點(diǎn)3分鐘氡氣脈沖值均小于60，分析認(rèn)為無(wú)地裂縫通過(guò)（圖4）。

A4剖面：位于勘查區(qū)正門(mén)西部，測(cè)線走約為向由南至北，測(cè)點(diǎn)由南至北排列，在初步測(cè)量發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)后，在45～76m處進(jìn)行加密測(cè)量，點(diǎn)距2m。3分鐘氡氣脈沖值在52～66m處均出現(xiàn)異常，最高值達(dá)到106，最低值為52，推測(cè)為地裂縫帶通過(guò)區(qū)域。其他點(diǎn)3分鐘氡氣脈沖值均小于60，分析認(rèn)為無(wú)地裂縫通過(guò)（圖5）。

圖5 A4測(cè)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(shù)字直流激電儀和WDJD-1多路電極轉(zhuǎn)換器，成果用專用軟件處理系統(tǒng)對(duì)原始資料進(jìn)行計(jì)算、分析、處理。

根據(jù)勘查區(qū)條件和勘查目的，布設(shè)了4條測(cè)線，L1布設(shè)于勘查區(qū)東側(cè)，方向近SN，總長(zhǎng)度640m，極距10m，采用4極對(duì)稱排列法，共64個(gè)物理點(diǎn)，最大測(cè)量深度約106m。L2布設(shè)于勘查區(qū)西側(cè)，方向近SN，長(zhǎng)度720m，極距10m，采用4極對(duì)稱排列法，共72個(gè)物理點(diǎn)，最大測(cè)量深度約120m。L3布設(shè)于勘查區(qū)東部，S方向近N，長(zhǎng)度106m，極距2m，聯(lián)剖反裝置排列方法，共53個(gè)物理點(diǎn)，最大測(cè)量深度約17.2m。L4布設(shè)于勘查區(qū)正門(mén)西部，方向近SN，長(zhǎng)度106m，極距10m，采用溫納裝置排列方法，共53個(gè)物理點(diǎn)，最大測(cè)量深度約15.8m。

（2）勘查結(jié)果

L1測(cè)線：由于場(chǎng)地限制，測(cè)線350m之后的接地電極多插在樹(shù)坑內(nèi)，地面硬化情況較嚴(yán)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(hào)320m左右區(qū)域范圍內(nèi)出現(xiàn)小范圍的異常區(qū)域，該處異常數(shù)據(jù)位置與放射性氡氣測(cè)量數(shù)據(jù)異常點(diǎn)位置重合，分析推斷該視電阻率變化異常區(qū)域?yàn)榈亓芽p帶通過(guò)位置（圖6）。

L2測(cè)線：在近地表深度25m，在剖面橫向上樁號(hào)250～270m區(qū)域范圍內(nèi)出現(xiàn)小范圍的異常區(qū)域，經(jīng)實(shí)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(hào)320m左右區(qū)域范圍內(nèi)出現(xiàn)小范圍的異常區(qū)域，該處異常數(shù)據(jù)位置與放射性氡氣測(cè)量數(shù)據(jù)異常點(diǎn)位置重合，分析推斷該處視電阻率變化異常區(qū)域?yàn)榈亓芽p帶通過(guò)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(cè)線：接地電極多插在樹(shù)坑內(nèi)，地面硬化情況較嚴(yán)重，造成整體視電阻率較高，該條測(cè)線地電影像反演誤差63.4%，效果很差。在剖面橫向上，在樁號(hào)0～26m區(qū)域范圍內(nèi)出現(xiàn)大范圍的異常區(qū)域，但是從反演成果不難看出（圖8），在64m處出現(xiàn)明顯的視電阻率突然變化，該處異常數(shù)據(jù)位置與放射性氡氣測(cè)量數(shù)據(jù)異常點(diǎn)位置重合，分析推斷該處視電阻率變化異常區(qū)域?yàn)榈亓芽p帶通過(guò)位置。

圖8 L3線高密度地電影像圖

L4測(cè)線：該條測(cè)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(fā)生突然變化，該處異常數(shù)據(jù)位置與放射性氡氣測(cè)量數(shù)據(jù)異常點(diǎn)位置重合，分析推斷該視電阻率變化異常區(qū)域?yàn)榈亓芽p帶通過(guò)位置（圖9）。

圖9 L4線高密度地電影像圖

3.3 綜合解釋結(jié)果

根據(jù)放射性氡氣測(cè)量結(jié)果及高密度電法測(cè)量結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料及周邊地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查及區(qū)劃研究成果，推測(cè)工程勘查區(qū)內(nèi)存在一條地裂縫帶，寬約15m，地裂縫帶附近未發(fā)現(xiàn)衍生的次級(jí)地裂縫。

4 地質(zhì)災(zāi)害防治措施

（1)對(duì)已發(fā)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(duì)地裂縫帶以外的建筑物進(jìn)行裂縫監(jiān)測(cè)工作，派專人對(duì)墻面裂縫及地裂縫發(fā)育情況進(jìn)行監(jiān)督記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施。

（4)廠區(qū)今后的工程建設(shè)中需對(duì)地裂縫帶嚴(yán)格采取避讓措施。

[1]王景明.地裂縫及其災(zāi)害的理論與應(yīng)用[M].西安：科學(xué)技術(shù)出版社，2000．

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

[3]楊艷萍.大同市平原區(qū)地形變初步研究報(bào)告[R].太原：山西省地礦局環(huán)境地質(zhì)總站，1991.

[4]賀秀全.山西省地面沉降與地裂縫調(diào)查報(bào)告[R].太原：山西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，2009.

[5]陳 亮.大同市市區(qū)及周邊平原區(qū)地下水動(dòng)態(tài)分析報(bào)告(2003～2007)[R]太原：山西省地質(zhì)勘查局二一七地質(zhì)隊(duì)，2008.

[6]陳志新，邢集善，穆魁元，等.大同機(jī)車(chē)工廠及鄰區(qū)地裂縫研究[M].陜西：科學(xué)技術(shù)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(zhì)災(zāi)害治理。Email：dtblack84@163.com