臨沂市蒙山旅游區(qū)柏林鎮(zhèn)中學(xué)場(chǎng)地?cái)嗔烟讲?/h1>
2019-12-06 01:51:34康艷蕊董騰超
智能城市 2019年22期
康艷蕊 董騰超
（1.山東正元地球物理信息技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.山東省地震局，山東 濟(jì)南 250000）
發(fā)震斷層所引發(fā)的地表破裂和近斷層強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)對(duì)建于其上的構(gòu)筑物有極強(qiáng)的破壞作用。在規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程建設(shè)中，如果場(chǎng)地內(nèi)存在發(fā)震斷裂，應(yīng)對(duì)斷裂的位置和活動(dòng)時(shí)代進(jìn)行詳細(xì)的探查[1]，作為規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程建設(shè)合理避讓或采取相應(yīng)工程措施規(guī)避或減輕風(fēng)險(xiǎn)的依據(jù)。
臨沂市蒙山旅游區(qū)柏林鎮(zhèn)中學(xué)位于平邑縣柏林鎮(zhèn)萬(wàn)紅路以東、蒙山家園西南。我單位接受委托對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)，鉆孔揭露的地層巖性有明顯的差異，其中zk1～zk6、zk9揭露基巖為太古代片麻巖，zk7、zk8揭露基巖為古近紀(jì)泥巖（見圖1）。同時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)校操場(chǎng)在清除淺層松散層之后，下伏基巖呈現(xiàn)黃褐色和紫紅色兩種截然不同的顏色。項(xiàng)目組懷疑有斷裂存在。
根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、鉆孔揭露的地層巖性和斷裂的位置，認(rèn)為該斷裂為蒙山山前斷裂。
圖1 建設(shè)工程及工作布置平面圖
蒙山山前斷裂位于蒙山山前，是平邑-方城盆地的北邊界斷裂。斷裂西起放城，經(jīng)公家莊、楊莊、通泰莊、崖頭，向東與沂沭斷裂帶交匯，全長(zhǎng)120 km。斷裂走向北西，在南東端轉(zhuǎn)為近東西向，傾向南西，傾角45～85°。蒙山斷裂帶是臨沂-長(zhǎng)清中強(qiáng)地震帶的控制斷裂，蒙山山前斷裂作為蒙山斷裂帶活動(dòng)性最強(qiáng)的一段，具有發(fā)生中強(qiáng)地震的構(gòu)造背景[2-4]（見圖2）。
圖2 蒙山山前斷裂地質(zhì)構(gòu)造背景圖
1 山山前斷裂和次級(jí)小斷裂的位置探查
為確定蒙山山前斷裂在工程場(chǎng)地內(nèi)的位置，我們?cè)趫?chǎng)地中進(jìn)行了探槽開挖和地質(zhì)調(diào)查。探槽位于普通教學(xué)樓和綜合樓東側(cè)，南北走向（探槽位置如圖1所示）。根據(jù)探槽揭露結(jié)果，蒙山山前斷裂傾向南西，為正斷層，破碎帶寬近60 m。從探槽剖面上可以看出斷裂發(fā)育于太古代片麻巖和古近紀(jì)泥巖之間（圖3）。
圖3 場(chǎng)地探槽揭露的斷層照片及剖面素描圖
斷層帶由褐黃色、紫紅色、暗褐色、灰綠-灰白色碎裂巖、碎粉巖和斷層泥組成。其中發(fā)育多個(gè)斷層面，斷層面走向135～145°，傾角35～65°。蒙山山前斷裂F1為最新活動(dòng)的斷層，構(gòu)成太古代片麻巖和古近紀(jì)泥巖的分界。斷層下盤從斷層面向北依次發(fā)育混雜碎粉巖、碎裂巖、碎裂碎粉巖和碎粉巖，主要巖性為太古代片麻巖；斷層上盤從斷層面向南依次發(fā)育斷層泥、混雜斷層泥夾碎粉巖、灰?guī)r透鏡體帶、強(qiáng)風(fēng)化片理化泥巖和碎裂泥巖，主要巖性為古近紀(jì)泥巖。
探槽西側(cè)，普通教學(xué)樓基坑見太古代片麻巖和古近紀(jì)泥巖呈斷層接觸，沿?cái)嗔寻l(fā)育與探槽揭露相同的斷層泥及斷裂破碎帶（斷裂位置如圖1考察點(diǎn)KCD3所示）。探槽東側(cè)操場(chǎng)基坑中見太古代片麻巖和古近紀(jì)泥巖呈斷層接觸，沿?cái)嗔研纬蓛煞N不同顏色的接觸線（見圖4）。
圖4 操場(chǎng)基坑中斷層出露線照片（鏡像西，拍照位置如圖1考察點(diǎn)KCD2所示）
斷裂位置如圖1考察點(diǎn)KCD2所示。根據(jù)探槽剖面點(diǎn)KCD1、考察點(diǎn)KCD2和考察點(diǎn)KCD3的連線可知，蒙山山前斷裂F1從普通教學(xué)樓南座下方穿過，向南東經(jīng)操場(chǎng)延伸至場(chǎng)地外（斷裂分布見圖1）。
在進(jìn)行場(chǎng)地鉆探時(shí)，發(fā)現(xiàn)蒙山山前斷裂南側(cè)ZK9和ZK7、ZK8揭露的巖性差異較大，這種地層不連續(xù)在場(chǎng)地鉆孔聯(lián)合剖面（圖5）中有明顯的體現(xiàn)。ZK9揭露的地層為古近紀(jì)泥巖，ZK7、ZK8揭露的地層主要為太古代片麻巖。為明確古近系和太古界的接觸關(guān)系，項(xiàng)目組在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查。在綜合樓西側(cè)（圖1考察點(diǎn)KCD4）發(fā)現(xiàn)次級(jí)斷裂F2（圖6）。剖面中見太古代片麻巖逆沖于古近紀(jì)泥巖之上。斷裂下盤古近紀(jì)泥巖呈片理狀，上盤由片麻巖組成，斷層帶物質(zhì)已膠結(jié)。從斷層帶物質(zhì)膠結(jié)情況分析，F(xiàn)2斷裂活動(dòng)時(shí)代較老，應(yīng)為前第四紀(jì)斷裂。
根據(jù)KCD4的位置，結(jié)合ZK6和ZK7的位置，推測(cè)F2基本平行于蒙山山前斷裂F1展布，從綜合樓南座下方通過，向東南方向延伸至場(chǎng)外。
圖5 場(chǎng)地地震地質(zhì)鉆孔聯(lián)合剖面
圖6 場(chǎng)地中蒙山山前斷裂南側(cè)次級(jí)小斷層F2剖面照片（鏡像西）
2 斷裂活動(dòng)性的確定
由于探槽開挖之前施工方已清除了基巖上部的松散堆積層，項(xiàng)目組無(wú)法得知斷層斷錯(cuò)的最新地層的年齡。根據(jù)晁洪太等（1992）和王志才等（2001）研究結(jié)果，蒙山山前斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為晚更新世末期或全新世早期。根據(jù)王志才等（2001）在楊莊水庫(kù)發(fā)現(xiàn)的斷裂剖面，斷裂斷錯(cuò)的最新地層為黃褐色砂礫石、亞砂土，形成年代大約為40～50 kaBP，斷裂上覆未被斷錯(cuò)的灰色砂礫石層的TL年齡為（24.3±1.2）kaBP，說(shuō)明斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為晚更新世晚期。楊莊水庫(kù)距離場(chǎng)地約5 km，兩處斷裂的活動(dòng)時(shí)代具有可對(duì)比性。
3 結(jié)語(yǔ)
（1）根據(jù)探槽開挖、鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面和地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合區(qū)域斷裂活動(dòng)特征分析，揭示場(chǎng)地蒙山山前斷裂為晚更新世晚期活動(dòng)斷裂，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)為正斷兼左旋，沿北西向從普通教學(xué)樓南座下方通過場(chǎng)地。次級(jí)斷裂F2為前第四紀(jì)斷裂，從綜合樓南座下方通過。（2）蒙山山前斷裂破碎帶寬約60 m，由褐黃色、紫紅色、暗褐色、灰綠-灰白色碎裂巖、碎粉巖和斷層泥組成。蒙山山前斷裂北東盤為太古代片麻巖，它與次級(jí)小斷裂F2之間為古近紀(jì)泥巖，小斷裂F2南西盤又變?yōu)樘糯閹r。斷裂兩側(cè)巖性的差異及破碎帶的存在導(dǎo)致地基承載力具有明顯的不均勻性。（3）蒙山山前斷裂為晚更新世晚期活動(dòng)斷裂，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011―2010）》，可不考慮斷裂活動(dòng)錯(cuò)斷地表對(duì)建筑物的影響。但考慮到斷裂兩側(cè)巖性差異及破碎帶的存在會(huì)導(dǎo)致地基產(chǎn)生不均勻沉降，建議建設(shè)部門做好地基處理。
本次研究是活動(dòng)斷裂穿越工程場(chǎng)地的一個(gè)實(shí)例，其工作方法和措施對(duì)解決類似問題具有借鑒意義。
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發(fā)震斷層所引發(fā)的地表破裂和近斷層強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)對(duì)建于其上的構(gòu)筑物有極強(qiáng)的破壞作用。在規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程建設(shè)中，如果場(chǎng)地內(nèi)存在發(fā)震斷裂，應(yīng)對(duì)斷裂的位置和活動(dòng)時(shí)代進(jìn)行詳細(xì)的探查[1]，作為規(guī)劃設(shè)計(jì)和工程建設(shè)合理避讓或采取相應(yīng)工程措施規(guī)避或減輕風(fēng)險(xiǎn)的依據(jù)。
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根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、鉆孔揭露的地層巖性和斷裂的位置，認(rèn)為該斷裂為蒙山山前斷裂。
圖1 建設(shè)工程及工作布置平面圖
蒙山山前斷裂位于蒙山山前，是平邑-方城盆地的北邊界斷裂。斷裂西起放城，經(jīng)公家莊、楊莊、通泰莊、崖頭，向東與沂沭斷裂帶交匯，全長(zhǎng)120 km。斷裂走向北西，在南東端轉(zhuǎn)為近東西向，傾向南西，傾角45～85°。蒙山斷裂帶是臨沂-長(zhǎng)清中強(qiáng)地震帶的控制斷裂，蒙山山前斷裂作為蒙山斷裂帶活動(dòng)性最強(qiáng)的一段，具有發(fā)生中強(qiáng)地震的構(gòu)造背景[2-4]（見圖2）。
圖2 蒙山山前斷裂地質(zhì)構(gòu)造背景圖
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圖3 場(chǎng)地探槽揭露的斷層照片及剖面素描圖
斷層帶由褐黃色、紫紅色、暗褐色、灰綠-灰白色碎裂巖、碎粉巖和斷層泥組成。其中發(fā)育多個(gè)斷層面，斷層面走向135～145°，傾角35～65°。蒙山山前斷裂F1為最新活動(dòng)的斷層，構(gòu)成太古代片麻巖和古近紀(jì)泥巖的分界。斷層下盤從斷層面向北依次發(fā)育混雜碎粉巖、碎裂巖、碎裂碎粉巖和碎粉巖，主要巖性為太古代片麻巖；斷層上盤從斷層面向南依次發(fā)育斷層泥、混雜斷層泥夾碎粉巖、灰?guī)r透鏡體帶、強(qiáng)風(fēng)化片理化泥巖和碎裂泥巖，主要巖性為古近紀(jì)泥巖。
探槽西側(cè)，普通教學(xué)樓基坑見太古代片麻巖和古近紀(jì)泥巖呈斷層接觸，沿?cái)嗔寻l(fā)育與探槽揭露相同的斷層泥及斷裂破碎帶（斷裂位置如圖1考察點(diǎn)KCD3所示）。探槽東側(cè)操場(chǎng)基坑中見太古代片麻巖和古近紀(jì)泥巖呈斷層接觸，沿?cái)嗔研纬蓛煞N不同顏色的接觸線（見圖4）。
圖4 操場(chǎng)基坑中斷層出露線照片（鏡像西，拍照位置如圖1考察點(diǎn)KCD2所示）
斷裂位置如圖1考察點(diǎn)KCD2所示。根據(jù)探槽剖面點(diǎn)KCD1、考察點(diǎn)KCD2和考察點(diǎn)KCD3的連線可知，蒙山山前斷裂F1從普通教學(xué)樓南座下方穿過，向南東經(jīng)操場(chǎng)延伸至場(chǎng)地外（斷裂分布見圖1）。
在進(jìn)行場(chǎng)地鉆探時(shí)，發(fā)現(xiàn)蒙山山前斷裂南側(cè)ZK9和ZK7、ZK8揭露的巖性差異較大，這種地層不連續(xù)在場(chǎng)地鉆孔聯(lián)合剖面（圖5）中有明顯的體現(xiàn)。ZK9揭露的地層為古近紀(jì)泥巖，ZK7、ZK8揭露的地層主要為太古代片麻巖。為明確古近系和太古界的接觸關(guān)系，項(xiàng)目組在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查。在綜合樓西側(cè)（圖1考察點(diǎn)KCD4）發(fā)現(xiàn)次級(jí)斷裂F2（圖6）。剖面中見太古代片麻巖逆沖于古近紀(jì)泥巖之上。斷裂下盤古近紀(jì)泥巖呈片理狀，上盤由片麻巖組成，斷層帶物質(zhì)已膠結(jié)。從斷層帶物質(zhì)膠結(jié)情況分析，F(xiàn)2斷裂活動(dòng)時(shí)代較老，應(yīng)為前第四紀(jì)斷裂。
根據(jù)KCD4的位置，結(jié)合ZK6和ZK7的位置，推測(cè)F2基本平行于蒙山山前斷裂F1展布，從綜合樓南座下方通過，向東南方向延伸至場(chǎng)外。
圖5 場(chǎng)地地震地質(zhì)鉆孔聯(lián)合剖面
圖6 場(chǎng)地中蒙山山前斷裂南側(cè)次級(jí)小斷層F2剖面照片（鏡像西）
2 斷裂活動(dòng)性的確定
由于探槽開挖之前施工方已清除了基巖上部的松散堆積層，項(xiàng)目組無(wú)法得知斷層斷錯(cuò)的最新地層的年齡。根據(jù)晁洪太等（1992）和王志才等（2001）研究結(jié)果，蒙山山前斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為晚更新世末期或全新世早期。根據(jù)王志才等（2001）在楊莊水庫(kù)發(fā)現(xiàn)的斷裂剖面，斷裂斷錯(cuò)的最新地層為黃褐色砂礫石、亞砂土，形成年代大約為40～50 kaBP，斷裂上覆未被斷錯(cuò)的灰色砂礫石層的TL年齡為（24.3±1.2）kaBP，說(shuō)明斷裂最新活動(dòng)時(shí)代為晚更新世晚期。楊莊水庫(kù)距離場(chǎng)地約5 km，兩處斷裂的活動(dòng)時(shí)代具有可對(duì)比性。
3 結(jié)語(yǔ)
（1）根據(jù)探槽開挖、鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面和地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合區(qū)域斷裂活動(dòng)特征分析，揭示場(chǎng)地蒙山山前斷裂為晚更新世晚期活動(dòng)斷裂，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)為正斷兼左旋，沿北西向從普通教學(xué)樓南座下方通過場(chǎng)地。次級(jí)斷裂F2為前第四紀(jì)斷裂，從綜合樓南座下方通過。（2）蒙山山前斷裂破碎帶寬約60 m，由褐黃色、紫紅色、暗褐色、灰綠-灰白色碎裂巖、碎粉巖和斷層泥組成。蒙山山前斷裂北東盤為太古代片麻巖，它與次級(jí)小斷裂F2之間為古近紀(jì)泥巖，小斷裂F2南西盤又變?yōu)樘糯閹r。斷裂兩側(cè)巖性的差異及破碎帶的存在導(dǎo)致地基承載力具有明顯的不均勻性。（3）蒙山山前斷裂為晚更新世晚期活動(dòng)斷裂，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011―2010）》，可不考慮斷裂活動(dòng)錯(cuò)斷地表對(duì)建筑物的影響。但考慮到斷裂兩側(cè)巖性差異及破碎帶的存在會(huì)導(dǎo)致地基產(chǎn)生不均勻沉降，建議建設(shè)部門做好地基處理。
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