曹 筠 李彥寶 冉勇康 徐錫偉 馬董偉 張志強(qiáng)

1)河北省地震局，石家莊 050021

2)中國地震局地質(zhì)研究所，地震動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

3)應(yīng)急管理部國家自然災(zāi)害防治研究院，北京 100085

4)上海申豐地質(zhì)新技術(shù)應(yīng)用研究所有限公司，上海 201411

0 引言

隨著中國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，建設(shè)城市公共安全體系的需求日益突出。城市活動(dòng)斷層失穩(wěn)錯(cuò)動(dòng)形成的“直下型地震”是危害城市公共安全的重要災(zāi)害源之一(鄧起東，2002；鄧起東等，2003)，且城市范圍內(nèi)活動(dòng)斷層大多處于隱伏狀態(tài)，因此城市隱伏活動(dòng)斷層是誘發(fā)地震及其復(fù)合鏈生災(zāi)害的決定性因素。誘發(fā)地震災(zāi)害的2個(gè)主要因素是活動(dòng)斷層同震地表破裂和近斷層強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)。依據(jù)國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提高建(構(gòu))筑物的抗震性能，可以有效減輕強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)對(duì)建(構(gòu))筑物所造成的地震災(zāi)害，但現(xiàn)有工程抗震措施還難以抵御活動(dòng)斷層錯(cuò)動(dòng)對(duì)地表建(構(gòu))筑物的直接毀壞，只能在建設(shè)建(構(gòu))筑物時(shí)避開活動(dòng)斷層，以解決工程的抗斷問題(徐錫偉等，2002，2016，2018)。

自“十五”中國城市活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目啟動(dòng)以來，中國已完成幾十個(gè)城市的活動(dòng)斷層探測(cè)工作，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法也逐步完善(鄧起東，2002；方盛明等，2002；劉保金等，2002，2008；鄧起東等，2003，2007；汪一鵬，2004；徐錫偉等，2015，2018)。按照《活動(dòng)斷層探測(cè)》(GB/T 36072-2018)的技術(shù)要求，城市目標(biāo)區(qū)地表有跡線出露的活動(dòng)斷層定位觀測(cè)點(diǎn)間距應(yīng)<500m，定位誤差應(yīng)不超過5m；隱伏活動(dòng)斷層的探測(cè)測(cè)線間距宜<2.5km，水平定位誤差應(yīng)不超過15m；探測(cè)出的單條活動(dòng)斷層分布圖應(yīng)標(biāo)繪在比例尺為1︰25000～1︰10000的數(shù)字地形圖上。這些成果的完成和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提出，奠定了城市地震災(zāi)害公共安全建設(shè)的基礎(chǔ)，為城市整體規(guī)劃設(shè)計(jì)和國土空間利用提供了基本安全保障。但隨著城市化進(jìn)程的加快，針對(duì)城市內(nèi)已探明活動(dòng)斷層沿線的具體場(chǎng)地，僅依據(jù)城市活動(dòng)斷層探測(cè)成果精度是否能夠既科學(xué)合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)場(chǎng)地內(nèi)建(構(gòu))筑物、又能充分利用城市緊缺的土地資源，這是擺在城市公共安全與規(guī)劃建設(shè)面前所必須解答的難題。

城市活動(dòng)斷層探測(cè)項(xiàng)目伊始，為解決建(構(gòu))筑物跨斷層抗斷和城市發(fā)展需求的問題，提出了活斷層“避讓帶”的概念(徐錫偉等，2002)。隨著研究的不斷深入，活動(dòng)斷層避讓相關(guān)理論研究已積累了豐碩成果(張建毅等，2012；郭婷婷，2013；雷啟云等，2015；徐錫偉等，2016，2018；郭婷婷等，2017)，并根據(jù)實(shí)際工作中暴露的難題制定了相應(yīng)的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《活動(dòng)斷層避讓距離》(1)https：∥www.cea.gov.cn/cea/zwgk/tzgg/5501785/index.html。。國標(biāo)要求將已探明的城市活動(dòng)斷層兩側(cè)一定范圍內(nèi)的區(qū)域劃定為活動(dòng)斷層管制區(qū)，在開發(fā)和利用區(qū)域內(nèi)場(chǎng)地之前需開展更加精確的活動(dòng)斷層定位，依據(jù)精定位活動(dòng)斷層結(jié)果劃定活動(dòng)斷層變形帶的邊界范圍，據(jù)此提出科學(xué)合理的活動(dòng)斷層避讓距離。而針對(duì)已探明的城市活動(dòng)斷層是否還有必要進(jìn)行更詳細(xì)、精確的活動(dòng)斷層定位，且如何在具體場(chǎng)地內(nèi)開展城市隱伏活動(dòng)斷層定位和后續(xù)活動(dòng)斷層避讓距離計(jì)算等一系列細(xì)節(jié)難題，目前相關(guān)典型借鑒案例研究依然比較薄弱。本文以江蘇省新沂市郯廬斷裂帶安丘-莒縣斷裂沿線某場(chǎng)地為實(shí)例，詳細(xì)介紹如何基于城市活動(dòng)斷層探測(cè)結(jié)果并借鑒國標(biāo)《活動(dòng)斷層避讓距離》(送審稿)的規(guī)定，在具體場(chǎng)地開展城市隱伏活動(dòng)斷層精確定位和避讓距離的計(jì)算方法。借助此案例回答為何要在已繪制1︰10000城市活動(dòng)斷層分布圖沿線的具體場(chǎng)地開展更加精確的活動(dòng)斷層定位工作問題，并介紹開展活動(dòng)斷層避讓工作的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)。希望本文能夠?yàn)樵谄渌鞘虚_展相關(guān)類似工作提供參考借鑒。

1 地震地質(zhì)背景

新沂市位于華北平原東南部的華北地塊與蘇魯造山帶的結(jié)合部位，中國東部著名的郯廬斷裂帶穿城而過，區(qū)內(nèi)主要沉積中、新生代陸相碎屑巖和火山巖。白堊紀(jì)早期受區(qū)域NW-SE向拉伸應(yīng)力作用，郯廬斷裂帶魯蘇段形成由4條NNE向主干斷層(F1—F4)組成的“兩塹夾一壘”的構(gòu)造樣式(萬天豐等，1996；張?jiān)罉虻龋?008；Zhuetal.，2010)，4條主干斷層自東向西依次為昌邑-大店斷裂(F1)、白芬子-浮來山斷裂(F2)、沂水-湯頭斷裂(F3)和鄌郚-葛溝斷裂(F4)。全新世時(shí)期，郯廬斷裂帶的主要活動(dòng)斷層是東地塹內(nèi)新發(fā)育的NNE向的安丘-莒縣斷裂(F5)(圖1)。安丘-莒縣斷裂中南段(山東南部—江蘇北部)正是1668年郯城8級(jí)地震的發(fā)震斷層(晁洪太等，1994；李家靈等，1994)。郯廬斷裂帶中F1、F2、F3和F5的4條斷層經(jīng)過新沂市城區(qū)，尤其是全新世活動(dòng)斷層安丘-莒縣斷裂(F5)經(jīng)過新沂市主城區(qū)且處于隱伏狀態(tài)。

圖1 新沂市及周邊地質(zhì)構(gòu)造略圖Fig.1 Geological map of Xinyi City and its surrounding area.a 中國活動(dòng)構(gòu)造圖(鄧起東等，2007)，黑框表示圖b的范圍；圖b中斷層信息源于新沂市城市活動(dòng)斷層探測(cè)結(jié)果。F1昌邑-大店斷裂；F2白芬子-浮來山斷裂；F3沂水-湯頭斷裂；F5安丘-莒縣斷裂

前人資料(晁洪太等，1994；曹筠等，2018)顯示，安丘-莒縣斷裂中南段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)以右旋走滑為主。新沂市以北安丘-莒縣斷裂出露在北馬陵山西麓，新沂市以南安丘-莒縣斷裂出露在南馬陵山東麓。安丘-莒縣斷裂右旋右階，在南、北馬陵山之間形成拉分盆地，新沂市恰好位于盆地之中，市區(qū)范圍內(nèi)的安丘-莒縣斷裂處于隱伏狀態(tài)(圖1)。城市活動(dòng)斷層探測(cè)結(jié)果顯示安丘-莒縣斷裂(F5)在新沂主城區(qū)內(nèi)由東、西2支斷層組成，呈倒“八”字相對(duì)而立，構(gòu)成局部典型斷陷盆地(2)江蘇省地震工程研究院，2020，新沂市活動(dòng)斷層探測(cè)與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)報(bào)告。。

新沂城市活動(dòng)斷層探測(cè)期間，沿安丘-莒縣斷裂以不大于500m的間距布設(shè)了大量淺層地震勘探剖面和鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面，繪制了城區(qū)范圍安丘-莒縣斷裂1︰10000的斷層分布圖。新沂市安丘-莒縣斷裂1︰10000分布圖是否能夠滿足具體場(chǎng)地開展活動(dòng)斷層避讓？目前尚無借鑒案例。因此，選擇新沂市安丘-莒縣斷裂沿線擬開發(fā)場(chǎng)地，借鑒《活動(dòng)斷層避讓距離》的相關(guān)要求，開展更精細(xì)地活動(dòng)斷層定位和避讓距離計(jì)算工作，以期回答上述疑問。

2 隱伏活動(dòng)斷層的精確定位

實(shí)現(xiàn)城市隱伏活動(dòng)斷層避讓的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)是對(duì)場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層進(jìn)行精確定位和“避讓帶”寬度的嚴(yán)格界定，定位方法主要是淺層地震勘探和鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面探測(cè)(劉保金等，2008；雷啟云等，2011；曹筠等，2015)。

2.1 淺層地震勘探

參考前期新沂市城市活動(dòng)斷層1︰10000分布圖，在場(chǎng)地內(nèi)近垂直于斷層走向布設(shè)12條小間距淺層地震勘探測(cè)線，測(cè)線間距不大于50m，同時(shí)多條測(cè)線外延出場(chǎng)地以便探測(cè)清楚場(chǎng)地周邊地質(zhì)構(gòu)造情況，至少外延50～100m。其間，對(duì)場(chǎng)地周邊原城市活動(dòng)斷層期間所布設(shè)測(cè)線進(jìn)行加密(小間距測(cè)線TL06與TL07間)或縱橫波采集(TL12)(圖2)。

12條淺層地震勘探測(cè)線揭示了20個(gè)斷點(diǎn)，該場(chǎng)地淺層地震勘探剖面中斷層表現(xiàn)為同相軸彎曲的特點(diǎn)，存在斷層繞射波現(xiàn)象，斷層兩側(cè)同相軸位錯(cuò)，個(gè)別淺層地震勘探剖面中同相軸位錯(cuò)明顯，斷錯(cuò)位移量大。場(chǎng)地中南部TL01—TL07測(cè)線的淺層地震勘探剖面表現(xiàn)出一致的淺部構(gòu)造格架，剖面中存在2支斷層。剖面西側(cè)斷點(diǎn)以西基巖埋深相對(duì)較深，基巖面和覆蓋層內(nèi)部的反射波清晰，同相軸呈平緩起伏狀，該斷點(diǎn)傾向W，高傾角，近直立，斷層兩側(cè)基巖面T3的落差>100m，是剖面中的主斷層(圖3)；剖面東側(cè)斷點(diǎn)以東僅有基巖頂面反射波組T3發(fā)育，2個(gè)斷點(diǎn)之間基巖發(fā)射波組隆起明顯，反映出地層受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響發(fā)生了強(qiáng)烈的彎曲變形現(xiàn)象，淺層地震剖面顯示西支斷層的活動(dòng)性明顯強(qiáng)于東支。而場(chǎng)地中北部TL08—TL12測(cè)線的淺層地震勘探剖面顯示一致的淺部構(gòu)造格架，剖面中僅可見1支斷層。斷層附近反射波同相軸被明顯斷錯(cuò)，斷層E傾，在剖面中表現(xiàn)為高角度正斷性質(zhì)，斷層僅斷錯(cuò)基巖發(fā)射界面T3，斷層活動(dòng)性有限。

圖2 安丘-莒縣斷裂沿線某場(chǎng)地淺層地震勘探測(cè)線和鉆孔布設(shè)位置圖Fig.2 Location map of seismic surey line and composite drilling profile.

新沂城市活動(dòng)斷層探測(cè)期間在場(chǎng)地周邊布設(shè)過GX38和GX402條淺層地震勘探測(cè)線，淺層地震剖面顯示基巖頂面發(fā)射波組T3在剖面東側(cè)抬升明顯；斷層附近發(fā)射波組同相軸被斷錯(cuò)，發(fā)育繞射波。但城市活斷層探測(cè)期間GX40測(cè)線未解譯出斷層F2，而將GX38測(cè)線西側(cè)斷點(diǎn)識(shí)別為主要活動(dòng)斷層F1。

在該場(chǎng)地內(nèi)經(jīng)小間距淺層地震勘探獲得場(chǎng)地范圍內(nèi)安丘-莒縣斷裂的地表跡線較原城市活動(dòng)斷層探測(cè)成果更加精準(zhǔn)，且有所不同。本次通過密集淺層地震勘探剖面確定場(chǎng)地內(nèi)安丘-莒縣斷裂存在東、西2支，均為高傾角斷層，西支斷層傾向W，東支斷層傾向E。

圖3 典型淺層地震勘探剖面圖Fig.3 Typical profile of shallow seismic sounding.

2.2 鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面

綜合考慮場(chǎng)地內(nèi)各淺層地震勘探剖面所顯示的斷層信息特點(diǎn)，以及場(chǎng)地南北構(gòu)造格架差異，同時(shí)為進(jìn)一步驗(yàn)證和約束場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層，并獲取場(chǎng)地中部幾支斷層之間構(gòu)造關(guān)系，選取其中有代表性的淺層地震勘探剖面TL02、TL03、TL06、TL08和TL11測(cè)線開展跨斷層鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面探測(cè)(圖2)。本文以TL06和TL11測(cè)線跨斷點(diǎn)鉆孔聯(lián)合剖面為典型代表，分析場(chǎng)地南北部斷層活動(dòng)性差異及斷層延伸情況。

2.2.1 沿TL06測(cè)線的鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面

使用對(duì)折定位法(雷啟云等，2011；曹筠等，2015)，沿TL06測(cè)線跨整個(gè)場(chǎng)地布設(shè)16個(gè)鉆孔，鉆孔剖面長520m，圖4 展示鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面中受斷層影響的段落。鉆孔剖面較好地揭露了場(chǎng)地中南部第四紀(jì)地層構(gòu)造格架及剖面中2支活動(dòng)斷層的斷錯(cuò)特征(圖4)。鉆孔剖面揭露了第四系、上新統(tǒng)宿遷組和晚白堊系王氏組。鉆孔剖面顯示整個(gè)場(chǎng)地存在2支斷層，其中西支斷層斷錯(cuò)至近地表，斷層上部只有層①和層②未被斷錯(cuò)；而剖面東側(cè)多個(gè)鉆孔(3#和4#)揭露了王氏組與宿遷組間的東支斷層，但該斷層斷錯(cuò)地層有限，僅斷錯(cuò)宿遷組之上的層⑩。鉆孔剖面顯示最新活動(dòng)的西支斷層并未造成9#和10#以外鉆孔地層的構(gòu)造變形，斷層構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的地層變形范圍有限，表現(xiàn)出地層變化局部化特征。

依據(jù)各鉆孔巖性地層對(duì)比結(jié)果，西支斷層限定在9#和10#之間5m的范圍，上斷點(diǎn)限定在層③中；東支斷層由2個(gè)小分支斷層組成，上斷點(diǎn)限定在3#至4#之間。

圖4 沿測(cè)線TL06的跨斷層鉆孔聯(lián)合剖面Fig.4 Composite drilling section crossing the Fault F5 along the survey line TL06.① 地表耕作土及近地表灰黑色粉砂質(zhì)黏土；② 棕黃色粉砂質(zhì)黏土；③ 棕黃色中細(xì)砂；④ 灰黃色黏土；⑤ 中細(xì)砂，以淺灰色為主，略泛紅；⑥ 棕紅色黏土；⑦ 棕紅色中細(xì)砂，松散；⑧ 棕紅色，偶見灰白色黏土；⑨ 棕黃色中砂，松散；⑩ 灰白色砂 黏土； 棕紅色中砂，松散，偶見礫石； 宿遷組灰白色粗砂； 王氏組砂巖

圖5 沿測(cè)線TL11的跨斷層鉆孔聯(lián)合剖面Fig.5 Composite drilling section crossing the Fault F5 along the line TL11.① 近地表耕作土及下伏灰黑色黏土，較軟；② 灰黃-棕黃色粉砂質(zhì)黏土，偶見白色鈣質(zhì)結(jié)核和黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核，結(jié)核直徑<1cm；③ 淺灰紅色中細(xì)砂；④ 淺灰紅色砂黏土；⑤ 灰黃色并略泛紅粗砂；⑥ 土黃色中砂；⑦ 土黃-棕黃色中粗砂；⑧ 以土黃-棕黃為主，局部夾灰黑色、灰白色中砂，局部具明顯加厚現(xiàn)象；⑨ 棕黃色粗砂，含有礫石；⑩ 宿遷組 灰白色中粗砂； 王氏組砂巖

2.2.2 沿TL11測(cè)線鉆孔聯(lián)合剖面

沿TL11測(cè)線的鉆孔剖面既為約束場(chǎng)地北部斷層位置，也為驗(yàn)證場(chǎng)地南部2支斷層向N延伸情況。該鉆孔剖面布設(shè)了13個(gè)鉆孔，剖面長460m，圖5 展示鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面中斷層影響段落。剖面中9#揭露了宿遷組和王氏組之間的斷層，而斷層向上斷錯(cuò)的層位有限，僅斷錯(cuò)層⑦且影響層⑥的底界，斷層活動(dòng)性有限，與場(chǎng)地中南部的東支斷層活動(dòng)性一致。該鉆孔剖面顯示場(chǎng)地北部晚第四紀(jì)以來地層并未受該斷層影響，地層厚度穩(wěn)定，起伏不大。

對(duì)比區(qū)域巖性地層特點(diǎn)和各鉆孔揭露巖性情況，沿測(cè)線TL06的剖面層⑩和層、沿測(cè)線TL11的剖面層⑥—⑨以砂、砂中含礫石為主，為下更新統(tǒng)，由此判斷場(chǎng)地內(nèi)東支斷層為早更新世斷層。西支斷層斷錯(cuò)至近地表的全新世黑色黏土層之下，綜合新沂市活動(dòng)斷層探測(cè)成果，判定場(chǎng)地內(nèi)西支斷層為全新世活動(dòng)斷層。

綜合場(chǎng)地內(nèi)所有淺層地震勘探和各鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面結(jié)果，場(chǎng)地內(nèi)存在2支斷層，其中西支斷層從場(chǎng)地南部延伸至場(chǎng)地中部，為全新世活動(dòng)斷層；東支斷層自南向北貫穿場(chǎng)地，并在場(chǎng)地中部形成階區(qū)，為早第四紀(jì)斷層，而非場(chǎng)地內(nèi)的活動(dòng)斷層(圖6)。

圖6 安丘-莒縣斷裂沿線某場(chǎng)地活動(dòng)斷層精準(zhǔn)定位斷層的位置圖Fig.6 Precise loaction map of active fault.

對(duì)比本次通過小間距密集淺層地震測(cè)線和多排鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面所確定場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層的地表跡線與城市活動(dòng)斷層探測(cè)期間所確定活動(dòng)斷層的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有些淺層地震剖面結(jié)果與城市活動(dòng)斷層項(xiàng)目期間所解釋斷點(diǎn)位置誤差不大，如GX40測(cè)線解譯斷點(diǎn)位置與本次所確定的活動(dòng)斷層的平面誤差只有21m，說明城市活動(dòng)斷層探測(cè)成果準(zhǔn)確可靠。但由于當(dāng)時(shí)沒有布設(shè)鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面來確定斷層活動(dòng)性和更密集的淺層地震剖面進(jìn)行相互對(duì)比，因此仍存在解譯不足，如GX40測(cè)線在城市活動(dòng)斷層期間并未解譯場(chǎng)地內(nèi)次級(jí)斷層(F2)，且將GX38測(cè)線所確定的斷點(diǎn)誤認(rèn)為是場(chǎng)地內(nèi)主斷層(F1)。通過加密淺層地震剖面及布設(shè)鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面可區(qū)分出局部范圍(場(chǎng)地)內(nèi)活動(dòng)斷層和非活動(dòng)斷層，同時(shí)揭示了場(chǎng)地內(nèi)斷層更精細(xì)的幾何結(jié)構(gòu)，如確定了場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層(F1)的延伸范圍。次級(jí)斷層(F2)由2條分支斷層組成，在場(chǎng)地中部呈右階斜列，同時(shí)也證明場(chǎng)地內(nèi)不存在原城市活動(dòng)斷層項(xiàng)目確定的東支斷層，這是由于城市活動(dòng)斷層探測(cè)期間，淺層地震測(cè)線間距相對(duì)較大，僅通過相鄰測(cè)線斷點(diǎn)連線來確定斷層跡線，有可能造成控制點(diǎn)之間段落的斷層誤差。

由此可知，在對(duì)城市內(nèi)具體場(chǎng)地進(jìn)行開發(fā)時(shí)，即使如新沂城市活動(dòng)斷層項(xiàng)目所采取的密集淺層地震勘探測(cè)線依然不能完全滿足具體場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層展布信息。因此，在利用具體場(chǎng)地之初，應(yīng)嚴(yán)格參照國標(biāo)《活動(dòng)斷層避讓距離》的要求，基于城市活動(dòng)斷層項(xiàng)目成果開展以不大于50m的間距布設(shè)淺層地震勘探測(cè)線，并結(jié)合一定數(shù)量的鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面來準(zhǔn)確定位場(chǎng)地內(nèi)隱伏活動(dòng)斷層的活動(dòng)性和地表展布等信息。

鉆孔剖面所揭露地層格架均顯示斷層構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響的地層變形范圍有限，表現(xiàn)出同震變形局部化特征。綜合淺層地震勘探剖面和鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面所限定場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層上斷點(diǎn)已達(dá)到近地表，上斷點(diǎn)距地表約4m，該結(jié)果不符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2016版)(GB 50011-2010)的相關(guān)規(guī)定、活動(dòng)斷層避讓研究成果(郭婷婷，2013；徐錫偉等，2016)和《活動(dòng)斷層避讓距離》(送審稿)中無需避讓活動(dòng)斷層的前提條件，因此必須對(duì)場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層加以避讓。

3 隱伏活動(dòng)斷層避讓及相關(guān)問題討論

由于任何技術(shù)手段都無法解決建(構(gòu))筑物跨斷層的抗斷問題，因此只能有效避讓場(chǎng)地區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷層以有效減輕建(構(gòu))筑物可能遭遇的地震及其鏈生災(zāi)害。在已精確定位場(chǎng)地活動(dòng)斷層的基礎(chǔ)之上，如何計(jì)算斷層兩側(cè)有效避讓距離能夠既科學(xué)避讓活動(dòng)斷層又能推動(dòng)城市安全現(xiàn)代化發(fā)展是最關(guān)鍵的技術(shù)問題。

大量震例調(diào)查(Xuetal.，2006，2008，2009，2013，2015；Yuetal.，2010；Zhouetal.，2010；孫鑫喆等，2012)、巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(代樹紅等，2006，2008)和地震破裂機(jī)制(Scholz，2002)研究表明，同震地表變形帶沿發(fā)震斷層呈帶狀展布，個(gè)別地點(diǎn)因斷層幾何結(jié)構(gòu)因素導(dǎo)致破裂或變形寬度變大，但總體表現(xiàn)出變形局部化特征。本文中場(chǎng)地內(nèi)鉆孔剖面所揭露地層變形信息驗(yàn)證了這一現(xiàn)象，即變形只發(fā)生在限定斷層兩側(cè)2個(gè)鉆孔之間。鑒于同震地表變形局部化的特點(diǎn)及大量建(構(gòu))筑物震害調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，國標(biāo)《活動(dòng)斷層避讓距離》規(guī)定活動(dòng)斷層避讓距離是指建(構(gòu))筑物與活動(dòng)斷層變形帶邊界之間應(yīng)分隔開的安全距離，全新世走滑活動(dòng)斷層避讓距離基本值為15m，該基礎(chǔ)值為主斷層在內(nèi)地質(zhì)變形帶邊界線外延15m，具有傾滑分量的斷層上盤變形量大于下盤，因此上盤避讓距離根據(jù)場(chǎng)地?cái)M開發(fā)建筑物地基深度做出相應(yīng)調(diào)整(徐錫偉等，2002，2016，2018)。

根據(jù)鉆孔剖面所揭露場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層為近直立的高傾角斷層(圖4)。前人對(duì)安丘-莒縣斷裂的研究表明，該斷裂以走滑為主(晁洪太等，1994；李家靈等，1994；張鵬等，2015；曹筠等，2018)。因此，綜合判定場(chǎng)地內(nèi)隱伏活動(dòng)斷層為高傾角、走滑為主具有傾滑分量的全新世隱伏活動(dòng)斷層，斷層傾向W。通過對(duì)比場(chǎng)地內(nèi)鉆孔剖面所約束斷層與同一淺層地震勘探剖面所確定斷點(diǎn)，矯正該場(chǎng)地淺層地震勘探的系統(tǒng)誤差(劉保金等，2008)，綜合考慮淺層地震勘探的系統(tǒng)誤差和限定斷層最近2個(gè)鉆孔的孔間距劃定活動(dòng)斷層變形帶，綜合確定場(chǎng)地隱伏活動(dòng)斷層變形帶寬度(圖7)。依據(jù)國標(biāo)《活動(dòng)斷層避讓距離》中公式計(jì)算得到斷層下盤避讓距離為15m，上盤避讓距離為16m，避讓帶以外建(構(gòu))筑物根據(jù)其地基深度換算相應(yīng)的避讓距離。綜合多方面因素，確定場(chǎng)地活動(dòng)斷層避讓距離(圖7)。

圖7 郯廬斷裂帶沿線某場(chǎng)地隱伏活動(dòng)斷層避讓圖Fig.7 Map of setback distance for hidden active fault.

4 小結(jié)

基于城市活動(dòng)斷層探測(cè)結(jié)果初步判定本文所述場(chǎng)地內(nèi)隱伏全新世活動(dòng)斷層——安丘-莒縣斷裂大致走向NE；以間距不大于50m且外延場(chǎng)地至少50m的原則布設(shè)了12條密集淺層地震勘探測(cè)線，淺層地震剖面顯示場(chǎng)地中南部存在2支斷層，而場(chǎng)地中北部存在1支斷層；鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面進(jìn)一步約束西支斷層為全新世活動(dòng)斷層，東支斷層為第四紀(jì)早期斷層。綜合淺層地震勘探和鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面探測(cè)結(jié)果，東支斷層貫穿場(chǎng)地，由2個(gè)分支斷層右階斜列組成，在場(chǎng)地中部形成階區(qū)，為第四紀(jì)早期斷層；西支斷層從場(chǎng)地南部延伸至場(chǎng)地中部，為全新世活動(dòng)斷層。鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面顯示斷層構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響地層變形范圍有限，表現(xiàn)出變形局部化特征。將淺層地震勘探所確定斷層上斷點(diǎn)處斷層帶寬度加上淺層地震勘探的系統(tǒng)誤差及鉆孔聯(lián)合地質(zhì)剖面所限定斷層上斷點(diǎn)兩側(cè)相鄰鉆孔孔間距等均作為斷層地表變形帶范圍；由于場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層為高角度全新世走滑活動(dòng)斷層，參照即將頒布的國標(biāo)《活動(dòng)斷層避讓距離》規(guī)定，劃定場(chǎng)地活動(dòng)斷層避讓距離，達(dá)到既科學(xué)避讓場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層又利用有限土地資源的目的。

本文案例的探測(cè)過程證實(shí)城市活動(dòng)斷層探測(cè)成果仍難以滿足具體場(chǎng)地開發(fā)所需斷層定位精度，必須依據(jù)國標(biāo)《活動(dòng)斷層避讓距離》所規(guī)定隱伏活動(dòng)斷層精確定位方法確定場(chǎng)地內(nèi)活動(dòng)斷層變形帶范圍。《建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2016版)只規(guī)定了不同抗震設(shè)防烈度下活動(dòng)斷層避讓距離，但對(duì)活動(dòng)斷層定位精度并未做任何明確定義，因此很難在實(shí)際工作中加以界定所需活動(dòng)斷層的定位程度和活動(dòng)斷層變形帶邊界范圍。通過本文實(shí)際案例分析發(fā)現(xiàn)，《建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2016版)中不同斷層定位精度都設(shè)定同一避讓距離顯然不能滿足實(shí)際工作需求。而國標(biāo)《活動(dòng)斷層避讓距離》明確定義了各類活動(dòng)斷層的探測(cè)定位方法、確定活動(dòng)斷層變形帶范圍以及不同情況下活動(dòng)斷層避讓的準(zhǔn)確距離。本文案例正是在實(shí)踐中嚴(yán)格參照標(biāo)準(zhǔn)方法依據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況進(jìn)行具體應(yīng)用的成功范本，達(dá)到了既科學(xué)避讓活動(dòng)斷層提高城市災(zāi)害防治安全度又有效利用城市土地資源的目的。鑒于實(shí)際典型案例的情況，有關(guān)部門應(yīng)加快國標(biāo)《活動(dòng)斷層避讓距離》的頒布和實(shí)施進(jìn)度。

致謝野外工作期間江蘇省地震局許漢剛研究員在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)；項(xiàng)目順利實(shí)施得益于新沂市錫沂高新區(qū)管委會(huì)、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局等領(lǐng)導(dǎo)的多方協(xié)調(diào)；審稿專家提出了寶貴修改意見。在此一并表示感謝！