大同市地裂縫災(zāi)害成因及防治對(duì)策研究

伊?xí)x+溫玉雯

摘要：大同市處于華北地臺(tái)的山西臺(tái)背斜與陰山隆起的交接部位，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造活動(dòng)劇烈，伴隨著二次應(yīng)力場作用的發(fā)展，使原有裂縫出現(xiàn)更多的次級(jí)隆起、凹陷以及產(chǎn)生多個(gè)裂紋。本文通過研究地裂縫的成因、分布、特征，得出地裂縫對(duì)大同市城市規(guī)劃和建設(shè)帶來的影響以及對(duì)市民帶來的危害，并針對(duì)此問題提出合理有效的防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞：地裂縫；災(zāi)害；防治

1引言：山西省在華北地區(qū)構(gòu)造單元之中處于東部地區(qū)的河淮活動(dòng)板塊和西部地區(qū)的鄂爾多斯穩(wěn)定板塊之間，稱為臺(tái)背斜。喜山運(yùn)動(dòng)時(shí)期形成了著名的山西地塹系，形成從北到南，雁列式排列的斷陷盆地。大同市位于山西省最北端，處于華北地臺(tái)的山西臺(tái)背斜與陰山隆起的交接部位，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造活動(dòng)劇烈，在喜馬拉雅山運(yùn)動(dòng)時(shí)期，導(dǎo)致地殼應(yīng)力松弛，形成桑干河新斷陷。伴隨著二次應(yīng)力場作用的發(fā)展，使原有裂縫出現(xiàn)更多的次級(jí)隆起、凹陷以及產(chǎn)生多個(gè)裂紋。“地裂縫”是地面裂縫的簡稱。是地表巖層、土體在自然因素（地殼活動(dòng)、水的作用等）或人為因素（抽水、灌溉、開挖等）作用下，產(chǎn)生開裂，并在地面形成一定長度和寬度的裂縫的一種宏觀地表破壞現(xiàn)象。

2地裂縫形成原因

大同市地裂縫的形成原因分為自然原因和人為原因兩種。自然原因包括新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震活動(dòng)、地面沉降等，人為原因以地下水過度開采為主，其次為常年的煤炭開采。

2.1自然因素。在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)時(shí)期，太平洋板塊、印度板塊分別與亞歐板塊發(fā)生碰撞，太平洋板塊因其密度較大便俯沖于亞歐板塊之下，加之印度洋板塊的向北擠壓碰撞，致使我國構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生明顯轉(zhuǎn)換，使我國主壓應(yīng)力場方向變?yōu)楸睎|-西南向，繼而在板塊運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)大規(guī)模的斷裂破裂系統(tǒng)，眾多新斷陷就此產(chǎn)生。山西地震帶有頻度高、強(qiáng)度大、震源淺的特點(diǎn)，在最近一次大同—陽高6.1級(jí)中強(qiáng)群震之后，伴隨出現(xiàn)了多次小型余震，使得大同地裂縫也隨之加劇，形成了大同地裂縫出現(xiàn)的高潮，大多產(chǎn)生于1983- 1984年、1989-1991年。大同市開始出現(xiàn)地面沉降在70年代早期并在80年代顯著增加 ，大量資料證實(shí)， 大同市地面沉降包括著抽水引起的地層壓密效應(yīng)、區(qū)域地層負(fù)向垂直形變和鄰區(qū)斷層活動(dòng)的牽引作用三種形變量的疊加。

2.2人為原因。大同市水資源的建設(shè)和使用是以地下水開采為主，80年代以后，在人口增長和城市不斷發(fā)展的推動(dòng)下，大同市水量的使用逐年增多，與之相應(yīng)的是地下水的過量開發(fā)與使用，并且在市區(qū)平原地區(qū)尤為嚴(yán)重，開采量已占總?cè)∷康?0%，在超負(fù)荷取水的情況下，大同市也隨之產(chǎn)生了眾多的降落漏斗，伴隨著降落漏斗的發(fā)展和擴(kuò)大，在地下斷層的斷裂運(yùn)動(dòng)也隨之加大，從而地裂縫也開始產(chǎn)生。通過對(duì)大同市地裂縫的勘察，可以看出地裂縫一般會(huì)分散布局在地下漏斗的周邊地區(qū)，例如：1983- 1985年之間，大同市地下水開始出現(xiàn)水位下降的現(xiàn)象，同一時(shí)間便形成了大同市機(jī)車廠處的漏斗區(qū)、城西處的漏斗區(qū)；從1980年開始，由于大同市不斷加大對(duì)地下的水資源的開采與利用，致使地下水位驟降，引發(fā)城西的漏斗區(qū)范圍的擴(kuò)大并不斷向NE方向延伸，同一時(shí)期便出現(xiàn)了大同市多條地裂縫。 根據(jù)對(duì)大同市地裂縫的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，大同市地裂縫的形成原因中63%是由地下水過度開采造成的。

大同市是全國最為著名煤炭生產(chǎn)地之一，煤炭開采在遼、金、元時(shí)就已很發(fā)達(dá)，隨著時(shí)間的推移，大同市的煤炭開采量已達(dá)30億噸。煤炭開采的日益增加也為大同市帶來了一些問題，在開采過程中不僅會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染、煤礦事故甚至還會(huì)出現(xiàn)大面積的地表坍塌現(xiàn)象，這是因?yàn)殚_采過量使巖層緊致度酥松，導(dǎo)致地層錯(cuò)動(dòng)，地表下沉，也正因如此也加劇了地裂縫的發(fā)育，為地裂縫的發(fā)展提供條件。

3地裂縫的防治對(duì)策

（1）加強(qiáng)法制規(guī)范，完善監(jiān)察與管理機(jī)制。市政府應(yīng)嚴(yán)格遵照《大同市地裂縫規(guī)范》等相關(guān)法規(guī)，強(qiáng)化法律實(shí)施，加緊地裂區(qū)工程地質(zhì)勘察作業(yè)，切實(shí)執(zhí)行基礎(chǔ)設(shè)施用地的地裂縫災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估。在地裂縫問題上各級(jí)政府和有關(guān)部門應(yīng)完善監(jiān)督與管理機(jī)制，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，帶動(dòng)群眾提高對(duì)地裂縫災(zāi)害研究與防治工作的重視程度，并把地裂縫的保護(hù)與預(yù)防工作視為最主要的管理內(nèi)容。

（2）建立群測群訪網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)人們的防備和應(yīng)對(duì)知識(shí)。設(shè)立多處監(jiān)測點(diǎn)，緊密檢測地裂縫的動(dòng)態(tài)發(fā)展，以便及時(shí)采取防治措施。大力開展地裂縫防治宣傳，提高居民節(jié)水意識(shí)，減少地下水的開采力度，改善水體的循環(huán)利用，解決城市供水緊張問題，編制地裂縫災(zāi)害防治預(yù)案。

（3）加強(qiáng)對(duì)地裂縫的監(jiān)測與修復(fù)，建立經(jīng)費(fèi)的投入機(jī)制。對(duì)于已探明的地裂縫執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，掌握其動(dòng)態(tài)發(fā)展方向與領(lǐng)域，對(duì)已經(jīng)形成的地裂縫實(shí)行回填、夯實(shí)，提高地裂縫帶的性質(zhì) 。提高地裂縫防治經(jīng)費(fèi)的支出力度，加大防治設(shè)備設(shè)施投入力度，積極開展地裂縫災(zāi)害調(diào)查、研究，以便充分掌握地裂縫危害發(fā)生原因與發(fā)展趨勢(shì)，逐步完成對(duì)地裂縫危害的治理。

（4）注重改進(jìn)建筑物的建筑結(jié)構(gòu)與材質(zhì)，提高建筑物防震防裂的能力，避免地下管道橫跨地裂縫。對(duì)于在地裂縫地裂區(qū)范圍內(nèi)的建筑物而言，要對(duì)建筑物的建筑結(jié)構(gòu)和材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，并采用特殊方式進(jìn)行加固，改進(jìn)地裂區(qū)建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，必要時(shí)可加厚建筑物的墻體以加大抗震性能，以及對(duì)地裂縫周圍的建筑物要不定期進(jìn)行檢查，檢測是否會(huì)受到地裂縫的影響，以便采取相應(yīng)措施。在對(duì)地下管道設(shè)計(jì)時(shí)要盡量避免橫跨地裂縫，若實(shí)在沒有辦法時(shí)可選用柔軟性較好的接頭或具有柔性結(jié)構(gòu)的管體，也可以把直接埋入的方法改成懸空或高架的方法，以減少災(zāi)害。

（5）始終要嚴(yán)格施行避讓原則。在活動(dòng)較大的地裂區(qū)以及可能殃及的區(qū)域盡量避免建設(shè)建筑物，可將其設(shè)計(jì)成為綠化用地，若地裂縫活動(dòng)較小可建筑低層建筑物并且要求抗裂程度要高。城市在建設(shè)規(guī)劃過程中要確定地裂縫帶建筑的安全距離，應(yīng)以現(xiàn)場調(diào)查、測試等多種結(jié)果為基礎(chǔ)，及時(shí)避讓。

參考文獻(xiàn)

[1] 李樹德，袁仁茂.大同地裂縫災(zāi)害形成機(jī)理[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，（第1期）.

[2] 高中和，竺清良，季幼庭，等.江蘇省地裂縫的分布特征、成因類型及防治對(duì)策研究[J].地震學(xué)刊，1997，（1）：1-10.