大同市地裂縫災害成因及防治對策研究

伊晉+溫玉雯

摘要：大同市處于華北地臺的山西臺背斜與陰山隆起的交接部位，地質構造復雜，構造活動劇烈，伴隨著二次應力場作用的發展，使原有裂縫出現更多的次級隆起、凹陷以及產生多個裂紋。本文通過研究地裂縫的成因、分布、特征，得出地裂縫對大同市城市規劃和建設帶來的影響以及對市民帶來的危害，并針對此問題提出合理有效的防治對策。

關鍵詞：地裂縫；災害；防治

1引言：山西省在華北地區構造單元之中處于東部地區的河淮活動板塊和西部地區的鄂爾多斯穩定板塊之間，稱為臺背斜。喜山運動時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，處于華北地臺的山西臺背斜與陰山隆起的交接部位，地質構造復雜，構造活動劇烈，在喜馬拉雅山運動時期，導致地殼應力松弛，形成桑干河新斷陷。伴隨著二次應力場作用的發展，使原有裂縫出現更多的次級隆起、凹陷以及產生多個裂紋。“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、水的作用等）或人為因素（抽水、灌溉、開挖等）作用下，產生開裂，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。自然原因包括新構造運動、地震活動、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。在喜馬拉雅運動時期，太平洋板塊、印度板塊分別與亞歐板塊發生碰撞，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，致使我國構造應力場發生明顯轉換，使我國主壓應力場方向變為北東-西南向，繼而在板塊運動的基礎上出現大規模的斷裂破裂系統，眾多新斷陷就此產生。山西地震帶有頻度高、強度大、震源淺的特點，在最近一次大同—陽高6.1級中強群震之后，伴隨出現了多次小型余震，使得大同地裂縫也隨之加劇，形成了大同地裂縫出現的高潮，大多產生于1983- 1984年、1989-1991年。大同市開始出現地面沉降在70年代早期并在80年代顯著增加 ，大量資料證實， 大同市地面沉降包括著抽水引起的地層壓密效應、區域地層負向垂直形變和鄰區斷層活動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展的推動下，大同市水量的使用逐年增多，與之相應的是地下水的過量開發與使用，并且在市區平原地區尤為嚴重，開采量已占總取水量的80%，在超負荷取水的情況下，大同市也隨之產生了眾多的降落漏斗，伴隨著降落漏斗的發展和擴大，在地下斷層的斷裂運動也隨之加大，從而地裂縫也開始產生。通過對大同市地裂縫的勘察，可以看出地裂縫一般會分散布局在地下漏斗的周邊地區，例如：1983- 1985年之間，大同市地下水開始出現水位下降的現象，同一時間便形成了大同市機車廠處的漏斗區、城西處的漏斗區；從1980年開始，由于大同市不斷加大對地下的水資源的開采與利用，致使地下水位驟降，引發城西的漏斗區范圍的擴大并不斷向NE方向延伸，同一時期便出現了大同市多條地裂縫。 根據對大同市地裂縫的調查統計，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地之一，煤炭開采在遼、金、元時就已很發達，隨著時間的推移，大同市的煤炭開采量已達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出現環境污染、煤礦事故甚至還會出現大面積的地表坍塌現象，這是因為開采過量使巖層緊致度酥松，導致地層錯動，地表下沉，也正因如此也加劇了地裂縫的發育，為地裂縫的發展提供條件。

3地裂縫的防治對策

（1）加強法制規范，完善監察與管理機制。市政府應嚴格遵照《大同市地裂縫規范》等相關法規，強化法律實施，加緊地裂區工程地質勘察作業，切實執行基礎設施用地的地裂縫災害危險性評估。在地裂縫問題上各級政府和有關部門應完善監督與管理機制，加強領導，帶動群眾提高對地裂縫災害研究與防治工作的重視程度，并把地裂縫的保護與預防工作視為最主要的管理內容。

（2）建立群測群訪網絡，增強人們的防備和應對知識。設立多處監測點，緊密檢測地裂縫的動態發展，以便及時采取防治措施。大力開展地裂縫防治宣傳，提高居民節水意識，減少地下水的開采力度，改善水體的循環利用，解決城市供水緊張問題，編制地裂縫災害防治預案。

（3）加強對地裂縫的監測與修復，建立經費的投入機制。對于已探明的地裂縫執行實時監測，掌握其動態發展方向與領域，對已經形成的地裂縫實行回填、夯實，提高地裂縫帶的性質 。提高地裂縫防治經費的支出力度，加大防治設備設施投入力度，積極開展地裂縫災害調查、研究，以便充分掌握地裂縫危害發生原因與發展趨勢，逐步完成對地裂縫危害的治理。

（4）注重改進建筑物的建筑結構與材質，提高建筑物防震防裂的能力，避免地下管道橫跨地裂縫。對于在地裂縫地裂區范圍內的建筑物而言，要對建筑物的建筑結構和材質進行改進，并采用特殊方式進行加固，改進地裂區建筑物的基礎結構，必要時可加厚建筑物的墻體以加大抗震性能，以及對地裂縫周圍的建筑物要不定期進行檢查，檢測是否會受到地裂縫的影響，以便采取相應措施。在對地下管道設計時要盡量避免橫跨地裂縫，若實在沒有辦法時可選用柔軟性較好的接頭或具有柔性結構的管體，也可以把直接埋入的方法改成懸空或高架的方法，以減少災害。

（5）始終要嚴格施行避讓原則。在活動較大的地裂區以及可能殃及的區域盡量避免建設建筑物，可將其設計成為綠化用地，若地裂縫活動較小可建筑低層建筑物并且要求抗裂程度要高。城市在建設規劃過程中要確定地裂縫帶建筑的安全距離，應以現場調查、測試等多種結果為基礎，及時避讓。

參考文獻

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