丘陵地區地震小區劃場地工程地震條件勘察技術要點
——以榮昌城區為例

王贊軍，王宏超，董 娣，秦 娟

(重慶市地震局，重慶 401147)

丘陵地區地震小區劃場地工程地震條件勘察技術要點
——以榮昌城區為例

王贊軍，王宏超，董 娣，秦 娟

(重慶市地震局，重慶 401147)

以重慶市榮昌城區地震小區劃為例，介紹了榮昌城區工程地質條件勘查的目的，地質地貌條件，以及針對這一特定環境鉆探勘查工作的技術途徑和實施情況，為西南地區類似地質環境地震小區劃工作的開展提供了典型樣本。在有河流、溪溝、湖泊、山丘的區劃范圍內網格化布置鉆孔，未必能達到能控制土層結構和不同工程地質單元界限的目標要求，應采取非均勻鉆探布孔方案。對于小區劃范圍內覆蓋層厚度小于3 m的廣大地區，充分利用探槽、探井，同時布置零星的控制性鉆孔用以掌握風化巖土性質和波速情況。鉆探過程中采集原狀土樣，做土樣動三軸實驗，獲得剪切模量比和阻尼比實驗數據，為地震小區劃的土層地震反應計算提供充分的基礎資料保障。

地震小區劃；場地勘察；技術要點；榮昌城區

地震小區劃是指對某一特定區域范圍內地震安全環境進行劃分，預測這一范圍內可能遭受到的地震影響。地震小區劃工作的目的是為城鎮、廠礦企業、經濟技術開發區等土地利用規劃的制定提供基礎資料，也是為城市和工程震害的預測和預防、救災措施的制定提供基礎資料，為地震小區劃范圍內的一般建設工程的抗震設計提供設計地震動參數。地震小區劃工作重視場地工程地質條件，特別是局部的場地條件對地震破壞作用的影響。因此，在地震小區劃工作中必須進行勘測，以掌握場地的地震工程地質條件。針對不同的地形地貌環境和工程地質條件，選擇不同的技術手段，合理布置各個技術手段的位置和數量，才可以起到事半功倍的效果。

榮昌區在重慶市的經濟發展戰略中具有東西對接、雙向開發的區位優勢，人口密度大，工業和基礎設施集中。自1997年以來榮昌區中小地震頻發，當地政府十分重視抗震設防工作，決定開展地震小區劃工作，為榮昌城區一般建設工程的抗震設計提供依據。重慶市地震工程研究所于2010年8月完成了重慶市榮昌城區地震小區劃工作。針對榮昌城區工程地質條件勘查的目的和地質地貌條件，地震工程研究所制訂了鉆探勘查工作的技術思路，既滿足了勘察目的和規范要求，又合理地控制了經費投入，為西南地區類似地質環境地震小區劃工作的開展提供了典型樣本。

1 榮昌城區的地質地貌條件

1.1 目標范圍

圖1 榮昌城區地震小區劃范圍示意圖

榮昌城區位于重慶市西部，地處川渝接壤處，是重慶大都市區中的一個重要地區，東靠重慶市大足區、永川區，西接四川省內江市隆昌縣，南鄰四川省瀘州市瀘縣，北與四川省內江市東興區、四川省資陽市安岳縣接壤。榮昌城區地震小區劃目標區面積45平方千米，包含昌元鎮、廣順鎮、安富鎮和峰高鎮西部(參見圖1)。

1.2 地形地貌

目標區為低山～丘陵地貌，海拔高程305～390 m，地形坡角一般小于10°，局部淺丘區的自然坡角最大可達30°。淺丘多呈橢圓形，丘頂渾圓、平緩、開闊。目標區域分布有河流、溪溝、湖泊。建成區地面大多平整，基本處于統一的高程面上。淺丘區植被覆蓋，維持原生態。待建區多為農田或原始淺丘，植被茂盛。

1.3 地層巖性

2 地震小區劃場地勘察的技術要求

2.1 規范要求

根據《工程場地地震安全性評價》(GB17741-2005)的有關規定，這次地震小區劃屬Ⅲ類工作，地震小區劃工作要求進行場地的勘測，并編制工程地質分區圖。工作中應充分收集、分析和整理小區劃范圍內的工程地質、水文地質和地形地貌等資料，進行現場工程地質調查，并在此基礎上進行補充勘察，勘察工作包括物化探、坑槽探和鉆探等，詳細勘測小區劃范圍內的場地工程地質條件，編制工程場地工程地質分區圖。在每個工程地質單元分區內，選擇能代表本單元分區地震工程地質條件和特征的地震反應計算控制點或地質剖面。控制點應能控制不同的工程地質單元及其邊界，并注意適當均勻分布。為了編制地震動參數分區圖或等值線圖，還應注意控制點應有適當的密度分布，特別是在邊界線或分界線附近，控制點應有適當的密度。簡單來講，地震小區劃鉆孔布置應能控制土層結構和不同工程地質單元，每個工程地質單元內應至少有1個控制孔，平均每平方千米不少于1個鉆孔。

2.2 經濟技術難點

考慮經費的有限性，在滿足規范要求的場地工程地震條件下，勘察工作要精打細算。如何充分收集利用已有資料，結合地形地質地貌特點安排技術手段，以最省的工作量和時間投入獲得基礎資料，同時滿足規范要求是值得思考的經濟技術問題。小區劃范圍內分布有一個湖泊和兩條河流，湖泊岸邊和河流兩側第四系的分布、厚度、巖土成分、巖土剪切波速的分布特點是地震小區劃工作必須掌握的基本資料，也是本次勘察工作中的重中之重。

3 榮昌城區工程地震條件勘察技術要點

3.1 收集基礎資料

工作中收集了榮昌城區規劃圖、1∶10萬地形圖、1∶20萬地質圖、水文地質圖和典型鉆孔柱狀圖，通過綜合分析后，依靠實地踏勘來進行工程地質單元初步輪廓性劃分。

3.2 鉆孔探槽和探井布置思路

在工程地質單元初步輪廓性劃分的基礎上，充分利用淺覆蓋區槽探、坑探簡便易行的優勢，配合布置有限而足夠的勘察鉆孔，以更準確地厘定不同工程地質單元的分界線，完善充實工程地質單元劃分成果。榮昌城區地震小區劃范圍包含了已建成區、城區拓展區、規劃城區。已建成區的多層建筑場地大多進行過工程地質的勘查工作，這些資料可以到當地相關檔案室查閱到，多為紙質報告；城區拓展區正在進行建設，部分地塊已進行了場地勘察工作，有電子版報告和圖件；已建成區主要依靠搜集鉆孔資料，以節省時間和經費投入，充實資料密度和對比印證來掌握土層結構特點。規劃城區多為農田或原始淺丘，植被茂盛，沒有地勘資料，主要依靠槽探、坑探、鉆探工作資料。目標區分布有河流、溪溝、湖泊、山丘，河流、溪溝、湖泊的邊岸，第四紀堆積厚度存在差異，也是影響場地的地震動參數的關鍵地帶。如果在區劃范圍內網格化布置鉆孔，達到平均每平方千米不少于1個鉆孔的要求，未必能達到能控制土層結構和不同工程地質單元界限的目標要求，因此，在這類地區不能像北方平原地區那樣進行網格化平均布孔，應采取非均勻鉆探布孔方案。

小區劃范圍內有兩條主要河流和一個湖泊，河流兩岸和湖泊邊岸存在河漫灘和一級階地堆積，其分布形態和覆蓋層厚度必然存在差異，是場地條件最難把控也是最需要搞清楚的地段，鉆探的主要工作量就集中在這里。借鑒城市活斷層探測工作中斷層鉆探勘察的經驗，項目組針對河谷、湖岸布置了8排，每排4-6個鉆孔，著力控制河漫灘和一級階地的分布范圍和巖土的性質(參見圖2～3)。小區劃范圍內局部存在建筑垃圾回填區，工作中布置了零星鉆孔用以掌握回填區的范圍和厚度分布。對于小區劃范圍內覆蓋層厚度小于3 m的廣大地區，工作中充分利用探槽、探井，同時布置零星的控制性鉆孔用以掌握風化巖土性質和波速情況。

圖2 榮昌城區地震小區劃探槽探坑及鉆孔布置示意圖

圖3 榮昌城區地震小區劃典型鉆孔地質剖面圖

3.3 鉆孔勘察結果與應用

本次地震小區劃考慮場地情況，在45 km2的小區劃范圍內實施鉆孔48個，其中第四季覆蓋層厚度大于3 m的有14個，考慮到鉆孔分布的不均勻性，另收集鉆孔資料30個，總計獲得鉆孔資料78個，充分滿足了平均每平方千米不少于1個鉆孔的規范要求。場地影響評價工作組綜合考慮場地條件和鉆孔分布，選擇了16個鉆孔作為土層反應建模。鉆探過程中采集原狀土樣，做土樣動三軸實驗，獲得21組剪切模量比和阻尼比實驗數據，如圖4和表1所示，為地震小區劃的土層地震反應計算提供了充分的基礎資料保障。該地震小區劃結果于2010年10月順利通過了國家地震安全性評價委員會的評審，其中非均勻鉆探布孔方案得到了專家們的一致贊同。

圖4 榮昌城區地震小區劃動三軸實驗成果圖

γ5×10-61×10-55×10-51×10-45×10-41×10-35×10-31×10-2G/Gmax0.9860.9730.8860.8020.4760.3260.1020.058E/Emax5×10-61×10-55×10-51×10-45×10-41×10-35×10-31×10-2E/Emax0.9800.9610.8420.7350.3870.2520.0740.041λ(%)1.701.943.555.1211.1513.9318.0718.89

4 討論

通過鉆探和剪切波速測試工作，結果表明榮昌城區的丘陵區泥巖與頁巖互層的侏羅系風化殼的剪切波速介于357～438 m/s之間，也就是說剪切波速小于500 m/s，介質密度相對低一些。淺覆蓋層分布的原始淺丘槽探、坑探、井探簡便易行，十分有效。垂直河谷和湖岸布置的排孔探測對于精確掌握不同工程地質單元界限起到了支撐作用。鉆孔不能布置在濕地或水田里，因為地面濕軟無法實施剪切波速測試。回填區的鉆探只能掌握覆蓋層厚度和成分，不能獲得動三軸實驗數據，因其經歷過人工擾動，不是原狀土樣，不符合動三軸實驗條件。

The Technical Points of the Seismic Condition Investigation in the Seismic Micro-zoning of the Hilly Region

WANG Zanjun WANG Hongchao,DONG Di，QIN Juan

(Earthquake Administration of Chongqing, Chongqing 401147, China)

Taking Rongchang seismic micro-zoning as an example, the aim and technical requirements of seismic micro-zoning are introduced for the techniques of drilling and exploration in hilly area. This work can be applied to the development of similar geological environment seismic micro-zoning in Southwest China.

seismic micro-zoning；site investigation；technical points；Rongchang district

2016-07-08；

2016-11-25

王贊軍(1968-)，男，山西省芮城縣人，畢業于中國地質大學(武漢)水文地質與工程地質專業，高級工程師.

P315.5

B

1001-8115(2017)02-0006-04

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.02.002