西安地裂缝

西安地裂缝研究报告

摘要地裂缝是地表岩、土体在自然或人文因素作用下产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度裂缝的地质现象。自从上世纪五十年代以来,由于抽水和构造控制作用,西安市区出现了大量地裂缝,到目前为止西安城区发现的地裂缝已达14条之多,延伸长度超过100km,覆盖面积约250km ,其活动时间之长和规模之大,在国内外尚属罕见。这些地裂缝所到之处,致使不少地面建(构)筑物和地下设施遭到变形破坏,它们穿越工厂、学校和民房,横切地下洞室、路基,错断高架立交桥,造成建(构)筑物破坏、机器停转、桥梁和道路变形和管道破裂,给西安古城的市政建设带来了严重破坏,迄今为止已造成数百亿元的经济损失。2

1.西安地裂缝分布

1.1概述

地裂缝是西安地区主要

的地质灾害,目前已经探明

14条地裂缝。关于西安地裂

缝的成因,目前有以下三种

学说:①地下水过度开采,

地面沉降引起地裂缝;②汾

渭盆地构造活动;③综合以

上两种学说。而西安地裂缝,

严重制约着西安工程建设的

发展,如地铁、高层建筑、

水利水电等工程。因此,研

究西安地裂缝是我们地质工

作者的基本要求,是一件福

利人群的伟大事业。

图1

1.2地裂缝简介及分布图西安地裂缝名称图

辛家庙地裂缝(f1):该条地裂缝在辛家庙重型机器厂附近活动强烈,破坏严重,而且从地裂缝分布与黄土湿陷类型和湿陷等级分区图中可以看出,辛家庙重型机械厂处的黄土湿陷等级为自重湿陷II 一III 级,湿陷性强。这表明该处黄土的强湿陷性可能加剧了这一地段地裂缝的破坏活动。

红庙坡-八村庄-米家岩地裂缝(f2):由西往东,该条地裂缝活动强度有逐渐加强的趋势。东段活动速率大,对建筑物破坏严重;西段活动速率低,破坏程度相应较低。从图中可以看出,该条地裂缝所经过地区的黄土湿陷性总体上有从西到东逐渐增强的趋势,该条地裂缝东段所处地区的湿陷等级为自重湿陷m 级,中段地区的湿陷等级为非自重湿陷I 一II 级,而西段地区的湿陷等级仅为非自重湿陷I,这与地裂缝的活动趋势是基本相同的。

北石桥-劳动公园-官亭西地裂缝(f3):该条地裂缝东、西段活动强烈,城区活动较弱,地表形变量不明显,未造成严重的后果。同时,该条地裂缝东、西两段所处地区的黄土湿陷等级为非自重湿陷I 一II 级,而其中段位于城区处的场地则无湿

陷性,这也与地裂缝的活动特征大致相符。

图2西安地裂缝与地铁分布图

丈八路-西北大学-幸福北路地裂缝(f4):该条地裂缝在其西段活动比较强烈,尤其是位于西北大学、西北工业大学附近处的地裂缝活动最强烈,该处的建筑物均遭受到严重的破坏而被拆除,道路也发生了严重的变形;而城区附近的地裂缝则形变微弱。该条地裂缝西段所处地区的黄土湿陷等级为非自重湿陷I 级,但在西北大学附近的部分地区其湿陷等级则达到了III 级自重湿陷,为强湿陷性场地。湿陷性

的分布与该条地裂缝的活动强度有较强的对应关系。

丈八路-和平门-灞桥热电厂地裂缝(f5):该条地裂缝西段活动比较弱,而东段则活动强烈,形变量大,破坏也较为严重,地裂缝所经之处的建筑物均遭受到损坏而被拆除。该条地裂缝所经过地区的湿陷性也有从西向东逐渐增强的趋势。其中,该条地裂缝自西安政治学院经南稍门、西安煤矿设计研究院、陕西日报社段处的地表破裂明显,形迹连续,所跨地裂缝的地表建筑物和地下管道等均被错断或出现裂缝。这几处地区的黄土湿陷等级为I 一II 级非自重湿陷,对地裂缝的活动有一定的影响。而其东段自新城区运输七场经康乐路、西北光学仪器厂家属区至黄河机器制造厂,这一段的地裂缝活动剧烈,垂直形变陡变带形态极为明显,建筑物损坏严重。而这几处相应的湿陷性也非常强烈,为自重湿陷II 一III 级,局部地段甚至达IV 级自重湿陷。这表明强湿陷性可能是造成该地区地裂缝活动剧烈的一个重要因素。

丈八路-草场坡-秦川机械厂-纺渭路地裂缝(f6):该条地裂缝中段、东段的活动较为强烈,地裂缝所经之处的建筑物和道路均遭到严重破坏,而且变形量也较大;该条地裂缝西段的活动相对较弱。该条地裂缝所经过地区的黄土湿陷性也有东强西弱的特点。其中在草场坡和省工业展览馆地段,地裂缝的活动强烈,该地段的黄土湿陷等级大多为m 级自重湿陷,局部地段甚至达到了VI 级自重湿陷,湿陷性非常强烈。而自沙坡村经秦川机械厂家属区至高楼村段地裂缝,发生时间早,活动也十分强烈,破坏也较为严重,该地段的黄土湿陷等级在沙坡村处为非自重湿陷II 级,而在秦川机械厂处的湿陷等级则达到了m 级自重湿陷,湿陷十分强烈,是该处地裂缝剧烈活动的重要诱发因素。

北岭-小寨-铁炉庙地裂缝(f7):该地裂缝活动强烈,破坏严重,凡地裂缝经过的地段,厂房、车间、校舍、住宅楼等均遭到了严重的破坏以至被报废拆除,道路、地下水管、煤气管等也被多次错断。中段的活动相对较弱,但破坏亦较为严重。该条地裂缝所经过的地区的黄土湿陷性有自东向西逐渐降低的特点。在其东部地段,陕西钢厂处的湿陷等级为自重湿陷II 一III 级,铁炉庙处的湿陷等级为非自重湿陷II 级。在该地裂缝向西所经过的陕西省委家属院内,湿陷等级又达到了自重湿陷II 一III 级,湿陷性强,这也可能是为何这几处地段的地裂缝活动强烈,破坏力强的原因。

石羊村-大雁塔-北池头-新兴南路地裂缝(f8):大雁塔地裂缝的东段、西段活动较微弱,对建筑物的破坏程度较低,中间段陵园路至北池头村附近处,地裂缝的

活动较为强烈,对建筑物、名胜古迹的破坏也较为严重。其中北池头村附近处的黄土湿陷等级为由非自重湿陷n 级到自重湿陷II 一III 级过渡区,该处的农田曾在大雨过后出现地裂缝,这可能是受该地段湿陷性强的影响。

齐王村-陕西师范大学-大唐芙蓉园地裂缝(f9):该条地裂缝在陕师大、长延堡村附近处的影响带宽,长安路上有裂缝7一10条,宽达150余米,长安路以东,北升南降,由于影响带宽,故对建筑物的破坏严重,损失巨大。从地裂缝的平面分布与黄土湿陷类型与湿陷等级分区图可以看出,陕西师范大学与长延堡村处的黄土湿陷等级为自重湿陷II 一III 级,为强湿陷性地段,因此这也可能是该处地裂缝活动破坏性加剧的重要原因。

西姜村-射击场-新开门-长鸣路地裂缝(fl0):该条地裂缝的地表形迹微弱,活动量不大,不连续,射击场附近探槽揭露,现已逐渐发育延伸至地表,、雁塔南路路面清晰可见,在西三艾曾经发现过地裂缝切断深井井管的现象,当地农田中也曾经有裂缝发育,且因农民灌溉农田而产生陷坑。而该处的黄土湿陷等级为自重湿陷III 级,具有强湿陷性,是地裂缝活动的促进因素;而在新开门和黄渠头处,湿陷等级仅为非自重湿陷I 一II 级,湿陷性较弱。二者有一定的对应关系。

南寨子-交警总队-南窑村西地地裂缝(f11):该条地裂缝位于东三爻黄土梁的北侧,该处黄土湿陷等级为自重湿陷II 级,较强的湿陷性。

三森家居-东三爻-雁南四路地裂缝(f12):该条地裂缝位于雁塔南路与雁南五路交汇的十字路口东北的部位,因曲江水厂的管道漏水浸泡致使该处地裂缝出露于地表。而该处的黄土湿陷等级为自重湿陷III 级,具有强湿陷性。地表水的入渗导致黄土发生湿陷变形是地裂缝活动的促进因素。历史上曾经由于灌溉的影响,沿地裂缝曾出现串珠状分布的陷坑。

雁鸣小区地裂缝(f13):该条地裂缝位于省射击场的东南方向,为自重II 一III 级的湿陷性黄土,导致此片地区在降雨后路面出现低洼积水区,对道路出行产生了影响。

下塔坡村(清凉寺)地裂缝带(f14):该条地裂缝位于南郊三环以南,韦曲清凉山附近,该地区由于地裂缝导致路面出现大坡。在长安酒厂附近,居民住宅区依坡修建,增加了施工难度与稳定性。

2.西安地裂缝成因

2.1地裂缝类型

地裂缝形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。按地裂缝的成因,将其分为如下几类:

(1)地震地裂缝

(2)基地断裂活动地裂缝

(3)隐伏裂隙开启裂缝

(4)松散土体潜蚀裂缝

(5)黄土湿陷裂缝

(6)胀缩裂缝

(7)地面沉陷裂缝

(8)滑坡裂缝

此外,通常还按形成地裂缝动力原因,将地裂缝分为构造地裂缝、非构造地裂缝及混合成因地裂缝。前述的(1)(2)类即属构造地裂缝,(4)(5)(6)(7)(8)类即为非构造地裂缝,(3)类为混合成因地裂缝。

2.2地下水开采过度开采,地面下沉产生地裂缝

西安的地下水可以分三层:

(1)潜水:埋藏在30-50m 深度内,长期人为污染,水质不佳,不适宜饮用。

(2)浅层承压水:埋藏在40-100m 深度内。由于含水层不稳定,与潜水相连,也被污染。

(3)深层承压水:埋藏在100-300m 之间,是优质水源,经过过量开采,水位已经下降70-100m。

1970年以前开采深层承压水较少,每年平均承压水位下降0.5~0.8m,1970年以后井数大增,水位以每年大于5m 的速度下降。在八府庄、胡家庙、西北工业大学、陕西省测绘局四处,形成了四个承压水位降落漏洞,1985年又在东北方向辛家庙增加了一个漏斗。

南郊的小寨漏斗,1979年形成,以后向东发展,1985年已达大雁塔附近。同时陕师大漏斗也在形成,1985年漏斗中心已降到320m,成为西安市最深的漏斗,年降速达13m。地下水位下降如果没有其他地方的水来补偿的话,意味着突然某一天,我们就得坐电梯一样下地狱去了。

大雁塔因地面沉降,塔尖向西北方向歪了1.1m,近年由于西安下令限制开采地下水,引用黑河水源,向地下补充水源,大雁塔有返回迹象。

过度开采地下水也加速了西安地裂缝的形成。西安市从1973年起开始大量使

用地下水,由于使用过量,出现了地面沉降、地下水漏斗区甚至地裂缝等一系列环境地质问题。

2.3汾渭盆地构造活动引发地裂缝

西安位于汾渭盆地,地裂缝的构造成因机制认为地裂形成主要受临潼-长安断裂控制,临潼-长安断裂按剖面构造特征可分三段,西安地裂缝是发育在临潼-长安断裂中段特定构造部位、特定地应力条件的产物。

临潼-长安断裂北起西安市临潼县城,向南西依次切过横岭塬、白鹿塬、少陵塬及神禾塬,延至长安区沣峪口,长约42km[3]。浅层地震探测结果临潼-长安断裂由南向北依次由F1~1、F1~2、F1~3三条近平行断层组成,总体走向约NE46°,倾向北西,倾角60°~70°,为高角度正断层。断裂带按剖面构造特征可分三段。

表1

临潼-长安断裂分布表

2.3综合说

西安地裂缝的成因有如下两方面原因:一方面,西安位于临潼-长安断裂带,构造活动发育,导致地裂缝灾害多发;其次,西安近些年对地下水过度开采,致使地面沉降,导致地裂缝灾害发育。以上,便是西安地裂缝灾害严重的原因。

3.西安地裂缝防治措施

3.1西安地铁分布与地裂缝防治举措

目前西安地裂缝还在不断活动中,年活动速率为2~16mm/a,并出现新的地裂缝带,这不仅严重地制约了城市建设用地的有效利用和城市规划,而且为城市

地铁工程建设留下了重大的安全隐患,成为西安地铁建设中的重大关键难题,西安地铁建设也因此遭遇到中国地铁史上前所未有的挑战,近年来引起了学术界和工程界的高度关注。

地裂缝在地面路上,首先使用锥筒和隔离带分隔裂缝区域,不要让行人和过往车辆碾压;其次是测量队伍持续监测地质是否有下陷趋势;如果有明显下陷趋势,说明地下已经形成明显空洞,破开裂缝向内喷灰并注浆,方式周边下陷。如果趋势不明显,只需注浆即可。

地质裂缝在地下墙上,测量队伍在裂缝处布设监测装置(裂缝两端顶上钉子,拉上检测装置进行观测),观察变化趋势,处理方法跟路面一样。

3.2地裂缝对西安工程建设影响

地表岩土体在自然或人为因素作用下,产生裂缝并在地面形成一定长度和宽度的裂隙所造成的灾害。地裂缝的形成原因十分复杂。地壳运动、地表水和地下水活动、人类社会经济活动等是造成地表开裂的主要原因。

地面及地下各类建筑物开裂,破坏路面,错断地下供水、输气管道,危及一些著名文物古迹的安全,不但造成了较大经济损失,也给居民生活带来不便。在中国发育的各类地裂缝中,除地裂缝和基底断裂活动裂缝外,其他各类均能人为地加以控制和防御,甚至避免和根除。而对地震裂缝和基底断裂活动裂缝,目前的技术手段还难以抗御。改善人类活动和一些治理措施只能起到一定的减轻作用。在目前的技术水平和认识状况下,各类工程建筑物绕、避这类裂缝区段,是一种最为有效的减灾措施。

为了预防地裂缝灾害发生,一般有以下几种有效措施:①加强了地裂区的工程地质勘查工作,一些城市还制定了相应的条例,法规;②采取各种行政、管理手段限制地下水的过量开采;③对已有裂缝进行回填、夯实等,并改善地裂区土体的性质;④改进地裂区建筑物的基础形式,提高建筑物的抗裂性能;⑤对地裂区已有建筑物进行加固处理;⑥设置各种监测点,密切注视地裂缝的发展动向。西安地区地裂缝灾害发育,严重制约着西安的工程建设,如地铁工程、高层建筑、水利水电工程。因此,解决西安地裂缝问题,是我们地质工作者的使命。

附表:

表2西安地铁2

号线区间隧道工法分段

西安地裂缝研究报告

摘要地裂缝是地表岩、土体在自然或人文因素作用下产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度裂缝的地质现象。自从上世纪五十年代以来,由于抽水和构造控制作用,西安市区出现了大量地裂缝,到目前为止西安城区发现的地裂缝已达14条之多,延伸长度超过100km,覆盖面积约250km ,其活动时间之长和规模之大,在国内外尚属罕见。这些地裂缝所到之处,致使不少地面建(构)筑物和地下设施遭到变形破坏,它们穿越工厂、学校和民房,横切地下洞室、路基,错断高架立交桥,造成建(构)筑物破坏、机器停转、桥梁和道路变形和管道破裂,给西安古城的市政建设带来了严重破坏,迄今为止已造成数百亿元的经济损失。2

1.西安地裂缝分布

1.1概述

地裂缝是西安地区主要

的地质灾害,目前已经探明

14条地裂缝。关于西安地裂

缝的成因,目前有以下三种

学说:①地下水过度开采,

地面沉降引起地裂缝;②汾

渭盆地构造活动;③综合以

上两种学说。而西安地裂缝,

严重制约着西安工程建设的

发展,如地铁、高层建筑、

水利水电等工程。因此,研

究西安地裂缝是我们地质工

作者的基本要求,是一件福

利人群的伟大事业。

图1

1.2地裂缝简介及分布图西安地裂缝名称图

辛家庙地裂缝(f1):该条地裂缝在辛家庙重型机器厂附近活动强烈,破坏严重,而且从地裂缝分布与黄土湿陷类型和湿陷等级分区图中可以看出,辛家庙重型机械厂处的黄土湿陷等级为自重湿陷II 一III 级,湿陷性强。这表明该处黄土的强湿陷性可能加剧了这一地段地裂缝的破坏活动。

红庙坡-八村庄-米家岩地裂缝(f2):由西往东,该条地裂缝活动强度有逐渐加强的趋势。东段活动速率大,对建筑物破坏严重;西段活动速率低,破坏程度相应较低。从图中可以看出,该条地裂缝所经过地区的黄土湿陷性总体上有从西到东逐渐增强的趋势,该条地裂缝东段所处地区的湿陷等级为自重湿陷m 级,中段地区的湿陷等级为非自重湿陷I 一II 级,而西段地区的湿陷等级仅为非自重湿陷I,这与地裂缝的活动趋势是基本相同的。

北石桥-劳动公园-官亭西地裂缝(f3):该条地裂缝东、西段活动强烈,城区活动较弱,地表形变量不明显,未造成严重的后果。同时,该条地裂缝东、西两段所处地区的黄土湿陷等级为非自重湿陷I 一II 级,而其中段位于城区处的场地则无湿

陷性,这也与地裂缝的活动特征大致相符。

图2西安地裂缝与地铁分布图

丈八路-西北大学-幸福北路地裂缝(f4):该条地裂缝在其西段活动比较强烈,尤其是位于西北大学、西北工业大学附近处的地裂缝活动最强烈,该处的建筑物均遭受到严重的破坏而被拆除,道路也发生了严重的变形;而城区附近的地裂缝则形变微弱。该条地裂缝西段所处地区的黄土湿陷等级为非自重湿陷I 级,但在西北大学附近的部分地区其湿陷等级则达到了III 级自重湿陷,为强湿陷性场地。湿陷性

的分布与该条地裂缝的活动强度有较强的对应关系。

丈八路-和平门-灞桥热电厂地裂缝(f5):该条地裂缝西段活动比较弱,而东段则活动强烈,形变量大,破坏也较为严重,地裂缝所经之处的建筑物均遭受到损坏而被拆除。该条地裂缝所经过地区的湿陷性也有从西向东逐渐增强的趋势。其中,该条地裂缝自西安政治学院经南稍门、西安煤矿设计研究院、陕西日报社段处的地表破裂明显,形迹连续,所跨地裂缝的地表建筑物和地下管道等均被错断或出现裂缝。这几处地区的黄土湿陷等级为I 一II 级非自重湿陷,对地裂缝的活动有一定的影响。而其东段自新城区运输七场经康乐路、西北光学仪器厂家属区至黄河机器制造厂,这一段的地裂缝活动剧烈,垂直形变陡变带形态极为明显,建筑物损坏严重。而这几处相应的湿陷性也非常强烈,为自重湿陷II 一III 级,局部地段甚至达IV 级自重湿陷。这表明强湿陷性可能是造成该地区地裂缝活动剧烈的一个重要因素。

丈八路-草场坡-秦川机械厂-纺渭路地裂缝(f6):该条地裂缝中段、东段的活动较为强烈,地裂缝所经之处的建筑物和道路均遭到严重破坏,而且变形量也较大;该条地裂缝西段的活动相对较弱。该条地裂缝所经过地区的黄土湿陷性也有东强西弱的特点。其中在草场坡和省工业展览馆地段,地裂缝的活动强烈,该地段的黄土湿陷等级大多为m 级自重湿陷,局部地段甚至达到了VI 级自重湿陷,湿陷性非常强烈。而自沙坡村经秦川机械厂家属区至高楼村段地裂缝,发生时间早,活动也十分强烈,破坏也较为严重,该地段的黄土湿陷等级在沙坡村处为非自重湿陷II 级,而在秦川机械厂处的湿陷等级则达到了m 级自重湿陷,湿陷十分强烈,是该处地裂缝剧烈活动的重要诱发因素。

北岭-小寨-铁炉庙地裂缝(f7):该地裂缝活动强烈,破坏严重,凡地裂缝经过的地段,厂房、车间、校舍、住宅楼等均遭到了严重的破坏以至被报废拆除,道路、地下水管、煤气管等也被多次错断。中段的活动相对较弱,但破坏亦较为严重。该条地裂缝所经过的地区的黄土湿陷性有自东向西逐渐降低的特点。在其东部地段,陕西钢厂处的湿陷等级为自重湿陷II 一III 级,铁炉庙处的湿陷等级为非自重湿陷II 级。在该地裂缝向西所经过的陕西省委家属院内,湿陷等级又达到了自重湿陷II 一III 级,湿陷性强,这也可能是为何这几处地段的地裂缝活动强烈,破坏力强的原因。

石羊村-大雁塔-北池头-新兴南路地裂缝(f8):大雁塔地裂缝的东段、西段活动较微弱,对建筑物的破坏程度较低,中间段陵园路至北池头村附近处,地裂缝的

活动较为强烈,对建筑物、名胜古迹的破坏也较为严重。其中北池头村附近处的黄土湿陷等级为由非自重湿陷n 级到自重湿陷II 一III 级过渡区,该处的农田曾在大雨过后出现地裂缝,这可能是受该地段湿陷性强的影响。

齐王村-陕西师范大学-大唐芙蓉园地裂缝(f9):该条地裂缝在陕师大、长延堡村附近处的影响带宽,长安路上有裂缝7一10条,宽达150余米,长安路以东,北升南降,由于影响带宽,故对建筑物的破坏严重,损失巨大。从地裂缝的平面分布与黄土湿陷类型与湿陷等级分区图可以看出,陕西师范大学与长延堡村处的黄土湿陷等级为自重湿陷II 一III 级,为强湿陷性地段,因此这也可能是该处地裂缝活动破坏性加剧的重要原因。

西姜村-射击场-新开门-长鸣路地裂缝(fl0):该条地裂缝的地表形迹微弱,活动量不大,不连续,射击场附近探槽揭露,现已逐渐发育延伸至地表,、雁塔南路路面清晰可见,在西三艾曾经发现过地裂缝切断深井井管的现象,当地农田中也曾经有裂缝发育,且因农民灌溉农田而产生陷坑。而该处的黄土湿陷等级为自重湿陷III 级,具有强湿陷性,是地裂缝活动的促进因素;而在新开门和黄渠头处,湿陷等级仅为非自重湿陷I 一II 级,湿陷性较弱。二者有一定的对应关系。

南寨子-交警总队-南窑村西地地裂缝(f11):该条地裂缝位于东三爻黄土梁的北侧,该处黄土湿陷等级为自重湿陷II 级,较强的湿陷性。

三森家居-东三爻-雁南四路地裂缝(f12):该条地裂缝位于雁塔南路与雁南五路交汇的十字路口东北的部位,因曲江水厂的管道漏水浸泡致使该处地裂缝出露于地表。而该处的黄土湿陷等级为自重湿陷III 级,具有强湿陷性。地表水的入渗导致黄土发生湿陷变形是地裂缝活动的促进因素。历史上曾经由于灌溉的影响,沿地裂缝曾出现串珠状分布的陷坑。

雁鸣小区地裂缝(f13):该条地裂缝位于省射击场的东南方向,为自重II 一III 级的湿陷性黄土,导致此片地区在降雨后路面出现低洼积水区,对道路出行产生了影响。

下塔坡村(清凉寺)地裂缝带(f14):该条地裂缝位于南郊三环以南,韦曲清凉山附近,该地区由于地裂缝导致路面出现大坡。在长安酒厂附近,居民住宅区依坡修建,增加了施工难度与稳定性。

2.西安地裂缝成因

2.1地裂缝类型

地裂缝形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。按地裂缝的成因,将其分为如下几类:

(1)地震地裂缝

(2)基地断裂活动地裂缝

(3)隐伏裂隙开启裂缝

(4)松散土体潜蚀裂缝

(5)黄土湿陷裂缝

(6)胀缩裂缝

(7)地面沉陷裂缝

(8)滑坡裂缝

此外,通常还按形成地裂缝动力原因,将地裂缝分为构造地裂缝、非构造地裂缝及混合成因地裂缝。前述的(1)(2)类即属构造地裂缝,(4)(5)(6)(7)(8)类即为非构造地裂缝,(3)类为混合成因地裂缝。

2.2地下水开采过度开采,地面下沉产生地裂缝

西安的地下水可以分三层:

(1)潜水:埋藏在30-50m 深度内,长期人为污染,水质不佳,不适宜饮用。

(2)浅层承压水:埋藏在40-100m 深度内。由于含水层不稳定,与潜水相连,也被污染。

(3)深层承压水:埋藏在100-300m 之间,是优质水源,经过过量开采,水位已经下降70-100m。

1970年以前开采深层承压水较少,每年平均承压水位下降0.5~0.8m,1970年以后井数大增,水位以每年大于5m 的速度下降。在八府庄、胡家庙、西北工业大学、陕西省测绘局四处,形成了四个承压水位降落漏洞,1985年又在东北方向辛家庙增加了一个漏斗。

南郊的小寨漏斗,1979年形成,以后向东发展,1985年已达大雁塔附近。同时陕师大漏斗也在形成,1985年漏斗中心已降到320m,成为西安市最深的漏斗,年降速达13m。地下水位下降如果没有其他地方的水来补偿的话,意味着突然某一天,我们就得坐电梯一样下地狱去了。

大雁塔因地面沉降,塔尖向西北方向歪了1.1m,近年由于西安下令限制开采地下水,引用黑河水源,向地下补充水源,大雁塔有返回迹象。

过度开采地下水也加速了西安地裂缝的形成。西安市从1973年起开始大量使

用地下水,由于使用过量,出现了地面沉降、地下水漏斗区甚至地裂缝等一系列环境地质问题。

2.3汾渭盆地构造活动引发地裂缝

西安位于汾渭盆地,地裂缝的构造成因机制认为地裂形成主要受临潼-长安断裂控制,临潼-长安断裂按剖面构造特征可分三段,西安地裂缝是发育在临潼-长安断裂中段特定构造部位、特定地应力条件的产物。

临潼-长安断裂北起西安市临潼县城,向南西依次切过横岭塬、白鹿塬、少陵塬及神禾塬,延至长安区沣峪口,长约42km[3]。浅层地震探测结果临潼-长安断裂由南向北依次由F1~1、F1~2、F1~3三条近平行断层组成,总体走向约NE46°,倾向北西,倾角60°~70°,为高角度正断层。断裂带按剖面构造特征可分三段。

表1

临潼-长安断裂分布表

2.3综合说

西安地裂缝的成因有如下两方面原因:一方面,西安位于临潼-长安断裂带,构造活动发育,导致地裂缝灾害多发;其次,西安近些年对地下水过度开采,致使地面沉降,导致地裂缝灾害发育。以上,便是西安地裂缝灾害严重的原因。

3.西安地裂缝防治措施

3.1西安地铁分布与地裂缝防治举措

目前西安地裂缝还在不断活动中,年活动速率为2~16mm/a,并出现新的地裂缝带,这不仅严重地制约了城市建设用地的有效利用和城市规划,而且为城市

地铁工程建设留下了重大的安全隐患,成为西安地铁建设中的重大关键难题,西安地铁建设也因此遭遇到中国地铁史上前所未有的挑战,近年来引起了学术界和工程界的高度关注。

地裂缝在地面路上,首先使用锥筒和隔离带分隔裂缝区域,不要让行人和过往车辆碾压;其次是测量队伍持续监测地质是否有下陷趋势;如果有明显下陷趋势,说明地下已经形成明显空洞,破开裂缝向内喷灰并注浆,方式周边下陷。如果趋势不明显,只需注浆即可。

地质裂缝在地下墙上,测量队伍在裂缝处布设监测装置(裂缝两端顶上钉子,拉上检测装置进行观测),观察变化趋势,处理方法跟路面一样。

3.2地裂缝对西安工程建设影响

地表岩土体在自然或人为因素作用下,产生裂缝并在地面形成一定长度和宽度的裂隙所造成的灾害。地裂缝的形成原因十分复杂。地壳运动、地表水和地下水活动、人类社会经济活动等是造成地表开裂的主要原因。

地面及地下各类建筑物开裂,破坏路面,错断地下供水、输气管道,危及一些著名文物古迹的安全,不但造成了较大经济损失,也给居民生活带来不便。在中国发育的各类地裂缝中,除地裂缝和基底断裂活动裂缝外,其他各类均能人为地加以控制和防御,甚至避免和根除。而对地震裂缝和基底断裂活动裂缝,目前的技术手段还难以抗御。改善人类活动和一些治理措施只能起到一定的减轻作用。在目前的技术水平和认识状况下,各类工程建筑物绕、避这类裂缝区段,是一种最为有效的减灾措施。

为了预防地裂缝灾害发生,一般有以下几种有效措施:①加强了地裂区的工程地质勘查工作,一些城市还制定了相应的条例,法规;②采取各种行政、管理手段限制地下水的过量开采;③对已有裂缝进行回填、夯实等,并改善地裂区土体的性质;④改进地裂区建筑物的基础形式,提高建筑物的抗裂性能;⑤对地裂区已有建筑物进行加固处理;⑥设置各种监测点,密切注视地裂缝的发展动向。西安地区地裂缝灾害发育,严重制约着西安的工程建设,如地铁工程、高层建筑、水利水电工程。因此,解决西安地裂缝问题,是我们地质工作者的使命。

附表:

表2西安地铁2

号线区间隧道工法分段


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