“地裂縫” 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(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。有時地裂縫活動同地震活動有關(guān),或為地震前兆現(xiàn)象之一,或為地震在地面的殘留變形。后者又稱地震裂縫。地裂縫常常直接影響城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和群眾生活。

地裂縫-簡介

地裂縫是一種獨特的城市地質(zhì)災(zāi)害，自50年代后期發(fā)現(xiàn)，1976年唐山大地震以后活動明顯加強，特別是進(jìn)入80年代以來，由于過量抽汲承壓水導(dǎo)致的地裂縫兩側(cè)不均勻地面沉降進(jìn)一步加劇了地裂縫的活動，地裂縫所經(jīng)之處，地面及地下各類建筑物開裂，破壞路面，錯斷地下供水、輸氣管道，危及一些著名文物古跡的安全，不但造成了較大經(jīng)濟(jì)損失，也給居民生活帶來不便。在中國發(fā)育的各類地裂縫中，除地裂縫和基底斷裂活動裂縫外，其他各類均能人為地加以控制和防御，甚至避免和根除。而對地震裂縫和基底斷裂活動裂縫，目前的技術(shù)手段還難以抗御。改善人類活動和一些治理措施只能起到一定的減輕作用。在目前的技術(shù)水平和認(rèn)識狀況下，各類工程建筑繞、避這類裂縫區(qū)段，是一種最為有效的減災(zāi)措施。如地裂縫災(zāi)害嚴(yán)重的西安市，制訂了“地裂區(qū)建筑場地勘察設(shè)計暫行條例”，規(guī)定各類建筑物按其類型和重要程度在地裂縫兩側(cè)各避讓一定的距離，這對減輕西安的地裂縫災(zāi)害起了重要的作用。

地裂縫-分布狀況

西安地裂縫群分布范圍西至唣河，東到紡織城，南起三爻村，北至井上村，面積約155km2。它發(fā)育在特殊的黃土梁洼地貌的基礎(chǔ)上，成帶狀發(fā)育，準(zhǔn)平行等間距，NNE向展布，主地裂縫均顯示南傾南降特點。

西安市區(qū)根據(jù)地表出露形跡和多種勘察手段確定的地裂縫帶有11條，由南往北依次為：南三爻-射擊場地裂縫帶

位于吳家墳到南窯頭黃土梁南側(cè)，西起南三爻，途徑瓦胡同、省射擊場，東至黃渠頭村。呈斷續(xù)出露，出露總長度3.12km,總體走向NE70°,傾向南，傾角80°。發(fā)育帶寬度可達(dá)5m。

陜西師范大學(xué)-陸家寨地裂縫帶

西起潘家莊，途經(jīng)長延堡、陜師大、西安植物園、岳家寨、東至陸家寨。出露總長度3.32 km，總體走向NE70°，總體傾向南，傾角70°-80°，其西段潘家莊至長延堡地段地裂縫傾向北，發(fā)育帶寬度可達(dá)140m。

大雁塔-北池頭地裂縫帶

西起唐家村，途經(jīng)含光路、長安路、大雁塔，東至北池頭村。整條地裂縫貫通較好，出露總長度5.12 km，總體走向NE85°，傾向南，傾角80°。發(fā)育帶寬度可達(dá)30 m。

陜西賓館-小寨地裂縫帶

沿樂游塬黃土梁南側(cè)發(fā)育，西起陜西賓館，途徑木塔寨、丁白村、小寨、后村、鐵爐廟，東至紡織城國棉六廠。陜西賓館至萬壽路南段地裂縫連續(xù)出露，總長度為12.80 km，總體走向NE75°。傾向南，傾角84 °，發(fā)育帶寬度可達(dá)55 m，活動強烈，致災(zāi)嚴(yán)重。陜西鋼廠至國棉六廠段為隱伏和推測地裂縫。

沙井村-秦川廠地裂縫帶

沿交通大學(xué)黃土梁南側(cè)發(fā)育，呈NE80°展布。西起沙井村，經(jīng)西斜七路過街天橋、南二環(huán)立交橋、冶金學(xué)院北院、鐵路分局、微波廠、秦川廠，東到紡織城國棉四廠北。沙井村至秦川廠段，出露總長度11.38 km，地裂縫連貫性好，走向變化較大，局部走向NE45°-SE65°，主地裂縫南傾，傾角75°-80°，其西段次級地裂縫在含光路至西斜七路過街天橋段為北傾。發(fā)育帶寬度35-70m，活動強烈，致災(zāi)嚴(yán)重。秦川廠至國棉四廠段為隱伏和推測地裂縫。

黃雁村-和平門地裂縫帶

沿南稍門、古跡嶺、動物園一線的黃土梁南側(cè)發(fā)育，走向大致為NE70°。西起甘家寨、途徑黃雁門、南稍門、西安煤礦設(shè)計院、興慶公園、西光廠家屬區(qū)、黃河紙箱廠，東至灞河熱電廠。出露總長度10.40km，地裂縫傾向南，傾角72-80°。發(fā)育帶寬度55-110m。東段活動強烈，致災(zāi)嚴(yán)重。

西北大學(xué)-西光廠地裂縫帶

沿槐芽嶺黃土梁南側(cè)發(fā)育。西起東桃園，經(jīng)勞動南路、西北大學(xué)、甜水井、中山門、西京醫(yī)院，東到西北光學(xué)儀器廠， 出露總長度5.38km，總體走向NE30°，傾向南，傾角85°。發(fā)育帶寬度24-55m?；顒又械龋鞅贝髮W(xué)附近破壞較嚴(yán)重。

勞動公園-鐵路材料總廠地裂縫帶

沿勞動公園黃土梁南側(cè)發(fā)育。西起蘭空干休所，經(jīng)勞動公園、無線電十一廠玉祥門南、蓮湖公園、城墻東北角，東至鐵路材料總廠。斷續(xù)出露，總長度4.35km，總體走向NE75°，發(fā)育帶寬度15-45m。在城區(qū)東、西兩段活動較強，致災(zāi)嚴(yán)重。

紅廟坡-八府莊地裂縫帶

沿龍首塬黃土梁南側(cè)發(fā)育。西起星火路，經(jīng)紅廟坡、西安味精廠、八府莊水泥制管廠，東到秦孟村。出露總長度9.90km?？傮w走向NE80°，傾向南，傾角86°。發(fā)育帶寬度44-60m。由西往東活動逐漸加強，破壞程度嚴(yán)重。

大明宮-辛家廟地裂縫帶

沿光大門黃土梁南側(cè)發(fā)育。西起大明宮遺址，經(jīng)西安耐火材料廠、陜西重型機(jī)械廠福利區(qū)、辛家廟北村、東至新房村。出露總長度4.00km?？傮w走向NE75°，傾向南，傾角75°。發(fā)育帶寬度達(dá)15m。辛家店附近地裂縫活動強烈，致災(zāi)嚴(yán)重。

方新村-井上村地裂縫帶

位于光大門黃土梁上，西起方新村，東至井上村，全長0.8km，總體走向NE80°，發(fā)育帶寬度達(dá)3m。地裂縫活動強度及致災(zāi)程度微弱。

上述11條地裂縫帶出露總長度70.57km，延伸總長度114.87km。

地裂縫-活動特征

1. 監(jiān)測資料表明，西安地裂縫在東郊、南郊活動量大，活動速率高;在西郊和北郊活動量相對較小，活動速率低。11條地裂縫中以D4、D5、D6三條活動斷裂相對強烈，其它八條活動相對較弱。

2. 地裂縫活動具年內(nèi)季節(jié)變化規(guī)律。每年的第二季度地裂縫活動明顯加快，第三季度活動量最大，與西安市地面沉降速率年內(nèi)變化規(guī)律基本一致。

3. 地裂縫活動具突變性。儀器監(jiān)測資料表明，活動過程中常出現(xiàn)突變，這種突變與地震活動密切相關(guān)。如1998年1月5日陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)發(fā)生4.8級地震之日，西安電子城地裂縫儀器自動監(jiān)測曲線出現(xiàn)明顯的突躍點。

4. 地裂縫具有統(tǒng)一的三維空間變形特征。即南傾南降的垂直位移、水平引張和水平扭動。據(jù)1989年5月到1996年12月資料，垂向活動速率以5-35mm/a居多，最大為55.06 mm/a;水平引張速率大體為垂直活動速率的三分之一，活動速率為2-10 mm/a，最大達(dá)14 mm/a;而水平扭動速率比垂直活動速率小1-2個數(shù)量級，最大速率為3.16 mm/a。

地裂縫-活動速率分級

根據(jù)1989-1996年平均垂直活動速率將地裂縫的活動劃分為四級：

活動強烈，速率>30 mm/a;

活動較強烈，速率20-30 mm/a;

活動中等，速率5-20 mm/a;

活動微弱，速率<5 mm/a。

地裂縫-成因

1. 在NEE-SWW向水平擠壓應(yīng)力和地幔上隆共同作用下，產(chǎn)生NNW-SSE向伸展拉張，伸展拉張是掀斜的基礎(chǔ)，重力是掀斜的條件。重力對非直立張性斷裂的作用，能使斷塊發(fā)生有規(guī)律的掀斜，于是在長安-臨潼斷裂上盤發(fā)育十一條正斷層性質(zhì)的地裂縫帶。

2. 由于伸展拉張在西安次級斷陷內(nèi)不均勻，在其東側(cè)，驪山斷隆強烈上升，致使應(yīng)力東大西小，導(dǎo)致長安-臨潼斷裂活動強度東強西弱，黃土梁洼地貌顯示出其相對高度東高西低，地裂縫活動?xùn)|強西弱。

地裂縫-強烈活動的影響因素 引起西安地裂縫近期強烈活動因素除構(gòu)造活動外，主要與過量開采承壓水引發(fā)的地裂縫兩側(cè)地面不均勻沉降有關(guān)。

1. 構(gòu)造活動

西安斷陷一直處于下沉狀態(tài)，長安-臨潼斷裂也進(jìn)行著南升北降的活動，西安11條地裂縫帶均處于下降的北盤，其分布及活動均受長安-臨潼斷裂控制，多年跨斷層水準(zhǔn)測量資料表明，長安-臨潼斷裂平均垂向活動速率為3.98 mm/a，約占地裂縫平均垂向活動量的7.3%。

2. 過量開采承壓水是地裂縫活動加劇的主要因素

鉆探、地震物探及槽探資料證實，西安地區(qū)第四系是由粘性土層與砂、砂礫石層組成的不等厚互層結(jié)構(gòu)。在西安東南郊一帶粘性土層較厚，由東南往西北砂層逐漸增多，厚度增大。在黃土梁洼區(qū)，粘性土層厚度存在明顯的差異，洼地區(qū)粘性土層厚度大于黃土梁區(qū)。又由于長安-臨潼斷裂的活動，造成沿地裂縫及其附近產(chǎn)生一定寬度的土體破裂松動帶，西安地裂縫上盤松動破裂大于下盤。

多年來由于西安市近郊區(qū)過量抽汲地下水，致使承壓水位大幅度下降，導(dǎo)致地層釋水壓密，引發(fā)了大面積地面沉降。由于地裂縫兩側(cè)粘性土層厚度差異與土體松動破裂程度不同，使地裂縫兩側(cè)釋水壓密變形沉降程度不同，進(jìn)而加劇了地裂縫的垂向活動。據(jù)監(jiān)測資料，不同地段、不同活動速率的地裂縫垂向活動量的70%-90%是差異沉降造成的。

地裂縫-災(zāi)害的防治 據(jù)統(tǒng)計資料，11條地裂縫致災(zāi)情況為：D4、D5、D6、D9地裂縫出露長、連續(xù)性好、活動強烈、致災(zāi)嚴(yán)重地段占其出露長度的70%以上; D3、D8、D10地裂縫出露連續(xù)性較好、活動較強、致災(zāi)嚴(yán)重地段占其出露總長度的30-50%;D1、D2、D7、D11地裂縫出露段連續(xù)性較差，活動較弱，致災(zāi)嚴(yán)重地段占出露總長度的30%以下。據(jù)1996年不完全統(tǒng)計，地裂縫活動毀壞樓房168幢，車間57座，民房1741間，道路90處，錯斷供水、煤氣管道45次，危及名勝古跡8處，直接經(jīng)濟(jì)損失1億多元，造成的間接經(jīng)濟(jì)損失及社會影響更大。

由于地裂縫活動對建筑物破壞的難以抵御性，地裂縫災(zāi)害防治主要以避讓為主，其關(guān)鍵是合理避讓距離的確定。根據(jù)地裂縫兩側(cè)短水準(zhǔn)剖面監(jiān)測資料分析以及其它地裂縫勘測研究成果確定的避讓原則，經(jīng)陜西省城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)保廳批準(zhǔn)已列入陜西省標(biāo)準(zhǔn)《西安地裂縫場地勘察與工程設(shè)計規(guī)范》中。規(guī)程還規(guī)定，在地裂縫經(jīng)過的場地進(jìn)行建設(shè)時，要進(jìn)行詳細(xì)的地裂縫場地勘察，確定主、次裂縫準(zhǔn)確位置，確定合適的避讓距離和選擇必要的建筑結(jié)構(gòu)。

研究表明，西安地裂縫活動量70-90%是由抽取承壓水引起的，所以只要控制承壓水開采，就能控制地面沉降和地裂縫強烈活動。西安市1990年8月起引入黑河水作為城市供水水源后，部分地段承壓水開采量減少，該地段內(nèi)地裂縫活動有所減弱，待黑河引水工程全部完工，西安城市供水供需平衡后，應(yīng)進(jìn)一步減少直至停止開采承壓水，使承壓水位停止下降或回復(fù)，使地裂縫災(zāi)害大為減緩。

地裂縫-主要類型

1、地震裂縫 各種地震引起地面的強烈震動，均可產(chǎn)生這類裂縫。

2、基底斷裂活動裂縫 由于基底斷裂的長期蠕動，使巖體或土層逐漸開裂，并顯露于地表而成。

3、隱伏裂隙開啟裂縫 發(fā)育隱伏裂隙的土體，在地表水或地下水的沖刷、潛蝕作用下，裂隙中的物質(zhì)被水帶走，裂隙向上開啟、貫通而成。

4、松散土體潛蝕裂縫 由于地表水或地下水的沖刷、潛蝕、軟化和液化作用等，使松散土體中部分顆粒隨水流失，土體開裂而成。

5、黃土濕陷裂縫 因黃土地層受地表水或地下水的浸濕，產(chǎn)生沉陷而成。

6、脹縮裂縫 由于氣候的干、濕變化，使膨脹土或淤泥質(zhì)軟土產(chǎn)生脹縮變形發(fā)展而成。

7、地面沉陷裂縫 因各類地面塌陷或過量開采地下水、礦山地下采空引起地面沉降過程中的巖土體開裂而成。

8、滑坡裂縫 由于斜坡滑動造成地表開裂而成。

地裂縫-形成原因 地裂縫的形成原因復(fù)雜多樣。地殼活動、水的作用和部分人類活動是導(dǎo)致地面開裂的主要原因。按地裂縫的成因，常將其分為如下幾類：

1、地震裂縫 各種地震引起地面的強烈震動，均可產(chǎn)生這類裂縫。

2、基底斷裂活動裂縫 由于基底斷裂的長期蠕動，使巖體或土層逐漸開裂，并顯露于地表而成。

3、隱伏裂隙開啟裂縫 發(fā)育隱伏裂隙的土體，在地表水或地下水的沖刷、潛蝕作用下，裂隙中的物質(zhì)被水帶走，裂隙向上開啟、貫通而成。

4、松散土體潛蝕裂縫 由于地表水或地下水的沖刷、潛蝕、軟化和液化作用等，使松散土體中部分顆粒隨水流失，土體開裂而成。

5、黃土濕陷裂縫 因黃土地層受地表水或地下水的浸濕，產(chǎn)生沉陷而成。

6、脹縮裂縫 由于氣候的干、濕變化，使膨脹土或淤泥質(zhì)軟土產(chǎn)生脹縮變形發(fā)展而成。

7、地面沉陷裂縫 因各類地面塌陷或過量開采地下水、礦山地下采空引起地面沉降過程中的巖土體開裂而成。

8、滑坡裂縫 由于斜坡滑動造成地表開裂而成。

地裂縫-減輕災(zāi)害損失措施

1 、加強了地裂區(qū)的工程地質(zhì)勘察工作，一些城市還制定了相應(yīng)的條例，法規(guī);

2 、采取各種行政、管理手段限制地下水的過量開采;

3 、對已有裂縫進(jìn)行回填、夯實等，并改善地裂區(qū)土體的性質(zhì);

4 、改進(jìn)地裂區(qū)建筑物的基礎(chǔ)形式，提高建筑物的抗裂性能;

5 、對地裂區(qū)已有建筑物進(jìn)行加固處理;

6 、設(shè)置各種監(jiān)測點，密切注視地裂縫的發(fā)展動向。