北京地質(zhì)斷裂帶縱橫交錯(cuò) 對(duì)建筑物影響大

　　王先生最近準(zhǔn)備出手在北京購(gòu)買(mǎi)一套住房，但是幾天前一條消息讓他除了考慮房子價(jià)格和位置的因素外，還要考慮地下的因素�！拔铱磮�(bào)紙說(shuō)北京有7條斷裂帶。如果我購(gòu)買(mǎi)的房子正好在斷裂帶上怎么辦？”王先生說(shuō)。那么，普通市民能不能查到北京的7條斷裂帶大致在哪里呢？

　　“斷裂帶”是讓人產(chǎn)生緊張聯(lián)想的三個(gè)字，尤其是在經(jīng)歷了汶川地震之后。北京平原有多少斷裂帶？分布在哪里？這無(wú)疑是讓每個(gè)市民關(guān)心的話題。

　　在北京昌平有一個(gè)叫土溝村的地方，村民對(duì)于打探地質(zhì)隊(duì)的到來(lái)已經(jīng)習(xí)以為常了�！斑@里是北京地質(zhì)斷裂帶表現(xiàn)最明顯的地方。”中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所譚成軒研究員告訴《北京科技報(bào)》，他正在負(fù)責(zé)一項(xiàng)北京地質(zhì)斷裂帶的研究課題。

　　土溝村正處于北京的7條斷裂帶中最大的一條黃莊——高麗營(yíng)斷裂帶(南起河北涿州北至懷柔以東)上�！霸跀嗔褞�上，有些村民的房屋和院墻已經(jīng)發(fā)生了垂直方向幾十厘米的錯(cuò)斷�！弊T成軒告訴記者。

　　而另外一處比較明顯的錯(cuò)斷發(fā)生在順義高麗營(yíng)西王路村的一條村級(jí)公路上，黃莊——高麗營(yíng)斷裂帶正好從公路下方通過(guò)，致使村里的路面變形破壞。據(jù)當(dāng)?shù)卮迕窠榻B，公路修建約10年，斷裂帶已經(jīng)讓路面形成一個(gè)約10厘米的小臺(tái)階。

　　中國(guó)工程院院士、中國(guó)地震局地球物理研究所許紹燮告訴記者，斷裂帶造成的地質(zhì)不穩(wěn)定還容易形成山體滑坡、泥石流等災(zāi)害。斷裂帶的拐角，交叉處也比較危險(xiǎn)，網(wǎng)格狀分布的斷裂帶，容易造成連帶的影響。一個(gè)塊體的震動(dòng)很容易引起周?chē)鷫K體的連鎖震動(dòng)。所以一個(gè)地方發(fā)生了地震，常會(huì)引發(fā)其他地方的地震。

　　從全國(guó)范圍來(lái)講，南北帶(川滇及以北靠近云南的一條地帶)的中南段是比較容易發(fā)生地震的區(qū)域�？刀ǖ礁首问且粭l著名的斷裂帶，從地表就可以觀測(cè)到斷裂帶的活動(dòng)。斷裂帶兩邊運(yùn)動(dòng)的速率一快一慢，馬路上畫(huà)的白色直線，每年幾乎都錯(cuò)開(kāi)一厘米。這么嚴(yán)重的地方，鐵路、公路、油管都修不了，周?chē)�的房屋也�?jīng)常發(fā)生墻壁龜裂的現(xiàn)象。

　　“斷裂帶的分布在全世界非常普遍�！北本┦械刭|(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局副總工程師、地質(zhì)調(diào)查研究院院長(zhǎng)蔡向民告訴《北京科技報(bào)》，尤其像北京這樣一個(gè)平原和山區(qū)交界處的城市。

　　現(xiàn)在看似是平原的地面下也有斷裂帶。因?yàn)槠皆�可能是看不�?jiàn)的山，用地球物理的方法，比如磁場(chǎng)圖、重力圖來(lái)看，北京的平原下面也是起起伏伏的山。只不過(guò)這些溝溝壑壑都被潮白河和永定河沖積上來(lái)的泥沙填平了。

　　在蔡向民給記者展示的一張用紅色細(xì)線表示的北京地質(zhì)斷裂帶地圖上，縱橫交錯(cuò)的斷裂帶，密如蛛網(wǎng)，就像一個(gè)摔在地上的蛋殼。

　　地質(zhì)學(xué)界稱(chēng)一萬(wàn)年以?xún)?nèi)有過(guò)活動(dòng)記錄的斷裂帶為活動(dòng)斷裂帶。活動(dòng)的斷裂帶比靜止的相對(duì)危險(xiǎn)性更大。斷裂帶交叉和拐彎的地方是危險(xiǎn)的�！熬拖裎覀兘�(jīng)常食用的方便食品都有一個(gè)小口子便于撕開(kāi)，因?yàn)檫@是應(yīng)力集中的部位，從這里容易撕開(kāi)口子。斷裂帶跟這個(gè)道理相同。”蔡向民解釋說(shuō)。

　　許紹燮院士告訴記者，地質(zhì)學(xué)家的觀點(diǎn)認(rèn)為地震是斷裂帶造成的，過(guò)去發(fā)生的地震會(huì)留下斷裂帶，如果這些斷裂帶曾經(jīng)活動(dòng)過(guò)，今后就還有可能活動(dòng)。所以當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，靠近斷裂帶的地方，破壞的就會(huì)特別嚴(yán)重。因此建筑物都要避開(kāi)活動(dòng)斷裂帶。

　　關(guān)于北京地質(zhì)斷裂帶的形成，蔡向民解釋說(shuō)，主要是歷史原因。北京市在地質(zhì)構(gòu)造上正處于華北地區(qū)中部——燕山沉降帶的西部。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中，既經(jīng)過(guò)大幅度的下降，接受巨厚的沉積；又產(chǎn)生過(guò)劇烈的造山運(yùn)動(dòng)，才形成目前的主要7條斷裂帶。

　　“北京斷裂帶的走向大致是以北東——南西為多，大的有七條，間雜有少量北西——南東走向的，差不多有三四條�！辈滔蛎裾f(shuō)，兩條斷裂帶的交叉點(diǎn)，尤其是活動(dòng)的斷裂帶，對(duì)建筑工程還是有很大影響。

　　據(jù)悉，北京地區(qū)的斷裂構(gòu)造在北部山區(qū)主要有：懷柔區(qū)長(zhǎng)哨營(yíng)至密云縣的古北口斷裂帶，在市界內(nèi)東西長(zhǎng)33公里、寬8公里；密云縣沙廠至墻子路斷裂帶，市界內(nèi)長(zhǎng)約30公里、寬約20公里，破碎帶最寬達(dá)200～300米；官?gòu)d山峽地區(qū)有門(mén)頭溝區(qū)燕家臺(tái)至沿河城斷裂帶和東靈山斷層，長(zhǎng)數(shù)十公里。平原地區(qū)凹陷隆起的邊緣，都為大斷裂所控制，如黃莊——高麗營(yíng)斷裂，永樂(lè)店——馬房斷裂。這些大斷層之間往往分布著許多較小的斷裂破碎帶。在大的活動(dòng)斷裂帶的拐彎、分叉、兩端和交會(huì)部位，以及有斷陷盆地的地方容易產(chǎn)生地震。

　　談到北京地區(qū)的主要活動(dòng)斷裂帶，蔡向民介紹說(shuō)，主要有平谷至三河斷裂帶；石景山區(qū)八寶山至順義區(qū)高麗營(yíng)斷裂帶；河北省懷來(lái)縣至延慶斷裂帶；昌平區(qū)南口至朝陽(yáng)區(qū)孫河斷裂帶。在這些地帶，歷史上都曾發(fā)生過(guò)較大的地震，是活動(dòng)較強(qiáng)烈的地帶。

　　但是記者看到，在縱橫交錯(cuò)的斷裂帶上，有一塊地方幾乎沒(méi)有紅線穿過(guò)，那就是北京二環(huán)里的老城區(qū)。而且北京危險(xiǎn)的地方還真不多。

　　“我非常佩服當(dāng)時(shí)選址建造北京城的人，他們?cè)跊](méi)有當(dāng)今先進(jìn)科學(xué)儀器的情況下，還能選定一塊地質(zhì)斷裂帶相對(duì)較少的地方。”蔡向民說(shuō)。

　　斷裂帶尤其是活動(dòng)斷裂帶的活動(dòng)是北京地區(qū)重要的地質(zhì)災(zāi)害。但由于種種原因，長(zhǎng)期以來(lái)，專(zhuān)家對(duì)北京地區(qū)斷裂帶的分布脈絡(luò)了解不是很清晰，讓很多地質(zhì)科研人員對(duì)北京地區(qū)的地質(zhì)情報(bào)判斷經(jīng)常遇到困難。

　　隨著城市的迅速發(fā)展，北京開(kāi)始向外發(fā)展，一些新城、衛(wèi)星城開(kāi)始建造，通州、亦莊等新城區(qū)規(guī)劃相繼出臺(tái)，地質(zhì)勘探工作尤為重要。“但是，現(xiàn)在很多的規(guī)劃是政府先確定了新城的位置，才讓地質(zhì)部門(mén)開(kāi)始勘查。”蔡向民無(wú)奈地說(shuō)。哪些地質(zhì)條件比較好、適合建設(shè)新城，哪些不適合，這些勘查工作應(yīng)該做在規(guī)劃前。

　　比如垃圾問(wèn)題，水源地附近就不能建設(shè)垃圾填埋場(chǎng)，因?yàn)樵谒�源地建設(shè)的話，南水北調(diào)的水來(lái)了以后，地下水位會(huì)升高，地下水會(huì)浸泡到垃圾填埋層，四處流動(dòng)的臟水就會(huì)污染大片地下水。

　　蔡向民說(shuō)，我們最近給政府提交了規(guī)劃圖，建議了北京什么地方建填埋場(chǎng)比較好，只要采取措施，做好防水，問(wèn)題都能解決，關(guān)鍵是事先要意識(shí)到地質(zhì)工作的重要。

　　但是要摸清地下的幾百米，甚至一千多米覆蓋層下的斷裂帶談何容易。根據(jù)萬(wàn)有引力公式，引力和密度是相關(guān)的，致密的地方引力就大，松散的地方引力就小。兩地的物理特性不同，中間肯定就是縫隙了�！拔覀�?cè)谡覕嗔褧r(shí)，并不是找縫隙，因?yàn)榭p隙有時(shí)很寬，是找不到的，而是測(cè)兩塊土地的物理數(shù)值�！辈滔蛎裾f(shuō)。

　　首先，地質(zhì)人員把北京平原分成無(wú)數(shù)的細(xì)小網(wǎng)格，沿著每條線，固定的距離設(shè)一個(gè)點(diǎn)，用電阻率儀、磁力儀、重力儀等工具測(cè)定這個(gè)點(diǎn)的電阻率、電磁率、重力等物理指標(biāo)。如果地面沒(méi)有斷層，這些眾多的點(diǎn)的數(shù)值都應(yīng)該在一個(gè)平穩(wěn)的范圍內(nèi)。如果重力、磁力等數(shù)值的曲線圖都出現(xiàn)大幅的異常波動(dòng)，那么就可以鎖定這里是斷裂帶了。

　　此外，科研人員還可以用肉眼識(shí)別斷裂帶。蔡向民告訴記者，山的高峰突然變平了或者出現(xiàn)一個(gè)凹陷就很可能是斷裂帶。出天然泉水的地方也要注意，這些地方往往有斷裂，把所有泉水的點(diǎn)連成線，就能畫(huà)出斷裂帶。

　　記者從圖表上看到，北京東南城區(qū)地?zé)岷苊芗�。但是蔡向民說(shuō)這并不說(shuō)明這些地方的斷裂就大，因?yàn)橐�形成地下熱水還要有個(gè)保溫層，一般是頁(yè)巖覆蓋在上面才能保持住熱氣。其他地方可能斷裂更大，但是沒(méi)有頁(yè)巖保溫，所以熱氣都消散了。

　　許紹燮院士告訴記者，地球同社會(huì)一樣，是不斷發(fā)展變化的。老的斷裂帶存在，新的斷裂帶也在不斷出現(xiàn)。也許地表上看不出，但是地下是不斷變化活動(dòng)的。目前的技術(shù)手段可以探測(cè)到的斷裂帶，大都是斷裂得很厲害，破碎程度也比較高的斷裂帶。但是一些新生的斷裂帶，在將斷未斷的時(shí)候，斷層痕跡很不明顯，積累的遺留物也不夠多，靠目前的技術(shù)，找到它們也是很困難的。唐山大地震就是個(gè)很好的例子。所以說(shuō)，如果是很明顯的活動(dòng)斷裂帶，避開(kāi)就可以了。關(guān)鍵是那些現(xiàn)在還不明顯的斷裂帶是很危險(xiǎn)的。

　　自2004年7月開(kāi)始， 北京市地勘局?jǐn)?shù)百名地質(zhì)調(diào)查工作者歷時(shí)4年實(shí)地勘測(cè)，繪制完成了北京智能化三維地質(zhì)信息管理與服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)一步明確了6400多平方公里的北京平原上的斷裂帶分布情況。

　　“這可是北京首張地下三維地圖�！辈滔蛎褚贿吔榻B一邊打開(kāi)三維地質(zhì)管理系統(tǒng)，記者看到黃色、綠色、粉色……以不同色彩標(biāo)識(shí)的地層仿佛一個(gè)巨大的三明治，一層層錯(cuò)落分明，一條條斷裂帶如紅色的飄帶不規(guī)則地分布其間。

　　蔡向民以地鐵選線為例，介紹了地下三維地圖的重要作用。工作人員根據(jù)地鐵規(guī)劃的路線進(jìn)行“穿越地下”試驗(yàn)，在伴隨穿越活動(dòng)的鏡頭中即可清晰地看到規(guī)劃線路全程的立體地質(zhì)結(jié)構(gòu)。這樣，就可以對(duì)活動(dòng)斷裂、地面沉降、沙土液化等不良地質(zhì)作用的影響進(jìn)行分段分級(jí)評(píng)價(jià)，詳細(xì)掌握沿線的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及可能存在的巖土工程問(wèn)題。

　　據(jù)悉，在地鐵6號(hào)線、7號(hào)線、房山線的選線勘查階段，沿地鐵設(shè)計(jì)路線進(jìn)行了地鐵隧道模擬開(kāi)挖，通過(guò)地下三維地圖，將隧道四周地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)和屬性特征直觀、準(zhǔn)確地顯示出來(lái)，為地鐵的設(shè)計(jì)、施工提供了科學(xué)依據(jù)。

　　更具意義的是，通過(guò)對(duì)不同的地質(zhì)災(zāi)害種類(lèi)進(jìn)行調(diào)查，確定全市共有468處突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)�！笆忻癫槐�?fù)?dān)心，隱患點(diǎn)多位于山區(qū)，這些地區(qū)有可能會(huì)發(fā)生泥石流、山體崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，可能受災(zāi)的村落已經(jīng)組織整體搬遷了�！辈滔蛎裾f(shuō)。

　　斷裂帶對(duì)地面上房屋建筑的破壞是顯而易見(jiàn)的。但是，現(xiàn)在的新建房屋一般都采取避讓的方法。新建房屋在動(dòng)工之前，建設(shè)部門(mén)都要求開(kāi)發(fā)商聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的地質(zhì)勘測(cè)部門(mén)對(duì)這塊土地進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估，如果有地質(zhì)災(zāi)害，是不能在這里建房的。

　　記者了解到，目前，具有地質(zhì)勘測(cè)資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)很多，在建筑項(xiàng)目動(dòng)工前，這些勘探部門(mén)都會(huì)按照國(guó)家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑所在的地下進(jìn)行地質(zhì)勘探。

　　而在一些老村落里，居民在這里住了幾代人、上百年，長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)也早就讓他們知道哪里建房安全，哪里建房會(huì)開(kāi)裂。所以長(zhǎng)時(shí)間下來(lái)，斷裂帶上是很少住人的。

　　科研人員發(fā)現(xiàn)，北京平原地區(qū)主要活動(dòng)斷裂帶有兩條，分別是黃莊——高麗營(yíng)和南口——孫河，其中后者是北京地區(qū)規(guī)模最大的一條西北向斷裂帶�！氨本┑臄嗔褞�其實(shí)經(jīng)常有微弱活動(dòng)，這是好事，說(shuō)明它在釋放能量；就怕有幾年忽然不動(dòng)了，說(shuō)明它在積蓄能量�！辈滔蛎裾f(shuō)。從地震局給的資料看，目前北京這些斷裂帶每年都在正常地釋放能量。

　　“摸清了地下斷裂帶，我們的地面建筑就要選擇避讓�！弊T成軒說(shuō)。2009年出版的《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，對(duì)于那些不能準(zhǔn)確斷定位置的活動(dòng)斷裂帶，建筑需要避讓在200米以外。然而在美國(guó)的加利福尼亞州斯坦福大學(xué)的高能物理所，就建在距離著名的斷裂帶只有100米遠(yuǎn)的地方，但它的建筑標(biāo)準(zhǔn)是非常高的。

　　美國(guó)還有一個(gè)室內(nèi)的網(wǎng)球場(chǎng)，就坐落在斷裂帶上。如果建筑橫跨斷裂帶，地震來(lái)臨的時(shí)候，難免粉身碎骨。建筑師就想了個(gè)絕妙的辦法，把網(wǎng)球場(chǎng)建筑分成兩個(gè)部分，分別建在斷裂帶兩側(cè)，即使地震發(fā)生地表斷裂，上升或下沉幾米，建筑也不會(huì)有事。

　　蔡向民告訴記者，其實(shí)斷裂帶研究在北京奧運(yùn)會(huì)的場(chǎng)館建設(shè)中已經(jīng)發(fā)揮了作用。北京奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館——鳥(niǎo)巢、水立方等的規(guī)劃建設(shè)就是一個(gè)很好避讓活動(dòng)斷裂帶的例子。北京市地勘局提前啟動(dòng)了奧運(yùn)公園專(zhuān)項(xiàng)地質(zhì)調(diào)查。調(diào)查的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，北京奧運(yùn)公園場(chǎng)址位于黃莊——高麗營(yíng)斷裂帶附近，這條斷裂帶屬于活動(dòng)斷裂帶，重大建筑物如果橫跨斷裂帶，安全將受到威脅。在地質(zhì)人員對(duì)這條斷裂帶的準(zhǔn)確位置、寬度和斷裂活動(dòng)進(jìn)行仔細(xì)勘查后，奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)采取了避開(kāi)活動(dòng)斷裂帶的辦法，安全性得到了保證。

　　“我要是買(mǎi)房還是要避開(kāi)北京的7條斷裂帶區(qū)域的。” 但是譚成軒認(rèn)為建在斷裂區(qū)的建筑并不可怕，在兩條斷裂帶之間建房是沒(méi)有問(wèn)題的，猶如馬路上下行車(chē)道間的“安全島”，只是不能將建筑跨建在斷裂帶上。對(duì)于已經(jīng)建在地質(zhì)斷裂帶上的建筑，譚成軒建議應(yīng)該一方面對(duì)建筑物進(jìn)行加固和其他相關(guān)處理，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)斷裂帶的日常監(jiān)控。

　　“斷裂帶的可怕之處是它對(duì)地面下的線性工程的破壞，比如保障市民生活的輸油、輸水、輸氣管道，地鐵等等。”蔡向民介紹說(shuō)。如果不實(shí)施保護(hù)措施，是很危險(xiǎn)的。但這也是可以解決的，管道可以使用柔性材料，比如橡膠、波紋管等。地鐵也可以通過(guò)伸縮縫來(lái)解決。

　　另外，斷裂帶可能會(huì)釋放有害氣體，比如放射性的氡(長(zhǎng)期可以致癌)、汞等。國(guó)外為了避免這些氣體危害健康，會(huì)在房屋下面鋪上隔絕的材料，再用管道把氣體引向室外，目前北京正準(zhǔn)備開(kāi)展這項(xiàng)工作。測(cè)量這些氣體也是找到斷裂帶的一個(gè)方法。

　　對(duì)于北京首次繪制的地下三維地圖，市民什么時(shí)候可以查詢(xún)自己感興趣的信息呢？譚成軒認(rèn)為還為時(shí)過(guò)早，北京繪制的只是一張草圖，距離可以實(shí)際應(yīng)用還有很大差距。

　　“現(xiàn)在，光依靠一家單位的力量很難完成摸清地下斷裂帶、繪制地下三維地圖的艱巨任務(wù)。而大量已經(jīng)完成的地下資料信息卻被相關(guān)部門(mén)作為機(jī)密文件存在保險(xiǎn)柜，失去了其真實(shí)的價(jià)值。”譚成軒說(shuō)。

　　譚成軒建議由政府把目前分散在建設(shè)、交通、市政、民防等部門(mén)的北京地下信息資料搜集起來(lái)，繪制一張?jiān)敿?xì)的地下地圖。

　　“只要摸清它的準(zhǔn)確位置和活動(dòng)規(guī)律，并對(duì)其進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)，斷裂帶其實(shí)并不可怕。在北京周邊建設(shè)斷裂帶監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是當(dāng)務(wù)之急�！弊T成軒說(shuō)。

　　北京平原地區(qū)主要活動(dòng)斷裂帶有兩條，分別是黃莊——高麗營(yíng)和南口——孫河，其中后者是北京地區(qū)規(guī)模最大的一條西北向斷裂帶。(作者：陳永杰 王夕)