北京地区地面沉降与地裂缝关系研究

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1、20142014第9卷第4期研究探讨Vo1.9No.4北京地区地面沉降与地裂缝关系研究姜媛，王荣，田芳，刘明坤（北京市水文地质工程地质大队，北京100195)摘要：地面沉降与地裂缝是北京平原区的主要地质灾害。本文在大量的实际资料的基础上，分析了地面沉降、地裂缝在时间、空间和活动方式上的关联，认为二者在加剧活动时间上具有同步性，在活动特征上具有相似性；但发育起点不同，分布上也存在某些不一致性。并以高丽营地裂缝为例，分析了地面沉降与地裂缝之间的相互作用，通过八仙庄地面沉降监测站分层监测结果、地下水监测孔的年水位变幅和勘察孔揭露的地层情况，计算出地裂缝两侧土层不均匀沉

2、降差占地裂缝垂向位错量的30%。研究结果可为二者的联合防治提供理论依据。关键词：地面沉降；地裂缝；关联；相互作用中图分类号：P642.26文献标识码：A文章编号：1007-1903(2014)04-0006-050引言州西集乡、顺义俸伯镇以及房山小次洛村等都出现了地裂缝，其中昌平南新村所受的灾害尤为严重，所建北京是世界上发生地质灾害较多、较严重的大城的17幢楼房，因地震时地面开裂而导致了13幢裂毁。市之一，地质灾害高易发区和中易发区面积分别达到从1957年至今，北京地区发生了多处、多起地裂缝灾221870km和3665km。北京山区存在崩塌、滑坡、泥石害，其分布

3、状况大体呈现出以下几点主要特征：①绝流等突发性地质灾害，而在平原区主要是地面沉降和大多数出现在平原区和山间盆地中的第四系松散沉积地裂缝两大类缓变型地质灾害。由于在平原区人类活物中；②地裂缝的规模和分布面积与诱发地震的强烈动引发和加剧了灾害的发展。同时，人类大量的工程程度有关；③构造地裂缝多分布在发震构造和孕震构建设对地质环境又提出了更高的要求，地质灾害对其造沿线；④目前较为发育和典型的地裂缝多分布在平[1]影响更加显著。随着勘察和研究工作的深入，发现地原地面沉降区。面沉降与地裂缝在活动时间、活动方式等方面存在一进入21世纪以来，北京平原区地面沉降仍处于定关联。同

4、时，超采地下水导致的差异沉降在地裂缝快速发展阶段，截至2009年底，最大年沉降量达到垂向形变中也占有一定比例。本文旨在研究总结地面137.51mm，最大累计沉降量达到了1163mm。依据历沉降与地裂缝时空发展演化之间的关系及相互作用，年累计沉降量和近几年年度沉降情况，将北京平原区以期为二者的联合防治提供理论依据。地面沉降区域划分为北部沉降区和南部沉降区。北部沉降区，包括昌平沙河—八仙庄、朝阳来广营、东郊1地裂缝、地面沉降的发展与分布特征八里庄—大郊亭（三间房、通州城区、黑庄户—台湖）沉降区，以及顺义平各庄沉降区。南部沉降区，[2]北京地区地裂缝古已有之，并且常在

5、地震时，主要分布在大兴榆垡－礼贤地区。与砂土液化伴生出现。近来出现的地裂缝，主要是1965年邢台地震后，在平原地区出现的与主要构造方2地面沉降与地裂缝活动的一致性向相一致的地裂缝以及近几十年来西山采煤区因采空引起的地裂缝。1976年唐山发生7.8级大地震，直接2.1地面沉降、地裂缝加剧活动时间具有同或间接地导致了北京的许多地区，如昌平南新村、通步性620142014Vo1.9No.4姜..媛等：北京地区地面沉降与地裂缝关系研究第9卷第4期北京地面沉降按照其发展过程可以分为4个阶段：高峰时期也是北京平原区地下水开采量开始大幅度增[3]形成阶段、发展阶段、扩展阶段和

6、快速发展阶段。加，地面沉降逐渐开始发展的时期。通过地表调查发1955～1973年为地面沉降形成阶段，在北京东郊八里现目前北京平原区地裂缝仍在活动中，且其活动速率庄及酒仙桥一带随着地下水开采量增加开始出现地面逐年加快。野外调查中对房屋破坏变形速率进行了沉降，年均沉降速率为16～28.2mm。1973～1983年统计（见表1）。由表1可以看出，房屋修建的日期越为地面沉降发展阶段，北京市地下水长期超采，水位长，其活动速率相对越小，尤其是进入2000年后，其急速大幅下降，东郊地面沉降随之快速发展扩大。活动速率明显增加，表明地裂缝进入活跃期。西王路1987～1999年为地

7、面沉降扩展阶段，随着北京第八水地裂缝监测站2009年的监测资料显示，该地裂缝上下[4]厂自来水引入北京市区，并采取了节约用水和加强地盘地表位错量达18mm，而黄庄－高丽营断裂平均滑[5]下水开发管理等措施，使北京东郊地区地下水开采量动速率只有0.1～0.2mm/a，两者活动量相差甚远，可减少，地下水位下降速率明显减缓，老沉降区沉降速见近年来地裂缝进入超常活动阶段（表2）。率减缓，但沉降面积在迅速扩大，不断出现新的沉降区。1999年以来北京遭遇连续干旱，水资源供需矛盾2.2地面沉降、地裂缝活动特征的相似性突出，为保障供水，不得不超采地下水，地面沉降快通过对监测数据

8、分析可知，地裂缝活动具有