巨小強(qiáng)

1 工程概況

新建鐵路蘭渝線白龍江1號(hào)特大橋位于甘肅省宕昌縣沙灣鎮(zhèn)上堠子村,工程于白龍江左岸起橋,上跨上堠子村、212國(guó)道,橫跨白龍江,止于白龍江右岸山坡。橋址中心里程DK314+166,橋長(zhǎng)649.7 m。該橋?yàn)?(11-32+1-24+1-16+5-32+3-24)m梁,最大橋高72 m。

近場(chǎng)區(qū)(以工程場(chǎng)地為中心,半徑25 km的范圍)地處隴南山區(qū)的白龍江中游。岷山東延的南秦嶺山地橫貫本區(qū),山體多呈東西向。地勢(shì)西北高東南低,白龍江谷地海拔在1 200 m以上,其南北兩側(cè)的山地最高峰達(dá)4 000 m以上。區(qū)內(nèi)群山環(huán)繞,地形起伏大。山體總體上呈北西西～南東東走向,與區(qū)域構(gòu)造線的方向一致。

2 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征

近場(chǎng)區(qū)位于青藏高原的東部,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)極其強(qiáng)烈,主要表現(xiàn)如下:1)大幅度、間歇性擠壓隆起運(yùn)動(dòng):晚第三紀(jì)以來(lái)岷山的隆起幅度超過(guò)了2 000 m。2)差異性上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈:近場(chǎng)區(qū)處于地貌階梯帶上,地勢(shì)西高東低,西部強(qiáng)烈上升,海拔 3 000 m～4 000 m,而東部上升不如西部,海拔2 000 m左右,兩者相差1 000 m～2 000 m。3)逆走滑活動(dòng)和褶皺活動(dòng):在近場(chǎng)區(qū)廣泛分布有活動(dòng)斷裂,這些斷裂的活動(dòng)時(shí)代新、強(qiáng)度大。褶皺發(fā)育在第三系地層中,反映了近場(chǎng)區(qū)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)烈。

3 主要斷裂特征

近場(chǎng)區(qū)發(fā)育有12條規(guī)模較大的斷裂,走向以北西西向?yàn)橹?。其特征?jiǎn)述如下:

1)臨潭—宕昌斷裂(F1)。該斷裂帶西端從合作以西開(kāi)始,向東經(jīng)過(guò)臨潭、岷縣至宕昌南東與禮縣—羅家堡斷裂交匯,形成一“V”字形構(gòu)造。斷裂帶全長(zhǎng)大于250 km,斷裂總體呈NWW～NW向展布,為一向 NE方向突出的弧形,傾向 NE,傾角 50°～70°,具左旋兼逆斷性質(zhì)。斷裂沿線山脊、水系、洪積扇被斷錯(cuò),形成斷崖、斷裂埡口、斷坎、斷陷槽地等。該斷裂晚更新世早期有過(guò)活動(dòng)。

2)蔥地—鐵家山斷裂(F2)。斷裂位于區(qū)域斷裂光蓋山—迭山斷裂帶東段,西起蔥地以西,向南東經(jīng)陡石山、秦峪鄉(xiāng)、草坪鄉(xiāng)延至鐵家山以東,長(zhǎng)約 70 km。走向 300°,傾向 SW,傾角 60°～ 80°,為一逆斷裂。破碎帶寬約150 m,可見(jiàn)斷面擦痕和碳酸巖化現(xiàn)象,斷面擦痕側(cè)俯角26°。斷裂在地貌上線性構(gòu)造較清晰,有較筆直的斷裂崖及斷裂埡口地貌和反向斷崖等。為全新世活動(dòng)斷裂。

3)黑峪溝—騾子坪斷裂(F3)。斷裂屬于區(qū)域光蓋山—迭山斷裂帶東段的南支斷裂,西起黑峪溝,向東經(jīng)巴孟、坪定鄉(xiāng)、化馬鄉(xiāng)、桔蘆山到騾子坪,長(zhǎng)約70 km。總體走向 305°,傾向 NE,傾角60°,為一逆斷裂。以化馬鄉(xiāng)為界,可將斷裂分為東西兩段。在地貌上線性構(gòu)造極為清楚,表現(xiàn)為較連續(xù)的斷裂崖,并有斷裂埡口及斷裂谷地。該斷裂在晚更新世以來(lái)有過(guò)活動(dòng)。

4)紫馬山—珍山斷裂(F4)。斷裂屬于區(qū)域光蓋山—迭山斷裂帶東段的南支斷裂,西起紫馬山以西,向東經(jīng)四林場(chǎng)、靖邊、舟曲縣、化馬鄉(xiāng)、普光寺北到珍山,近場(chǎng)區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約70 km?？傮w走向310°,傾向SW,傾角 60°～ 80°,主斷裂為一正斷裂。地貌上有較筆直的斷裂崖、斷裂谷地及斷裂三角面。該斷裂在晚更新世有過(guò)活動(dòng)。

5)劉家灣—王家溝斷裂(F5)。斷裂東起劉家灣,向南東經(jīng)普光寺、楊家溝至王家灣,長(zhǎng)約 46 km,走向 285°,傾向 NE,傾角60°,具有逆斷裂性質(zhì)。斷裂斷錯(cuò)在泥盆系內(nèi)部,斷裂破碎帶寬約35 m,砂巖逆沖到灰?guī)r之間。地貌上線性構(gòu)造不明顯,未發(fā)現(xiàn)新活動(dòng)跡象。為一條前第四紀(jì)斷裂。

6)嶺背后—王家溝斷裂(F6)。斷裂西起嶺背后,向南東經(jīng)白土坪、亂安子至王家溝,長(zhǎng)約 50 km,走向 285°,傾向 NE,傾角80°,具有逆斷裂性質(zhì)。斷裂斷錯(cuò)在泥盆系與志留系之間。地貌上有線性構(gòu)造顯示,有斷裂埡口。說(shuō)明斷裂在第四紀(jì)早期有過(guò)活動(dòng)。

7)真經(jīng)—洛地坪斷裂(F7)。斷裂西起真經(jīng)以西,向東經(jīng)廟兒溝、強(qiáng)溝至洛地坪,長(zhǎng)約 14 km。走向 310°,傾向 SW,傾角 70°,為逆斷裂。斷裂斷錯(cuò)在志留系內(nèi)部,靠近斷裂帶,地層產(chǎn)狀較陡,傾角可達(dá) 70°～80°。地貌上線性構(gòu)造不明顯,未見(jiàn)新活動(dòng)跡象。為一條前第四紀(jì)斷裂。

8)石門坪—沙灣斷裂(F8)。斷裂西起石門坪,向南東經(jīng)清水子、上堠子、董家莊至沙灣鄉(xiāng)以東,長(zhǎng)約10 km。由兩條斷裂所組成,其中北支斷裂走向 300°,傾向 NE,傾角 60°;南支走向 290°,斷裂傾向 SW,傾角60°。斷裂斷錯(cuò)在志留系和泥盆系之間,志留系逆沖到泥盆系之上。地貌上斷裂斷錯(cuò)白龍江Ⅵ級(jí)～Ⅶ級(jí)階地,斷裂在第四紀(jì)早期有過(guò)活動(dòng)。

9)馬槽灣—殿溝里斷裂(F9)。斷裂屬于區(qū)域光蓋山—迭山斷裂帶東段的南支斷裂,西起馬槽溝,向南東經(jīng)大院、水山坪、大草坡至殿溝里以東,長(zhǎng)約40 km?？傮w走向320°,斷面傾向NE或SW,傾角 68°～80°不等,具有逆傾滑性質(zhì),斷距一般為10 cm～ 30 cm,斷裂破碎帶寬10 m～15 m。該斷裂為一區(qū)域斷裂,為晚更新世活動(dòng)斷裂。

10)白龍江斷裂(F10)。斷裂位于區(qū)域迭部—白龍江斷裂帶東段,西起大峪坪鄉(xiāng)以南,向南東經(jīng)架干坡、花園溝里、坪圩鄉(xiāng)、朱家山延至武都縣西南,全長(zhǎng) 250 km,總體走向 305°,傾向 SW,傾角40°～70°,為一左旋逆走滑斷裂,地貌上線性構(gòu)造極為清晰,發(fā)育有筆直的斷崖、斷裂三角面、斷裂槽地、斷裂埡口及反向陡坎等。為全新世活動(dòng)斷裂。

11)插崗—洋布梁斷裂(F11)。屬于區(qū)域迭部—白龍江斷裂帶東段的南支斷裂,西起插崗鄉(xiāng)東,向東經(jīng)陽(yáng)壩莊至羊布梁,長(zhǎng)約25 km。走向290°,傾向NE,傾角 40°～ 70°,為一逆斷裂,斷錯(cuò)在石炭系內(nèi)部。地貌上有斷裂崖、斷裂埡口及斷裂三角面等。該斷裂晚更新世曾有過(guò)活動(dòng)。

12)洋布—大年斷裂(F12)。斷裂西起洋布梁子,向東經(jīng)青西山、馬家莊至大年鄉(xiāng)以南,長(zhǎng)約60 km。走向 300°,傾向 NE,傾角65°,為一逆斷裂。斷裂斷錯(cuò)石炭系、二迭系和三迭系,石炭系灰?guī)r由北向南逆沖在二迭系、三迭系砂巖之上,破碎帶寬50 m～100 m,有斷裂角礫巖、糜巖。為一第四紀(jì)早期斷裂。

4 近場(chǎng)區(qū)地震活動(dòng)特征

白龍江1號(hào)特大橋近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)歷史上共記載破壞性地震(M≥4.7)2次,震級(jí)在Ms5.0～6.5之間,最大為 1881年7月20日Ms6.5級(jí)地震(見(jiàn)表1),該次地震震中與白龍江1號(hào)特大橋工程場(chǎng)地最近距離6.5 km。

表1 白龍江1號(hào)特大橋近場(chǎng)區(qū)歷史破壞性地震目錄(M≥4.7,至2008年)

在空間分布上,2次破壞性地震分別位于白龍江1號(hào)特大橋工程場(chǎng)地南北兩側(cè)。1960年Ms5.2級(jí)地震與工程場(chǎng)地相距較遠(yuǎn),最近約16 km;1881年地震相對(duì)較大,與工程場(chǎng)地距離也較近,為近場(chǎng)區(qū)對(duì)工程場(chǎng)地影響最大的地震,其烈度可能達(dá)到8度。

5 近場(chǎng)區(qū)地震構(gòu)造評(píng)價(jià)

根據(jù)上述12條斷裂的活動(dòng)性鑒定結(jié)果,近場(chǎng)區(qū)內(nèi)存在2條全新世斷裂,5條晚更新世斷裂,其中白龍江斷裂曾發(fā)生過(guò)公元前186年武都7級(jí)地震。上述斷裂距離白龍江1號(hào)特大橋較遠(yuǎn),影響小,不會(huì)發(fā)生直接地表位錯(cuò)影響。但是,其中的蔥地—鐵家山斷裂(F2)與鐵路線相交,該斷裂為全新世早期活動(dòng),存在發(fā)生地表位錯(cuò)的危險(xiǎn)性,需設(shè)防。綜合分析,近場(chǎng)區(qū)存在發(fā)生7級(jí)地震的構(gòu)造條件。

[1] 鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院.新建蘭渝鐵路初步設(shè)計(jì)——地質(zhì)[R].2001.

[2] 中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所.蘭渝鐵路重點(diǎn)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)及沿線動(dòng)參數(shù)區(qū)劃報(bào)告[R].2008.

[3] 甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局.甘肅省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1989.

[4] 國(guó)家地震局.中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖(1990)概論[M].北京:地震出版社,1996.

[5] GB 18306-2001,中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖[S].

[6] GB 50111-2006,鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].