小江活动断裂带断口地质与工程研究

这是一项实用性、针对性强的研究，其中包括以往很多实地调研、勘探、结论等科研成果，将地球板块学理论、地质学理论、断层学理论和小江断裂带研究成果运用到交通工程上，指导和论证工程项目的可行性和实施性，保证能及时为设计研究单位提供有价值的研究成果。 

本书依据以往地震资料、地质资料和现有勘察、物探资料为基础，结合交通工程自身的特点，通过理论研究、技术分析，探讨活动断裂带内各种地质灾害对工程的影响，以及工程对地质灾害的加速产生，并结合工程实际进一步讨论工程与地震、地灾环境的适应程度。主要内容分三大部分：地震效应对工程的影响；震后效应、断裂带活动效应对工程的影响；活动断裂带断口地表演变规律。

苑郁林，从事隧道、地铁和采矿工程设计研究工作二十余载，曾任多家设计院的专业总工、硕士生导师、中国土木工程学会会员，擅长特长隧道、冻土隧道、黄土隧道、水工隧洞、隧道支护理论、工程地质、隧道通风、风险评估、施工组织等技术，发表专业论文数十篇。美国m_Tunnel工程咨询公司创始人，目前主要从事岩土工程、隧道设计及理论的咨询、研究工作。

1活动断裂带与工程1

1.1活动断裂带（断层）地学上的定义1

1.2活动断裂带的活动方式3

1.3工程对断层活动期的要求3

1.4工程对断裂带上部露头构造演变的认识需求4

1.5我国活动断层所在区域及活动规模7

1.6活动断层研究的必要性8

1.7国内外对活动断裂带和地震的研究现状9

1.8活动断层相关减灾法律法规14

1.9活动断层与既有工程18

1.10功东高速公路工程活动断裂带环境研究的意义23

1.11本书的研究内容24

1.12研究思路与技术路线25

2断裂带地下内部构造26

2.1断裂带的空间形态26

2.2地震波27

2.3断层物质28

2.4断裂带的储水构造31

2.5断层温度32

2.6断裂带的运动方式36

2.7断裂带的力学性质39

2.8断裂带两盘的岩性与透水性43

2.9断裂带在陆地上的分布密度44

2.10活动断裂带活动性的表现45

3活动断裂带断口内活动状况对交通工程的影响48

3.1活动断裂带断口形式49

3.2断裂带在地表上的羽翼状分布56

3.3活动断裂带地表沟壑形成后的差异性58

3.4交通工程地质灾害与活动断裂带的匹配关系59

3.5交通工程对活动断裂带地表再次扰动62

3.6川藏铁路沿线断裂带对工程选线的制约性63

4小江断裂带的活动规模69

4.1小江断裂带在各大板块断裂带中的地位71

4.2小江断裂带构造轮廓72

4.3小江断裂带的历史发震情况73

4.4小江断裂带活动的时空迁移77

4.5断裂带晚第四纪位移幅度与滑动速率78

4.6历史地震地表破裂带80

4.7断裂带核心区内地表特征83

4.8小江断裂带上强震发生的特殊构造84

4.9区域构造应力场与活动断裂形成机制85

4.10小结90

5小江断裂带功山至东川段断口内的力学特点91

5.1断裂带断口内的力学特征95

5.2断层接触面内的应力96

5.3断层中段特殊部位的应力集中98

5.4横向次级断层端部的应力99

5.5地表断裂接触带以上的应力状态100

5.6小江断裂带本段工程层位的地应力基本特征：101

6功山至东川段活动断裂带断口内泥石流的表现107

6.1功山至东川段内泥石流的状况109

6.2东川市以南沟谷内工程地质地形分段122

6.3段内河床冲淤特征及预测125

6.4本沟断口内泥石流发生的固体物质来源132

6.5泥石流对大白河河床高度的长久影响133

6.6泥石流沟的整治135

6.7泥石流总体评价137

6.8各主要泥石流沟附图138

7小江断裂带断口内已有大型土木工程受灾状况141

7.1东川支线铁路141

7.2区内其他交通工程160

7.3区内水库工程166

7.4小结167

8小江活动断裂带功山至东川段断口内的地质评价169

8.1功山至东川高速公路工程概况169

8.2地形地貌170

8.3工程地质条件171

8.4地质灾害危险性现状173

8.5工程地质条件评价175

8.6断口内地质环境总结176

8.7工程建设可能遭受地质灾害危险性的预测177

9断口内地震安全性评价及工程建议178

9.1断口内工程安全评价的主要目的178

9.2地震安全评价遵循的法律法规180

9.3地震安全评价中抗震设防要求182

9.4断口内工程地震安全评价的主题183

9.5断口内的地震安全评价需要做出的评价184

9.6与现行区划图及地震安全性评价方法体系的不同184

9.7针对性的讨论每一条主断裂带及其次级断裂带187

9.8断口内避让带宽度的确定189

9.9功东段断口内近场强地面运动分析190

9.10功东段断口内地震安全性评价的总结和对交通工程的

建议196

10总结197

10.1小江活动断裂带的地位197

10.2断裂带断口概念198

10.3发震断裂带断口内地震反应198

10.4避让宽度和深度199

10.5活动断层近场强地面运动预测199

10.6断裂带与工程需求上的矛盾200

10.7小江断裂带功东段泥石流的成因200

参考文献201

随着我国经济和社会生产力的快速发展，内地与青藏高原地区的联系日益紧密，交通条件逐渐改善。高速铁路和高等级公路的修建，必将穿越青藏高原边缘，不可避免地会遇到多条大型活动断裂带。高等级和高速度交通工程无论是桥梁上跨还是隧道穿越活动断裂带，活动断裂带都将对工程的等级和速度形成制约，终会影响到国家交通网均衡性发展问题。

在工程地质中，活动断层或断裂带具有极为重要的地位，决定着工程的复杂性、安全性、服务年限、投资的高低等，更重要的是直接影响工程的可行性。工程对曾经活动过的断裂带开挖，或穿行在正在活动的断裂带之上，都将产生大小不同的工程风险或运营风险。线状的交通工程将稳定板块和活动断裂带联系到一起，终产生的工程灾害绝大多数都发生在板块结合部的活动断裂带上。对活动断裂带的研究就成为工程研究的重点。

小江断裂带属于一级板块内部的次级构造带，属于板块内构造运动的接触面。是亚洲大陆内部一条极为活跃的断裂带，现在仍具有强大的活动性，被视为全球近代活跃的断裂之一，是世界上著名的强震带、活动带、应力显现带。本书结合云南省东川市规划的功山至东川高速公路的研究工作，对设置在小江活动断裂带功东段东支沟内、行走在断裂带开口上的交通工程，提出活动断裂带“断口”概念及断口内地质、地灾、地震的特殊性，研究活动断裂带内部与露头形成的沟谷对工程的影响，以及对高等级工程、对位移错动高敏感度工程，比如高速铁路、大型桥梁、横跨断裂带的桥梁、高坝、核电站等的制约强度，隧道穿越活动断裂带形成的衬砌将无法抵抗断裂带的活动，海底隧道会因穿越活动断裂带而放弃建设。规划中的高速铁路或高速公路在活动断裂带前将被降速并降低工程的服务年限。避让活动断裂带断口应是重大工程场地选择、核电站选址和城市生命线工程布设的重要准则，是项目可行性的重要评定指标。

这是一项实用性、针对性强的研究，其中包括以往很多实地调研、勘探、结论等科研成果，将地球板块学理论、地质学理论、断层学理论和小江断裂带研究成果运用到交通工程上，指导和论证工程项目的可行性和实施性，保证能及时为设计研究单位提供有价值的研究成果。另一方面，着重说明活动断裂带在地表活动的表象和结果，活动区内的地质灾害不能被认为是单独的地质现象，这种地质活动亦是活动断裂带整体活动的一部分，它对活动区内的人类活动有超强的颠覆作用。

本书共分为十章，以研究小江断裂带自身发震、蠕变、地质、地灾、地应力等为主，对断裂带露头部位形成的沟谷——断口，做了系统性地风险判断，以及对工程影响的研究。章活动断裂带与工程，简要介绍工程对活动断裂带认识的必要性；第二章阐述了覆存条件下断裂带的内部构造；第三章活动断裂带断口内活动状况对交通工程的影响；第四章陈述小江断裂带历年来考察研究成果；第五章研究小江断裂带功山至东川段浅层沟谷内的力学特性；第六章总结出功山至东川段活动断裂带断口内泥石流与活动断裂带之间的关系；第七章归纳出小江断裂带断口内已有大型土木工程受灾状况；第八章对小江活动断裂带功山至东川段断口内的地质进行评价；第九章提出断口内地震安全性评价及工程建议；第十章对全书重要观点进行总结。

本书由苑郁林著，全书由李国良、刘赪、毛金龙补充、修改，在编写过程中，得到了苏交科集团股份有限公司、中铁勘察设计院集团有限公司、兰州铁道设计院有限公司的大力支持，其中需要感谢王智平、姬云平、兰建、Heather Lin、武文斌、祁婷、计月华、刘传积、何长生等的帮助和支持。

鉴于作者的水平及认识有限，书中难免有不妥之处，希望得到更多专家和读者的批评指正。