西安地裂缝

西安地裂缝问题之探究

1.提出问题

西安是一个地裂缝多发且已经对其各项工程项目以及大量的文物古迹造成严重影响甚至破坏的城市。那么我们不禁要问，这些地裂缝在地表是如何展布的、它们的形成机理是什么、我们又该如何对其进行防治？

1.1选题背景与研究意义

西安作为一座具有悠久历史和充满活力的现代化大都市。随着经济的发展和社会的进步，各种大型工程的陆续进行，在工程建设中地裂缝的影响日趋明显，大大增加了施工难度和工程成本。同时，这些地裂缝对西安的好些文物古迹也有特别重大的影响，比如由于一条地裂缝从西安大雁塔西北方向经过，大雁塔已近朝西北向有一定的倾伏，文物保护工作迫在眉睫。

自上世纪50年代出现地裂缝活动对建筑物的破坏现象以来,在西安市发现的地裂缝已达14

条之多（如图1

所示）,成为危害

西安城市建设的

主要地质灾害之

一。对西安地裂

缝发育现状、剖

面结构及活动性

等方面展开全面

深入的调查研究,

不仅是对西安地

裂缝进行进一步

图1：西安地裂缝地表展布图

深入研究的

前提和基础,而且对于较好地掌握西安地裂缝发展的新动态、新特点,乃至及时指导西安市的发展规划等方面都具有一定的参考和指导作用。

2.分析问题

西安地裂缝平面上沿黄土梁以NE走向成带发育,与临潼一长安断裂走向一致（可参照图1），原有裂缝沿走向向两端延伸,次级裂缝一般位于主裂缝南侧,倾向与主裂缝相反；地裂缝错断地层的断距随深度增加而增加,具有同沉积断层特征,主裂缝南倾南降,主次裂缝的典型组合形态,间接反映出地裂缝所处应力场的一些特征；地裂缝活动强度随着超采地下水的减少而减弱,并显示出构造裂缝活动特征,整体活动强度上依然是东部强于西部,南部强于北部。西安地裂缝在上述各方面表现出如此强的规律性,可见其发育及分布明显地受到区域构造作用的控制,而过度抽取地下承压水是其超常活动的主要诱发因素。

2.1各主要地裂缝的空间展布状况

西安地裂缝群分布范围西至唣河，东到纺织城，南起三爻村，北至井上村，面积约155k㎡。它发育在特殊的黄土梁洼地貌的基础上，成带状发育，准平行等间距，NNE向展布，主地裂缝均显示南倾南降特点，十四条主要地裂缝的具体情况如下表所示。

2.2 西安地裂缝的形成机理

西安地裂缝的形成最早的观点是地面沉降成因论。这种观点认为西安市超采地下承压水导致地面大幅度下沉是西安地裂缝产生和发展的主因，局地的地质构造条件对地裂缝形成有一定控制作用。目前大多数学者基本一致认为西安地裂缝是由基地伸展断裂在横向拉张力作用下形成，同时叠加了地下水开采的影响。下面就其中具代表性的理论加以介绍：

1）构造重力成因。认为西安地裂缝处于渭河复式地堑的一个单元断块上，断块在其南北两侧引张力的作用下，发育着一套次级伸展断裂组。他们的几何形态符合伸展构造中低次序断裂比较陡立的特点。

2）断块掀斜成因。认为区域构造运动的运动加剧时期，随着骊山断块的北西掀起、南东倾伏活动被临潼-长安断裂包容的西安书斜式构造相应的进入一个活动期，被十条正断层分割的断块出现由南而北的倾斜，西安正断层组逐渐在地表出露，形成西安地裂缝。

3）过量开采承压水是地裂缝活动加剧的主要因素 。钻探、地震物探及槽探资料证实，西安地区第四系是由粘性土层与砂、砂砾石层组成的不等厚互层结构。在西安东南郊一带粘性土层较厚，由东南往西北砂层逐渐增多，厚度增大。在黄

f 9 齐王村-陕师大-大唐芙蓉园

地裂缝断裂带 7.2 NE70˚ 30~140 f 10 西姜村-射击场-新开门-长

鸣路地裂缝带 11.8 NE55˚ 10~20 f 11 南寨子-交警总队-南窑村西

地裂缝带 2.5 NE55˚ 10 f 12 三森家具-东三爻-雁塔四路

地裂缝带

3.2 NE65˚ 10~20 f 13 雁鸣小区地裂缝带 3.0 NE40˚ 10~20 f 14

下塔坡村地裂缝带

2.0

20

图2： 地裂缝形成机理图

土梁洼区，粘性土层厚度存在明显的差异，洼地区粘性土层厚度大于黄土梁区。又由于长安-临潼断裂的活动，造成沿地裂缝及其附近产生一定宽度的土体破裂松动带，西安地裂缝上盘松动破裂大于下盘。

2.3西安地裂缝对工程的影响

西安地裂缝作为一种地表地质灾害，它与人类工程活动关系密切。地裂缝通过剪切、拉伸来严重的破坏或者摧毁结构物，也可以在很大程度上影响地基的物理性质，降低地基强度，改变地基的渗透性。以下是西安地裂缝对西安主要工程的影响：

1）对地铁的影响。由于地裂缝的存在，地铁的隧道以及铁轨路基要是建设在裂缝上，由于围岩的拉张和

剪切，会使隧道发生变形，强

度下降，同时路基也会发生变

形，对地铁的运营造成影响，

安全不能保障。

2）对建筑的影响。经过地

裂缝或者建设在地裂缝旁边的

建筑物一般都不可避免的会受

到地裂缝的影响和破坏，导致

前期的地基处理成本上升或者

后期由于地裂缝的活动使得地

基发生差异沉降，将建筑物破

坏损毁，造成严重的经济损失

图3：西安地裂缝与地铁分布图

甚至是人员伤亡。

3）对线状工程的影响。在西安地裂缝特别发育，公路、铁路等线状工程有时候不可避免的要穿越或者是修建在地裂缝影响区域内，这时候由于地裂缝的活动造成路基的错断或者是差异沉降，都会使得公路或铁路的运营安全受到极大的威胁。

3. 解决问题

既然西安的地裂缝是如此的发育，而我们在市政工程建设中有时候又不可避免的要遭遇地裂缝的困扰，那么我们应该在工程建设中如何减轻其危害，保证工