丘陵地区地震小区划场地工程地震条件勘察技术要点——以荣昌城区为例

王赞军，王宏超，董 娣，秦 娟

(重庆市地震局，重庆 401147)

丘陵地区地震小区划场地工程地震条件勘察技术要点
——以荣昌城区为例

王赞军，王宏超，董 娣，秦 娟

(重庆市地震局，重庆 401147)

以重庆市荣昌城区地震小区划为例，介绍了荣昌城区工程地质条件勘查的目的，地质地貌条件，以及针对这一特定环境钻探勘查工作的技术途径和实施情况，为西南地区类似地质环境地震小区划工作的开展提供了典型样本。在有河流、溪沟、湖泊、山丘的区划范围内网格化布置钻孔，未必能达到能控制土层结构和不同工程地质单元界限的目标要求，应采取非均匀钻探布孔方案。对于小区划范围内覆盖层厚度小于3 m的广大地区，充分利用探槽、探井，同时布置零星的控制性钻孔用以掌握风化岩土性质和波速情况。钻探过程中采集原状土样，做土样动三轴实验，获得剪切模量比和阻尼比实验数据，为地震小区划的土层地震反应计算提供充分的基础资料保障。

地震小区划；场地勘察；技术要点；荣昌城区

地震小区划是指对某一特定区域范围内地震安全环境进行划分，预测这一范围内可能遭受到的地震影响。地震小区划工作的目的是为城镇、厂矿企业、经济技术开发区等土地利用规划的制定提供基础资料，也是为城市和工程震害的预测和预防、救灾措施的制定提供基础资料，为地震小区划范围内的一般建设工程的抗震设计提供设计地震动参数。地震小区划工作重视场地工程地质条件，特别是局部的场地条件对地震破坏作用的影响。因此，在地震小区划工作中必须进行勘测，以掌握场地的地震工程地质条件。针对不同的地形地貌环境和工程地质条件，选择不同的技术手段，合理布置各个技术手段的位置和数量，才可以起到事半功倍的效果。

荣昌区在重庆市的经济发展战略中具有东西对接、双向开发的区位优势，人口密度大，工业和基础设施集中。自1997年以来荣昌区中小地震频发，当地政府十分重视抗震设防工作，决定开展地震小区划工作，为荣昌城区一般建设工程的抗震设计提供依据。重庆市地震工程研究所于2010年8月完成了重庆市荣昌城区地震小区划工作。针对荣昌城区工程地质条件勘查的目的和地质地貌条件，地震工程研究所制订了钻探勘查工作的技术思路，既满足了勘察目的和规范要求，又合理地控制了经费投入，为西南地区类似地质环境地震小区划工作的开展提供了典型样本。

1 荣昌城区的地质地貌条件

1.1 目标范围

图1 荣昌城区地震小区划范围示意图

荣昌城区位于重庆市西部，地处川渝接壤处，是重庆大都市区中的一个重要地区，东靠重庆市大足区、永川区，西接四川省内江市隆昌县，南邻四川省泸州市泸县，北与四川省内江市东兴区、四川省资阳市安岳县接壤。荣昌城区地震小区划目标区面积45平方千米，包含昌元镇、广顺镇、安富镇和峰高镇西部(参见图1)。

1.2 地形地貌

目标区为低山～丘陵地貌，海拔高程305～390 m，地形坡角一般小于10°，局部浅丘区的自然坡角最大可达30°。浅丘多呈椭圆形，丘顶浑圆、平缓、开阔。目标区域分布有河流、溪沟、湖泊。建成区地面大多平整，基本处于统一的高程面上。浅丘区植被覆盖，维持原生态。待建区多为农田或原始浅丘，植被茂盛。

1.3 地层岩性

2 地震小区划场地勘察的技术要求

2.1 规范要求

根据《工程场地地震安全性评价》(GB17741-2005)的有关规定，这次地震小区划属Ⅲ类工作，地震小区划工作要求进行场地的勘测，并编制工程地质分区图。工作中应充分收集、分析和整理小区划范围内的工程地质、水文地质和地形地貌等资料，进行现场工程地质调查，并在此基础上进行补充勘察，勘察工作包括物化探、坑槽探和钻探等，详细勘测小区划范围内的场地工程地质条件，编制工程场地工程地质分区图。在每个工程地质单元分区内，选择能代表本单元分区地震工程地质条件和特征的地震反应计算控制点或地质剖面。控制点应能控制不同的工程地质单元及其边界，并注意适当均匀分布。为了编制地震动参数分区图或等值线图，还应注意控制点应有适当的密度分布，特别是在边界线或分界线附近，控制点应有适当的密度。简单来讲，地震小区划钻孔布置应能控制土层结构和不同工程地质单元，每个工程地质单元内应至少有1个控制孔，平均每平方千米不少于1个钻孔。

2.2 经济技术难点

考虑经费的有限性，在满足规范要求的场地工程地震条件下，勘察工作要精打细算。如何充分收集利用已有资料，结合地形地质地貌特点安排技术手段，以最省的工作量和时间投入获得基础资料，同时满足规范要求是值得思考的经济技术问题。小区划范围内分布有一个湖泊和两条河流，湖泊岸边和河流两侧第四系的分布、厚度、岩土成分、岩土剪切波速的分布特点是地震小区划工作必须掌握的基本资料，也是本次勘察工作中的重中之重。

3 荣昌城区工程地震条件勘察技术要点

3.1 收集基础资料

工作中收集了荣昌城区规划图、1∶10万地形图、1∶20万地质图、水文地质图和典型钻孔柱状图，通过综合分析后，依靠实地踏勘来进行工程地质单元初步轮廓性划分。

3.2 钻孔探槽和探井布置思路

在工程地质单元初步轮廓性划分的基础上，充分利用浅覆盖区槽探、坑探简便易行的优势，配合布置有限而足够的勘察钻孔，以更准确地厘定不同工程地质单元的分界线，完善充实工程地质单元划分成果。荣昌城区地震小区划范围包含了已建成区、城区拓展区、规划城区。已建成区的多层建筑场地大多进行过工程地质的勘查工作，这些资料可以到当地相关档案室查阅到，多为纸质报告；城区拓展区正在进行建设，部分地块已进行了场地勘察工作，有电子版报告和图件；已建成区主要依靠搜集钻孔资料，以节省时间和经费投入，充实资料密度和对比印证来掌握土层结构特点。规划城区多为农田或原始浅丘，植被茂盛，没有地勘资料，主要依靠槽探、坑探、钻探工作资料。目标区分布有河流、溪沟、湖泊、山丘，河流、溪沟、湖泊的边岸，第四纪堆积厚度存在差异，也是影响场地的地震动参数的关键地带。如果在区划范围内网格化布置钻孔，达到平均每平方千米不少于1个钻孔的要求，未必能达到能控制土层结构和不同工程地质单元界限的目标要求，因此，在这类地区不能像北方平原地区那样进行网格化平均布孔，应采取非均匀钻探布孔方案。

小区划范围内有两条主要河流和一个湖泊，河流两岸和湖泊边岸存在河漫滩和一级阶地堆积，其分布形态和覆盖层厚度必然存在差异，是场地条件最难把控也是最需要搞清楚的地段，钻探的主要工作量就集中在这里。借鉴城市活断层探测工作中断层钻探勘察的经验，项目组针对河谷、湖岸布置了8排，每排4-6个钻孔，着力控制河漫滩和一级阶地的分布范围和岩土的性质(参见图2～3)。小区划范围内局部存在建筑垃圾回填区，工作中布置了零星钻孔用以掌握回填区的范围和厚度分布。对于小区划范围内覆盖层厚度小于3 m的广大地区，工作中充分利用探槽、探井，同时布置零星的控制性钻孔用以掌握风化岩土性质和波速情况。

图2 荣昌城区地震小区划探槽探坑及钻孔布置示意图

图3 荣昌城区地震小区划典型钻孔地质剖面图

3.3 钻孔勘察结果与应用

本次地震小区划考虑场地情况，在45 km2的小区划范围内实施钻孔48个，其中第四季覆盖层厚度大于3 m的有14个，考虑到钻孔分布的不均匀性，另收集钻孔资料30个，总计获得钻孔资料78个，充分满足了平均每平方千米不少于1个钻孔的规范要求。场地影响评价工作组综合考虑场地条件和钻孔分布，选择了16个钻孔作为土层反应建模。钻探过程中采集原状土样，做土样动三轴实验，获得21组剪切模量比和阻尼比实验数据，如图4和表1所示，为地震小区划的土层地震反应计算提供了充分的基础资料保障。该地震小区划结果于2010年10月顺利通过了国家地震安全性评价委员会的评审，其中非均匀钻探布孔方案得到了专家们的一致赞同。

图4 荣昌城区地震小区划动三轴实验成果图

γ5×10-61×10-55×10-51×10-45×10-41×10-35×10-31×10-2G/Gmax0.9860.9730.8860.8020.4760.3260.1020.058E/Emax5×10-61×10-55×10-51×10-45×10-41×10-35×10-31×10-2E/Emax0.9800.9610.8420.7350.3870.2520.0740.041λ(%)1.701.943.555.1211.1513.9318.0718.89

4 讨论

通过钻探和剪切波速测试工作，结果表明荣昌城区的丘陵区泥岩与页岩互层的侏罗系风化壳的剪切波速介于357～438 m/s之间，也就是说剪切波速小于500 m/s，介质密度相对低一些。浅覆盖层分布的原始浅丘槽探、坑探、井探简便易行，十分有效。垂直河谷和湖岸布置的排孔探测对于精确掌握不同工程地质单元界限起到了支撑作用。钻孔不能布置在湿地或水田里，因为地面湿软无法实施剪切波速测试。回填区的钻探只能掌握覆盖层厚度和成分，不能获得动三轴实验数据，因其经历过人工扰动，不是原状土样，不符合动三轴实验条件。

The Technical Points of the Seismic Condition Investigation in the Seismic Micro-zoning of the Hilly Region

WANG Zanjun WANG Hongchao,DONG Di，QIN Juan

(Earthquake Administration of Chongqing, Chongqing 401147, China)

Taking Rongchang seismic micro-zoning as an example, the aim and technical requirements of seismic micro-zoning are introduced for the techniques of drilling and exploration in hilly area. This work can be applied to the development of similar geological environment seismic micro-zoning in Southwest China.

seismic micro-zoning；site investigation；technical points；Rongchang district

2016-07-08；

2016-11-25

王赞军(1968-)，男，山西省芮城县人，毕业于中国地质大学(武汉)水文地质与工程地质专业，高级工程师.

P315.5

B

1001-8115(2017)02-0006-04

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.02.002