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2023活动断层探测与地震危险性评价初步设计方案(76页)
2023活动断层探测与地震危险性评价初步设计方案(76页).pdf
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上传人:十二 编号:915345 2024-04-10 76页 4.30MB
1、XX二二三年七月泗泗洪洪县县活活动动断断层层探探测测与与地地震震危危险险性性评评价价初初步步设设计计方方案案1目录第第一一章章总总论论11.1 必要性和可行性11.2 工程建设依据与目标41.3 前期资料收集与野外勘选61.4 工程内容与工作布置171.5 工程预算221.6 工程产出与效益261.7 项目运行机构26第第二二章章初初查查与与深深部部孕孕震震环环境境研研究究272.1 设计目标272.2 工作内容与技术途径272.3 本课题提供的主要成果432.4 风险分析及解救措施432.5 报告内容及成果验收43第第三三章章目目标标断断层层的的活活动动性性鉴鉴定定与与危危险险性性评评价价42、53.1 设计目标453.2 工作内容与技术途径453.3 主要技术指标523.4 本课题提供的主要成果523.5 风险分析及解救措施533.6 报告内容及成果验收53第第四四章章 目目标标区区地地震震活活动动断断层层详详细细探探测测与与精精确确定定位位544.1 设计目标544.2 工作内容与技术途径544.3 主要技术指标与要求604.4 本课题提供的主要成果614.5 风险分析及解救措施614.6 报告内容及成果验收61第第五五章章目目标标区区地地震震活活动动断断层层的的危危害害性性评评价价645.1 设计目标6425.2 工作内容与技术途径645.3 近断层强地震动评价与地表破裂带或强3、变形带预645.4 预测结果应用685.5 成果验收68第六章第六章活动断层信息管理系统建设活动断层信息管理系统建设696.1 设计目标696.2 系统构成及技术方案696.3 技术说明696.4 城市活断层咨询服务系统主要功能706.5 目标区地下三维构造框架建模与可视化726.6 成果验收73第一章总论-1-第一章第一章 总总 论论1.1 必要性和可行性必要性和可行性地震是一种突发性的自然灾害,它给人类社会带来了巨大的灾难和危害。地震活断层与中强地震活动具有密切关系。城市地震灾害主要是由位于城市之下的活断层突发性快速错动导致发生直下型地震引起的。大量的震例表明,地震活断层不仅是产生地震的根4、源,而且也是使地震破坏加重的主要原因。我国 2008 年汶川发生了 8.0 级地震,2010 年玉树发生 7.1 级地震,2013 年和田地区 7.3 级地震,2017 年九寨沟 7.0 级地震。短短的十几年内大于 7 级的地震频发,预示着进入了地震活跃期。随着经济的发展和城市进程的加快,地震及地震活断层对城市危害越来越大,通过开展城市地震活断层探测与地震危险性评价,查明活断层的分布及其可能产生的危害,在城市规划、土地利用、重大工程选址等方面有针对性地采取防御措施,可以有效地减轻城市的地震灾害。1.1.1 必要性必要性泗洪县隶属于江苏省宿迁市,位于江苏省西北部,淮河中游,东临中国五大淡水湖之一5、的洪泽湖,西接安徽省泗县、五河县、明光市。地理坐标为北纬33083344,东经 1175611846,县境南北最大纵距 67.1 km,东西最大横距 78.5 km,县域面积 2731 km2。泗洪县位于华北地台与秦岭-大别褶皱系、扬子地台交界处的郯庐断裂带之内。郯庐断裂带是我国东部一条规模巨大的断裂带,总体走向 NNE,由数条相互平行的主干断裂所组成,构成堑垒格架,在长期的发展演化过程中,在空间上表现为分段差异活动,在时间上则具多期活动的特点。区域范围内还发育有无锡-宿迁断裂、洪泽-沟墩断裂、宿北断裂、废黄河断裂等区域断裂(图1.1-1)。泗洪县现城区、泗洪县经济技术开发区以及周边地区几乎全6、部为全新统所覆盖(图 1.1-2),以冲洪积平原地貌为主,地形较为平坦,第四系覆盖层厚度有一定的变化,基岩埋深 20.0 m100.0 m。根据现有资料,郯庐断裂带 5 条主干断裂之一的王庄-苏圩断裂穿越泗洪县城区,活动性最强的桥北镇-宿迁断裂距离泗洪县城区很近,同时也位于泗洪县范围内。目前,郯庐断裂带这 2 条主干断裂,在泗洪境内的展布位置以及活动性,研究的还不够细致,目前其位置以及活动性的研究精度制约了泗洪县未来的城市规划、土地利用,重大工程选址,以及防震减灾工作,因此对泗洪县进行活动断层探测及地震危险性评价是一个亟需解决且具有深远意义的课题。第一章总论-2-图图 1.1-1 探测区探测区7、地震构造图地震构造图第一章总论-3-图图 1.1-2 目标区地震构造图目标区地震构造图第一章总论-4-1.1.2 可行性可行性1.1.2.1 工作基础近几十年来,江苏省地震局、江苏省地矿部门,国家地震局地质研究所、国家地震局地球物理研究所、应急管理部国家自然灾害防治研究院等单位及部门对泗洪地区进行了大量的地质调查,地震地质特征研究和地震安全性评价以及区域性地震安全性 评价工作。对泗洪县的地层、构造、工程地质环境、地震危险性、震害预测进行了的研究,取得了重要成果,对泗洪县地震地质情况积累了丰富的资料,为开展泗洪县断层探测和地震危险性评价工作奠定了坚实的基础。1.1.2.2 工作难点(1)泗洪县及8、周边均处于第四系覆盖区,断裂几乎均处于隐伏状态,对活断层探测带来一定难度;(2)泗洪地区水系较为发育对勘查工作会造成一定的影响;(3)由于城区建设,人为改造严重,加上地面建筑物影响,开展物探工作难度较大。1.2 工程建设依据与目标工程建设依据与目标1.2.1 建设建设总体要求总体要求根据泗洪县活动断层探测与地震危险性评价设计方案采购项目招标文件(SHX-ZB-2023-00324)以及XX的具体要求,泗洪县活动断层探测与地震危险性评价项目是指根据中国地震局颁布施行的城市活断层探测与地震危险性评价工作大纲(试行)(中震防函200436 号)(简称“工作大纲”)、JSGC-04中国地震活动断层探测9、技术系统技术规程和国家其它有关技术规范规定的步骤和要求,完成确定泗洪县断层准确的空间位置、评价活断层地震危险性和地震危害性、提出泗洪县应对活断层危害的具体措施、建设活断层数据库与信息管理系统,以及项目成果集成等工作任务。1.2.2 建设与设计依据建设与设计依据泗洪县活动断层探测与地震危险性评价项目得到了泗洪县政府、宿迁市政府、江苏省地震局和中国地震局的重视和支持,项目由XX负责组织与实施。搞好工程的技术设计是论证工程质量和达到工作目标的重要前提。为了保证项目的顺利开展和技术设计的可靠性,在设计过程中充分收集、分析前人在泗洪地区的地质、地震、地球物理、水文地质和工程地质学方面的资料,并对目标已需10、探测与评价工作的主要断层进行实地概略踏勘。本项目以下列文件和技术规范作为设计依据:第一章总论-5-(1)GB/T 1820.1(2000)防震减灾术语,第一部分:基本术语;(2)城市活动断层探测与地震危险性评价工作大纲(试行),中国地震局震害防御司(2004 年 10 月);(3)JSGC-04中国地震活动断层探测技术系统技术规程;(4)GB17741-2005工程场地地震安全性评价;(5)国家质量技术监督局国家基础地理信息数据分类与代码(修订稿);(6)DB/T 53-20131:50000 活动断裂填图;(7)中国地震局地震数据库系统技术规范、地震灾害数据库系统技术规范;(8)GB 17711、40-2017地震震级的规定;(9)DB/T 36072-2018活动断层探测;(10)DB/T 92-2022活动断层探察 钻探;(11)DB/T 83-2020活动断层探察 数据库检测;(12)DB/T 82-2020活动断层探察 野外地质调查;(13)DB/T 69-2017活动断层探察 遥感调查;(14)DBT 72-2018活动断层探察 图形符号;(15)DBT 81-2020活动断层探察 古地震槽探;(16)DB/T 71-2018活动断层探察 断错地貌测量;(17)DB/T 73-2018活动断层探察 1250 000 地震构造图编制;(18)DZ/T 0017-1991工程地质12、钻探规程;(19)DZ/T 0170-2020浅层地震勘查技术规范;(20)DZ/T 0151-2015区域地质调查中遥感技术规定(1:50000);(21)GB/T 18314-2016全球定位系统(GPS)测量规范;(22)GB/T 50269-2015地基动力特性测试规范;(23)CJJ7-2017城市工程地球物理探测规范;(24)泗洪县活动断层探测与地震危险性评价设计方案采购项目招标文件(SHX-ZB-2023-00324)。1.2.3 工作目标工作目标根据泗洪县现城区、泗洪县经济技术开发区总体规划需要,本项目将完成不同区域和精度范围内的以下目标:(1)区域地震构造与地震活动性研究对泗13、洪县及附近区域南北长约 150 km、东西宽约 150 km 的区域(简称探测区)开展地震构造环境和地震活动性评价工作。(2)泗洪县目标区活断层探测第一章总论-6-对泗洪县活断层探测目标区的主要活断层进行探测与地震危险性评价。查明目标区地震活断层准确的空间位置、规模、活动性和地震危险性,针对性地提出地震活断层危害带或重大工程建设避让带宽度,提供大比例尺(1:50000)主要地震活断层分布图给城市建设、土地利用、发展规划和抗震设防等工作使用。具体目标如下:确定目标区断裂带的活动状况,综合评价其地震危险性;确定目标区断裂带的空间位置,编制活动断裂分布图;建立包括目标区在内的地下三维结构模型,评定有14、发震危险的主要活动断层地表强烈变形带与近场或远场强地震动的分布特征;(3)建立泗洪县活动断层信息管理系统,用于隐伏活动断层地震危险性分析、近断层强地面运动计算、抗震设防、应急救灾以及危害性对策咨询的地震信息公共平台,提出城市经济建设中活断层危害防范的对策。1.3 前期资料收集与野外勘选前期资料收集与野外勘选为了深入了解探测区和泗洪县目标区的地震构造环境和探测工作环境,以便确定探测工作目标,在编写工作设计之前进行了资料收集和野外勘选工作,为搞好工作设计奠定了基础。1.3.1 探测区探测区和目标区的确定和目标区的确定(1)探测区探测区范围范围:DB/T 36072-2018活动断层探测要求探测区范15、围以城市为核心的 150 km 见方的地域;探测区范围确定为:以泗洪县现城区、泗洪县经济技术开发区为核心外延150 km的矩形区域,面积22500 km2,地理坐标N324245340330,E11722431190046(图 1.1-1)。(2)目标区范围目标区范围:依照中国地震局中国地震活断层探测技术系统技术规程的规定,以泗洪县现城区、泗洪县经济技术开发区为中心,兼顾其未来城市重点扩建区规划的要求,同时依据招标文件的要求,探测研究的目标区范围(简称目标区)为以泗洪县现城区、泗洪县经济技术开发区为中心,重点控制泗洪县未来发展规划区域(图 1.3-0),南北长 41 km,东西长 27 km 16、的矩形区域,面积 1107 km2,地理坐标为 N331243333510,E11802191181938(图 1.1-2)。第一章总论-7-图图 1.3-0 泗洪县范围及目标区范围示意图泗洪县范围及目标区范围示意图1.3.2 目标断层的确定及其依据目标断层的确定及其依据根据前人地质勘察,地球物理探测、地震地质和地质灾害调查资料综合分析,在目标区内,主要发育 2 条断裂,即王庄-苏圩断裂和桥北镇-宿迁断裂,其中王庄-苏圩断裂穿越泗洪县城区;桥北镇-宿迁断裂是郯庐断裂带中活动性最强的主干断裂,其距离泗洪县现城区、泗洪县经济技术开发区很近。根据现有资料在目标区内王庄-苏圩断裂最新活动时代是早-中更17、新世,桥北镇-宿迁断裂最新活动时代为全新世,岗城-耿车断裂最新活动时代为晚更新世。根据断裂在目标区的位置以及其活动性等,最终确定王庄-苏圩断裂和桥北镇-宿迁断裂为本次工作的目标断层。1.3.3 目标断层的主要特征目标断层的主要特征(1)王庄)王庄-苏圩断裂苏圩断裂 F1-1该断裂为区域断裂郯庐断裂带分支的江苏段,目标区内为该断裂的一部分。断裂自江苏境内的山左口一带,向南西延伸至泗洪和双沟西侧一线。总体走向NE1015,倾角 4060。早期属正断层,后期具压扭性。深部为东倾,倾角陡,东盘向西逆冲。出露地段见挤压片理、构造透镜体、磨砾岩、断层泥、揉皱等挤压特征。旁侧次级构造均显示具左行扭动特征。该18、断裂自晚白垩世至早更新世长期活动。遥感影像上,因该断裂基本为第四系覆盖,故无明显影像特征;只有北段影像特征相对明显;在新沂北马陵山附近区域,断裂西侧为马陵山,东侧为山前平原,可见少量露头,且沿断裂有串珠状湖泊发育,从而可以间接证明断裂的存在。宿迁市活动断层探测项目(江苏省地震工程研究院,2016)在宿迁地区对该断裂曾布设了 8 条浅层人工地震勘探测线(图 1.3-1),由图可以得出以下结论:i)地震剖面上断裂的特征基本可以分为两类,一类是两侧基岩反射波组同相轴第一章总论-8-在断点处表现为转折点,西侧同相轴起伏较大,东侧转平(如:QL7a,QL9 等),另一类则两侧基岩反射波组同相轴在断点处存19、在分叉现象,并且同相轴能量也相应发生变化(如 QL1a 等)。ii)大部分测线上断裂显示的断距都不大,除了 QL17 达到 10 m 左右外,其余均小于 3 m,但断裂两侧地层岩性是不同的,断裂西侧中生界可达数千米,侧面说明了断裂在新生代活动较为强烈。iii)地震剖面显示宿迁组底界断距较小,晚更新世地层连续,说明断裂在新生代以后构造活动逐渐减弱,第四纪早期已经活动较弱,晚第四纪以来断裂没有活动。iv)根据地球物理探测结果,断裂倾向 NWW,视倾角65。综上所述,断裂为早第四纪断裂。图图 1.3-1 王庄王庄-苏圩断裂沿线局部时间叠加剖面汇总示意图苏圩断裂沿线局部时间叠加剖面汇总示意图(江苏省地20、震工程研究院,2016)第一章总论-9-(2)大官庄)大官庄-双庄断裂双庄断裂 F1-2该断裂为区域断裂郯庐断裂带分支的江苏段,目标区内为该断裂的一部分。断裂山东段称为白芬子-浮来山断裂,江苏段又称为新沂-新店断裂(大官庄-双庄断裂)。主要出露于祁园、乱王及大官庄一带,可见宿迁组地层与第四系接触,其余都为第四系覆盖,断裂总体走向为 NNE,倾向 SEE,新活动表现为压扭性冲断层。江苏省地震工程研究院(2016)宿迁市活动断层探测与地震危险性评价在该断裂上布设的 6 条浅层人工地震探测剖面,显示断裂有如下特征:i)断裂附近基岩反射波组同相轴表现为“S”型,两侧基岩反射波组同相轴以断点为界出现明显21、的整体落差,在断点附近反射波组同相轴呈现弧形下倾特征。ii)大部分地震剖面显示的断裂两侧基岩面视断距不大,普遍在 3 m10 m。iii)所有测线没有出现如桥北镇-宿迁断裂在地震剖面上显示的自上至下断错所有反射波组同相轴的情况,所有测线上的断点上方 P1波组连续(如图 1.3-2)。iv)地震剖面揭示的断点联线显示,断裂走向约 NNE,倾向 SEE,视倾角 6065。图图 1.3-2 新沂新沂-新店断裂断点局部叠加剖面(上)和地质解译图(下)新店断裂断点局部叠加剖面(上)和地质解译图(下)(江苏省地震工程研究院,2016)第一章总论-10-在姑苏路(图 1.3-3)进行的钻孔联合探测剖面(江苏22、省地震工程研究院,2016)所施工的 6 个钻孔均进入上新统宿迁组,结果显示下更新统顶界及以上地层没有明显位差,上断点位于下更新统内,埋深 68 m,断距 1.1 m,宿迁组顶面断距 2.0 m。综合浅层地震勘探和钻孔联合剖面判定断裂为早第四纪断裂。图图 1.3-3 姑苏路新沂姑苏路新沂-新店断裂钻孔联合探测剖面新店断裂钻孔联合探测剖面(江苏省地震工程研究院,2016)第一章总论-11-(3)桥北镇)桥北镇-宿迁断裂宿迁断裂 F1-5该断裂为区域断裂郯庐断裂带分支的江苏段,目标区内为该断裂的一部分。该断裂为郯庐断裂带宿迁段中活动性最强的一条分支断裂,习惯上称为郯庐断裂带的F5,断裂山东段称为安23、丘-莒县断裂,江苏段称为马陵山-重岗山断裂(桥北镇-宿迁断裂)。断裂活动性强,断错地貌现象比较明显。江苏省地震工程研究院(2016)宿迁市活动断层探测与地震危险性评价在该断裂上布设的 21 条浅层人工地震探测剖面(图 1.3-4),共计得到 39 个断点显示断裂有如下特征:图图 1.3-4 马陵山马陵山-重岗山断裂沿线部分测线局部时间叠加剖面汇总示意图重岗山断裂沿线部分测线局部时间叠加剖面汇总示意图(江苏省地震工程研究院,2016)第一章总论-12-i)宿迁活动断层目标区内所有浅层地震勘测均探测到了断裂的存在,并得到了宿迁城南覆盖区错断上更新统的地震剖面ii)断裂有两种典型表现,一是,王氏组与24、第四系断层接触,断裂一侧基岩埋深很浅(大致在数米至十数米),另一侧基岩埋深则普遍大于 100 m;二是,两侧基岩埋深都在100 m以上,可明显看出断裂切割了时间轴上所有的反射波组同相轴,充分反映了活动断层在地震剖面的表现特征。iii)绝大多数测线上断裂都由 2 条断裂组成,大多呈倒“八”字状相向而立,组成了断裂的东西边界,形成的断裂带宽度在 100 m1000 m 之间,大体上北段较窄,南段较宽。iv)浅层地震勘探剖面看,在有效分辨率范围内,断裂断错了所有的反射波组。v)断点联线显示,断裂总体呈舒缓波状展布。在合欢路(图 1.3-5、图 1.3-7)和南京路分别进行的钻孔联合探测剖面(江苏省地25、震工程研究院,2016)显示:图图 1.3-5 合欢路马陵山合欢路马陵山-重岗山断裂西支钻孔联合探测剖面重岗山断裂西支钻孔联合探测剖面(江苏省地震工程研究院,2016)第一章总论-13-图图 1.3-6 合欢路马陵山合欢路马陵山-重岗山断裂东支钻孔联合探测剖面重岗山断裂东支钻孔联合探测剖面(江苏省地震工程研究院,2016)i)断裂最新活动以右旋走滑为主,上部断裂形式明显呈现出花状构造特征,单个剖面看,正、逆兼有,倾向多变,倾角陡。ii)断裂是有多条断裂组成的断裂带,这一点在幸福路基坑中表现最为典型,50 m 的基坑内至少有 3 条 NNE 向断裂(图 1.3-7),浅地震揭示的断裂带宽度 1026、0m1000 m。iii)断裂西支,浅覆盖区上断点错至地表或近地表,厚覆盖区则断错了埋深 16m 的全新统淤泥层,可以定位全新世活动断裂iv)断裂东支,未见近地表断点,2 条钻孔联合剖面定位的上断点埋深分别在21 m 和 34 m,位于晚更新世地层中,判定为晚更新世活动断裂。第一章总论-14-图图 1.3-7 幸福路基坑中马陵山幸福路基坑中马陵山-重岗山断裂(镜向重岗山断裂(镜向 SE)(江苏省地震工程研究院,2016)新沂市活动断层探测项目(江苏省地震工程研究院,2020)对该断裂开挖了多个探槽,也都指示断裂在全新世应该有过活动,如在南马陵山南端天然沟谷旁开挖的探槽,北壁揭示一条断裂带(图 27、1.3-8),宽约 1.5 m,发育 3 条断层,断裂带中夹紫红色粘土条带,软塑,较新鲜;断裂西侧为基岩碎块,东侧为冲洪积粉砂质粘土。北壁揭示了 2 次事件。事件 1:F1 活动切穿沉积地层,挤压后沉积盖层,在挤压作用力下,层在断层附近呈逆冲隆起状,根据地层沉积序列,该次事件发生年代为(704030)B.P.以来。事件 2:F2、F3 断裂活动,切穿沉积地层,沉积盖层。根据沉积地层年代可知,该次事件年代在(599030)B.P.与(704030)B.P.之间。红褐色-黑褐色基岩弱风化层,断层面附近有断层泥分布,宽度约 40 cm,断层泥墙面比较光滑,夹破碎石块,棱角状,夹透镜体,片理化,粉末化28、,定向分布,下部岩石变质作用更加强烈。棕红色基岩强风化层,夹砾石,砾径最大约 10 cm10 cm。灰黄色、红褐色粘土,夹砾石。灰黄色粉砂质粘土,硬塑,较光滑。灰色含砾中粗砂夹粉砂质粘土,含砾中粗砂以透镜体状分布。灰黄色砂质粘土,楔状分布。灰黄色粉砂质粘土夹透镜体状中粗砂。黄灰色含砾砂质粘土,含植物根茎。图图 1.3-8 南马陵山南端探槽北壁拼图及解释图南马陵山南端探槽北壁拼图及解释图(江苏省地震工程研究院,2020)第一章总论-15-宿迁市活断层项目(江苏省地震工程研究院,2016)南京路联合钻孔剖面(图1.3-9)探测结果显示断裂完全断错了第(13)层粘土层(14C 年龄为(596630)29、a),据此可以判断断裂在全新世有过活动。图图 1.3-9 宿迁市南京路跨断裂联合钻孔剖面图宿迁市南京路跨断裂联合钻孔剖面图(江苏省地震工程研究院,2016)五河县小区划项目(安徽省地震局,2016)对该断裂近场区内南部进行过研究,认为以女山湖为界,女山湖以北(近场区内段)为晚第四纪活动断裂,女山湖以南为早-中更新世断裂。女山湖以北,断裂在各地的剖面上都存在王氏组紫红 色砂页岩(K2w)逆冲到晚更新世黄土之上这一特征,挤压破 碎带宽度从几 m 到 50 多 m,带内发育挤压扁豆体、断层泥(图 1.3-10)。图图 1.3-10 紫阳二郎村西断层照片(图紫阳二郎村西断层照片(图 A)及剖面素描(图30、)及剖面素描(图 B)(安徽省地震局,2016)第一章总论-16-合肥活断层探测及安徽省公益性项目曾对该断裂淮河以南开展过大量研究,图1.3-11a 及图 1.3-11b 分别为在紫阳山南猪场村及东二郎村开挖的探槽,显示断裂断错晚更新世晚期的洪积物及坡积物,因此认为该断裂为晚第四纪 以 来活动的断裂(赵朋,2017;杨源源等,2017;Shu et.al.,2017;图 1.3-14)。图图 1.3-11 池河池河-西山驿断裂紫阳山猪场附近(西山驿断裂紫阳山猪场附近(a)及二郎村()及二郎村(b)探槽剖面及照片)探槽剖面及照片(安徽省地震局,2016)第一章总论-17-1.3.4 探测手段的选31、择及其依据探测手段的选择及其依据1.3.4.1 探测手段的选择不同地球物理方法的有效性与地质地球物理环境,物性参数及干扰条件有关,因地而异。泗洪县目标区大部分被第四系所覆盖,覆盖厚度在 10 m100 m 左右,主要基岩为白垩系砂、泥岩,地下水埋深2 m。目标断层均为隐伏断层,富含水。根据泗洪县目标区上述地质环境、地下水分布特征、目标断层的特点及宿迁市、新沂市活断层探测地球物理探测的经验,本着先进、有效、可靠为基本原则,参照已完成该探测工作城市的成功经验,由已知到未知,由稀到密、深浅结合、重点突破,因地制宜,选择切实可行的探测技术方法。探测手段:以浅层人工地震纵波反射方法为主,对于第四系较薄的32、地区辅以横波反射方法。验证手段:对于在隐伏区内地表有地貌显示及埋深较浅的断层,拟采用地质-地貌法辅以探槽揭露法;对于埋深较深的隐伏断层,采用联合钻孔剖面探测法进行验证。1.3.4.2 测线布设原则测线布设的目的是有利于清晰地发现断层,追踪断层,对干扰因素采取识别、避开的方法。主要原则是:(1)长短测线相结合;(2)测线布设应尽量垂直于断层走向,在受条件限制时,应使测线与断层走向的夹角不小于 45;(3)测线布设应尽可能利用已有出露自然地面的宽阔街道,尽量布设直测线;(4)根据不同空间干扰源,选择不同的探测方法。1.4 工程内容与工作布置工程内容与工作布置1.4.1 工程内容及工作量工程内容及工33、作量泗洪县活动断层探测与地震危险性评价工程设计内容包括五个方面(表 1.4-1):(1)区域探查与主要断层活动性鉴定)区域探查与主要断层活动性鉴定通过已有地形、地震、地质、应力场与地球物理等资料收集和整理,地形图数字化、航卫片遥感图象解译、钻孔资料分析、控制性钻孔探测与第四纪地层剖面建立、野外地震地质调查以及控制性浅层人工地震探测等方法,鉴定目标区各主要断层晚第四纪活动性;编制区域地质构造图;初步查明目标区主要断层的空间分布及第一章总论-18-其活动性;确定需开展地震危险性评价的主要活动断层及其数量,绘制分布图;为详查施工设计的编写提供具体的目标对象和依据;同时充分考虑郯庐断裂带对目标断层的影34、响。(2)活断层的地震危险性评价)活断层的地震危险性评价在活断层初查探测和定位的基础上,针对活断层上断点的埋深情况,选择进行钻孔探测或探槽工程开挖、年龄样品的系统测试,并结合本区已有资料确定地震活断层的地表破裂型地震的复发习性,综合评价活断层的地震危险性。(3)活断层的详细探测与精确定位)活断层的详细探测与精确定位收集、整理已有深部工作成果,特别是深钻配套的深部探测成果,分析深部发震构造环境,结合现有台网进行地震层析成像工作。通过选择浅层人工地震探测和其它有效的探测手段,结合高精度 GPS 定位仪或全站速测仪精确测量,对初查阶段甄别出的主要活断层的重点段落进行详细探测,开展主要活动断裂大比例尺35、填图和编图,确定活断层准确的空间位置及其产状。(4)未来地震活断层地面影响与地震危害性评价)未来地震活断层地面影响与地震危害性评价包括地震活断层对地面建筑设施毁坏带宽度评价及近断层强地面运动影响带宽度评价等 2 个部分。a.通过综合泗洪县活动断层探测与地震危险性评价各个阶段的成果,特别是地震活断层准确位置、几何结构特征、运动学定量参数、古地震复发行为、第四纪断裂变形特征等具体资料,对地震活断层的危害性作出科学、合理的评价,划定地震活断层同震错动变形带宽度或地面建筑物避让带宽度。b.确定地震活断层未来地震地表破裂的展布、错动方式和同震错动量等震源模型;根据地质和地球物理探测成果,建立地震活断层的36、三维结构模型,评定发震断层的近场强地面运动对地面设施毁坏的影响带宽度;获得地震动参数的空间分布。c.充分考虑郯庐断裂带及其对泗洪县的影响。(5)信息管理与辅助决策系统建设)信息管理与辅助决策系统建设建立泗洪县地震活断层基础数据库和信息管理系统(在每一项探测工作环节都要建立数据库);供城市规划、重大工程选址、抗震设防使用,有效减轻城市地震灾害的破坏和损失。此外,要按照有关规程的验收要求标准对上述各项工作成果进行综合整理,完第一章总论-19-成通过项目验收需要进行的其他有关工作。表表 1.4-1 泗洪县泗洪县断层探测与地震危险性评价具体工作内容、工作量断层探测与地震危险性评价具体工作内容、工作量施37、工阶段施工阶段施工对象施工对象施工内容施工内容单位单位数量数量初查与深部孕震环境研究探测区资料收集、整理、分析,数字化处理(地质、地震等)项10区域地震地质补充调查km222500区域活动断层调查与断层活动初步评价条14探测区小震精确定位研究与历史地震考证km222500区域地震构造图编制(1:25 万)km222500探测区三维地壳速度结构研究km222500探测区重力、航磁编图与构造解释km222500地震台网观测资料地震层析成像km230000目标区地形图、地质图数字化处理15 万幅411 万幅9目标区(11 万)ASTER 和 SPOT 二维卫星遥感图像景4目标区地震地质调查km21138、07控制性浅层地震反射勘探km50目标区活断层分布图编制(15 万)km21107综合研究确定目标断层条3目标区标准钻孔个2年龄样品(14C、光释光(OSL)块30孢粉样品个30粒度、磁化率个30波速测井个2综合测井个2地震台阵观测个1目标断层的活动性鉴定与危险性评价目标断层联合钻探剖面钻孔孔28探槽开挖个3年龄样品(14C、光释光(OSL)块40主要活动断层地震危险性综合评价条2地震活动断层详细探测与精确定位地震活动断层浅层地震详细探测测线km20条带状地质-地貌填图(目标区内)km275目标区内桥北镇-宿迁断裂 1:1 万填图km282手工钻孔个50断层高精度定位与综合制图幅24岩土层结构39、三维模型个1地壳结构三维模型个1震源结构模型个1地震活动断层近断层强地震动评价长、短周期的强地震动场计算条12宽频带地震波的合成组12近断层强地震动分布图幅12地表强变形带预测计算模型个12地表强地震动分布和位移量条12地表强变形带预测图幅12发震危险性研究项1对泗洪地区的影响场幅1活动断层数探测区与目地震活断层数据库套1第一章总论-20-施工阶段施工阶段施工对象施工对象施工内容施工内容单位单位数量数量据库与信息系统建设标区地震活断层信息管理系统套1三维可视化系统套1项目集成与出版套1信息服务部建设套11.4.2 工作布置工作布置城市活断层探测与地震危险性评价工作内容多,技术含量高,需要分阶段40、分步骤实施。本项实施流程见框图(图 1.4-1)。技术设计的主要内容包括:各阶段工程的设计目标、工作内容(任务)、技术要求和主要产出等。各阶段工作在具体实施前,还要根据场地、环境等实际情况,编制更详细的实施方案。1.4.3 主要技术指标和要求主要技术指标和要求各项工程的野外探测点,线定位精度5 m。其它技术指标与要求见各阶段工程技术设计部分,主要图件的成图比例尺如下:(1)探测区地震构造图(1:25 万)(2)目标区活断层分布图(1:5 万)(3)主要活断层条带状分布图(1:1 万)1.4.4 工程进度安排工程进度安排泗洪县活动断层探测与地震危险性评价项目,工程进度和具体安排如下:(1)2041、23 年 5 月7 月提交总体技术设计并通过项目初步设计,项目进行招标;(2)2023 年 8 月12 月完成探测区、目标区地震构造初步分析,大致确定目标断层在地表展布情况,编制项目施工设计;(3)2024 年 1 月5 月完成初查和目标区主要活断层鉴定;(4)2024 年 6 月12 月完成地震活断层详细探测;(5)2025 年 1 月5 月完成地震活断层鉴定与地震危险性评价;(6)2025 年 6 月2025 年 10 月完成地震活断层危害性评价;(7)2025 年 11 月2026 年 3 月完成活断层基础数据库与地理信息系统建设;(8)2026 年 4 月5 月编写项目结题报告,进行项42、目验收。第一章总论-21-图图 1.4-1 项目实施流程图项目实施流程图第一章总论-22-1.5 工程预算工程预算工程预算是在概算的基础上进行的,依据总体施工设计的工作内容与工作量,参考相关行业的收费标准和当前市场价格,共分为两部分,第一部分为管理费用(共计 131.0 万元,详见表 1.5-1),第二部分为工程预算(共计 698.0 万元,详见表 1.5-2),具体预算(共计 829.0 万元)如下:表表 1.5-1泗洪县泗洪县断层探测与地震危险性评价项目工程预算表断层探测与地震危险性评价项目工程预算表序序号号工程管理费用工程管理费用金额金额(万元)(万元)1施工设计方案6.02项目评审验收43、试运行与评审总体设计评审2.018.034.0施工设计评审3.0专题评审10.0试运行4.0验收初勘验收5.016.0总项目验收10.03其它费用(如培训费用等)监理、招标代理、印刷装订、后续服务与培训监理费15.035.035.0招标代理费8.0印刷装订费4.0后续服务与培训费8.04总体设计、技术管理与系统集成总体设计、技术管 理 与 系 统 集成、成果集成与出版总体设计8.045.045.0施工设计10.0技术管理12.0项目系统集成与出版15.05总计(小写)114.06总计(大写):壹佰壹拾肆万元整第一章总论-23-表表 1.5-2泗洪县泗洪县断层探测与地震危险性评价项目工程预算表断44、层探测与地震危险性评价项目工程预算表序序号号工程费用费用工程费用费用金额金额(万元)(万元)1地震活断层鉴定与危险性评价初查与深部孕震环境研究子专题工作内容数量单价(万元)小计 1(万元)小计 2(万元)477.01.基础资料收集与数字化处理区域地质资料收集,国土、地矿、交通、石油、煤炭、水利、建设等部门资料收集3.032.0大地测量、空间大地测量、跨断层形变测量、地壳形变2.0中强地震震源机制解、小震综合断层面解2.0国土、地矿、交通、建设工程钻孔资料收集1.0水工环、地震测试孔资料收集1.0工程地质、水文地质等工程地质单元划分资料1.0第四纪地质、地貌资料收集2.0工程地质单元划分标准的建45、立与地质单元划分1.0分类标准建立、数据库建立与数据录入3.0地形、地质图数字化处理 1:25 万3.0地形、地质图数字化处理 1:5 万4 幅1.04.0地形、地质图数字化处理 1:1 万9 幅1.09.02.高分辨遥感信息处理与解译ASTER 或 SPOT 卫片数据购置与处理、解译(1:1 万)4 景2.08.08.03.深部地震构造条件研究深部地震探测资料再处理与分析研究5.053.0重力场、磁场资料的再处理与分析研究3.0中小地震精确定位3.0历史地震考证3.0应力-应变环境分析3.0地震台网观测资料收集与分析3.0地震层析成像8.0断层在中、上地壳内的相互耦合关系2.0深部地震构造条46、件与孕震环境研究3.0地震台阵观测20.0第一章总论-24-序序号号工程费用费用工程费用费用金额金额(万元)(万元)4.标准钻孔探测与第四纪地层剖面的建立标准地层钻孔2 个3.06.057.0波速测井2 个1.02.0综合测井2 个2.55.0现场采样与详细编录2 个1.02.0年代样品测试30 个0.515.0孢粉测试30 个0.412.0粒度、磁化率测试30 个0.13.0标准地层划分2 个4.08.0第四纪地层剖面的建立2 个2.04.05.隐伏断层的控制性地震探测浅层地震勘探50 km4.0200.0205.0隐伏断层上断点的精确定位5.06.探测区 1:25 万地震构造图与目标区 147、:5 万活动断层分布图编制探测区补充地震地质调查8.052.0探测区大地构造环境与地震活动环境2.0探测区构造地质与第四纪地质环境2.0探测区新构造运动特征与地壳形变特征2.01:25 万区域地震构造图编制与说明书1 幅10.08.0目标区地震地质调查12.0目标区断层展布特征与活动性特点研究3.01:5 万目标区地震构造图编制与说明书1 幅10.010.0目标区内桥北镇-宿迁断裂 1:1 万填图1 幅5.05.0地震活动断层鉴定与危险性评价7.目标断层的晚第四纪活动性鉴定探槽3 个4.012.0105.0跨断层钻孔28 个1.542.0波速测井28 个0.514.0现场采样与详细编录28 个48、0.514.0年代样品测试40 个0.520.0跨断层地质剖面3 条1.03.08.地震活动断层的地震危险性评地震活动断层进行危险性评价2 条10.020.020.0第一章总论-25-序序号号工程费用费用工程费用费用金额金额(万元)(万元)价2目标区地震活动断层详细探测与精确定位9.地震活动断层浅层地震详细勘探浅层地震详细勘探20 km4.590.095.0130.0地震活动断层上断点位置确定与可信度评价5.010.地震活动断层高精度定位与综合制图地质地貌填图75 km20.215.035.0手工钻探探测与资料编录50 个0.210.0高精度定位5.0活动断层综合制图5.03目标区地震活断层危49、害性评价11.近断层强地震动评价与地表破裂带或强变形带预测目标区活动断层的震源模型2.027.027.0岩土层结构三维模型2.0地壳结构三维模型2.0活断层错动方式与破裂类型评价2.0长、短周期的强地震动场计算3.0宽频带地震波的合成3.0近断层强地震动分布图6.0计算模型2.0地表破裂带展布与位移量1.0地表强变形带展布与变形量1.0地表破裂带和强变形带预测图1.0发震危险性研究1.0对泗洪地区的影响评价1.04活动断层信息管理系统建设12.泗洪县活动断层探测数据库建设与管理系统建设地震活断层基础数据库15.035.035.0地震活断层信息管理系统10.0三维可视化系统10.05服务部建设运50、行平台软件调试与连接运行平台软件调试4.07.07.0平台连接试运行3.06总计(小写)731.07总计(大写):柒佰叁拾壹万元整第一章总论-26-1.6 工程产出与效益工程产出与效益1.6.1 工程产出工程产出(1)泗洪县活动断层探测与地震危险性评价项目施工设计;(2)探测区 1:250000 地震构造图及说明书;(3)目标区 1:50000 主要(活动)断层分布图及说明书;(4)目标区 1:50000 主要(活动)断层地震危险性评价图及说明书;(5)目标区 1:50000 活动断裂危害性综合评价图或目标区各种地震动参数平面分布图及说明书;(6)泗洪县活动断层探测与地震危险性评价管理系统 151、 套及使用说明书;(7)各单项工程的技术报告;(8)泗洪县活动断层探测与地震危险性评价综合报告。1.6.2 工程效益工程效益(1)社会效益:地震灾害关系到千家万户。通过本项目研究可以使地震灾害降到最低程度,让人民有一个安全的生存环境。该项目完成后,能有效地提高城市综合抗御地震灾害的能力,提高政府对地震灾害预防的决策能力,改善城市投资环境,吸引外资,促进城市发展。(2)经济效益:本项目实施后,泗洪县的重要建筑设施、生命线工程可合理地避开活断层及其影响带,对必须通过危害影响带的建筑设施,采取针对性的防灾措施,可极大地降低地震造成的经济损失。对于已停止活动的断层的判别可极大地提高土地利用率并合理地节52、省与其相关的大量建设资金。(3)科技效益:该项目涉及地震、地质、地球物理、地球化学、遥感、形变测量、GIS 和 GPS 等多门学科,工程完成后以可促进上述学科的进步与发展,并提供相应的经验。1.7项目运行机构项目运行机构本项目领导小组由XX确定,根据项目实施需要,在项目领导小组领导下,中标单位需成立项目部、质量保证部、顾问组、项目组织协调部、档案管理、服务支持部等部门,保证项目顺利进行。项目监理工作组由泗洪县应急管理局确定。项目验收组由项目领导组负责组织,邀请相关专家、项目监理人员组成验收组(一般为 57 人)。第二章初查与深部孕震环境研究-27-第二章第二章初查与深部孕震环境研究初查与深部孕53、震环境研究2.1设计目标设计目标考虑到泗洪地区的实际情况,以及以往在该地区完成的重大工程场地探测的实践经验,本设计书旨在采用最为有效的探测手段开展工作。根据经验,在泗洪地区开展断层探测,视断裂上断点埋深的深度确定方法。在上断点埋深相对深的地段采用浅层人工地震反射法、折射法,并视沉积环境,对每个地质单元,通过现场实验,选择采用纵波或横波法进行探测;在上断点埋深较浅的地段,则选择采用其它更直接的探测方法(如手工钻等)进行断层探测。初查与深部孕震环境研究工作,将采用上述地球物理探测技术与地震地质调查研究相结合的技术路线,具体内容包括以下 6 个方面:收集、整理、分析和再处理地球物理场资料和中小地震精54、确定位、地震台网资料的地震层析成像等,分析深部地震构造背景和地震活动特征,研究孕震环境;确定泗洪县城市环境下断层探测的最有效、最经济的技术方法与手段;探明目标区第四系等值线分布,建立第四纪标准地层;初步查明目标区主要断层的分布与活动性;确定目标区需进一步详细探测的主要活动断层的数量、探测地段、对象;编制区域地震构造图和目标区活断层分布图(初步)及其详细说明书,为施工设计的编写提供具体的目标对象和依据。2.2工作内容与技术途径工作内容与技术途径通过对已有地形、地震、地质与地球物理场等资料的收集、整理、分析,地形图数字化、高精度卫星遥感图像的处理与解译,现场地震地质调查,控制性钻孔探测与第四纪地层55、剖面的建立,中、小地震精确定位、震源应力场分析、地震层析成像、地球物理场资料再处理、控制性浅层人工地震探测等,初步确定目标区主要断层分布概况,初步估计其活动性及需进行地震危险性评价的目标断层数量,对深部地震构造背景场作出分析,研究孕震环境,为目标断层活动性鉴定和地震危险性评价提供依据。下设 6 个专题。2.2.1基础资料收集与数字化处理基础资料收集与数字化处理2.2.1.1 基础地震、地质资料收集与处理系统收集、整理国土、地矿、交通、石油、煤炭、水利、建设等部门相关地震地质、地球物理探测、钻探、工程地质勘察、地壳形变等方面成果资料,研究编制第二章初查与深部孕震环境研究-28-区域大地构造单元划56、分图、区域第四纪地层柱状图、第四系等厚线图,收集探测区已有大地测量、空间大地测量、跨断层形变测量、中强地震震源机制解、小震综合断层面解等资料和研究成果,建立上述资料的数据库,并进行信息的数字化处理。完成目标区或活断层详细探测区不同比例尺地形测绘数据数字化处理,满足不同阶段活断层探测、地震危险性评价、活断层基础数据库与地理信息系统建设等对工作用数字化底图的需要。(1)目标、任务与要求)目标、任务与要求建设探测区 125 万、目标区 15 万和活动断层段 11 万数字矢量地图。建设探测区 125 万,目标区 15 万及活动断层段 11 万基础地理信息库。(2)工程内容)工程内容探测区 1:25 万57、地形数据,目标区 1:5 万 DEM 数据和活动断层段 1:1 万地形数据等进行数值化,符合国家有关规定和中国地震活动断层探测技术系统技术规程要求。建设探测区 1:25 万,目标区 1:5 万及活动断层段 1:1 万基础地理信息库。(3)技术指标)技术指标数据类型为 DLG,其中 1:5 万包括 DEM 数据。完成数据拼接、投影转换,按照系统设计要求进行的图层调整,各基础地理信息库符合活动断层信息管理系统基础数据库规定的技术要求。1:5 万基础地理数据库数字矢量地图数据(DLG)及其元数据内容、技术指标,按照1:5 万矢量地形数据(DLG)生产技术规定(暂行本)(国家测绘局 2001.8)执行58、。(4)成果产出)成果产出探测区和目标区基础地理信息库。2.2.1.2 目标区钻孔资料收集与处理泗洪地区基岩埋深存在一定的起伏,基岩埋深 10 m100 m,因此有部分地区一般的工程地质勘察钻孔可以进入基岩,部分地区一般的工程地质勘察钻孔无法进入基岩区,但是地震安全性评价工作的钻孔一般均可以进入基岩,因此目标区内,基岩埋深较浅地区的工程地质勘察钻孔,以及基岩埋深较深地区的地震安全性评价工作钻孔,对建立本地区的第四纪地质结构模型有着重要的参考价值。在收集钻孔资料时,将按照一定的空间采用间隔进行,使得在目标区中钻孔平面位置基本能均匀分布。对不同用途的钻孔资料进行统一分析研究和归类,并进行数字化处理59、,建立钻孔资料数据库。第二章初查与深部孕震环境研究-29-在系统收集钻孔资料的同时,还应收集、分析目标区工程地质、水文地质、煤田地质有关的工程地质分区资料,结合地震地质特征、新生代地层厚度、物探等方面资料,进行目标区的工程地质单位划分,为标准钻孔位置的确定、第四纪地质剖面的选择和第四纪土层结构模型的建立提供基础资料。(1)工程目标)工程目标系统收集、整理目标区的钻孔资料和第四纪地层方面的研究成果,论述目标区第四系发育特征,编制第四系底界等深图,典型标志性层面(Qh、Qp3、Qp2、Qp1)等深图。系统收集、分析目标区工程地质有关的工程地质分区资料,对目标区的工程地质条件进行论述,并划分出目标区60、的工程地质单元。(2)工程内容)工程内容详细收集已有工程地质、水文地质、煤田地质钻孔资料、地震地质区划钻孔资料和为本项目实施的各种钻孔资料等,编制钻孔分布图,分析它们的可靠性和合理性。依据钻孔信息(钻孔编号、空间位置、分层深度和岩性、各层厚度、沉积环境、测年、古生物化石和其他相关参数等)对收集到的钻孔进行分类:可用于层序地层分层的类钻孔:具有钻孔编号、空间位置座标、深度和岩性分层、各层厚度、沉积环境、测年数据、钻遇到或没有钻遇到前第四系基岩等钻孔;可用于补充分层的类钻孔:缺少准确的钻孔位置或分层数据不全的钻孔;结合钻孔第四纪地层划分方案和类钻孔柱状图进行第四系层序地层划分,按泗洪市及其邻区普遍61、存在的标志层位确定标志层位。根据各种年龄数据,确定其形成时代和形成环境(古气候+沉积相,海进与海退层序标志)。依据钻孔经纬度数据、类钻孔地层划分方案确立的层序埋深(特别是标志层)、测年数据与空间对比和等时面划分,结合类钻孔可资利用的数据,建立 Arc/GIS 平台基础上的包括钻孔位置、有年代意义的分层埋深或等时面埋深、测年数据等在内的钻孔基础数据库。(3)技术指标与要求)技术指标与要求应尊重原钻孔地层划分方案,修改地层划分方案时,须给出必要的证据和书面说明;目标区内平均每平方公里有 24 个左右资料点。钻孔数据库须建立在 Arc/GIS 平台基础上,钻孔信息齐全、正确;钻孔垂直分层精度达到 062、.5 m;第二章初查与深部孕震环境研究-30-应给出三维地下第四系层序地层-构造格架模型中各单层的物性数据(P 波和 S 波速度等);钻孔数据库的基本格式须符合国家有关标准和中国地震活动断层探测技术系统技术规程之数据格式的要求。给出每个工程地质单元的基本力学参数。(4)产出成果)产出成果Arc/GIS 环境条件下的各类钻孔位置、分层埋深等在内的钻孔基础数据库;10 个左右相对标准钻孔分层柱状图(比例尺 1:5001000;Arc/GIS 版本);近于垂直相交的泗洪县现城区、泗洪县经济技术开发区及邻区主要层位层序-构造剖面图不少于 2 条(比例尺 1:5000;Arc/GIS 版本);2.2.263、高分辨遥感信息处理与解译高分辨遥感信息处理与解译运用遥感图像处理技术,对 Spot 数字影像(4 景)进行几何校正、滤波、彩色合成、小波纹理分析或其它增强处理,突出城市活断层的影像特征,对目标区范围内的活断层进行普查解译,编绘比例尺为 1:5 万活断层分布的遥感解译图。初步确定目标区活断层位置和延伸情况,判断断层的活动性质。通过对比例尺大于 1:2.5 万高分辨率航空照片进行计算机处理或立体镜判读、断层地貌性质、活断层解译和沿断层条带状解译制图等,适当补充野外调查核实工作,初步确定活断层空间位置、错断地貌和动力学特征等方面的定量参数。编制断层沿线 1 km2 km 宽范围内航片解译图和说明书。64、(1)工程目标)工程目标初步确定目标区主要断层的位置与分布。获取推测(隐伏)活动断层沿线 2 km 宽范围内的断错地质与地貌信息。(2)工程内容)工程内容目标区三维遥感影像图制作与解译。利用分辨率为 8 m 雷达卫星影像 34景及其融合技术,获取目标区内 8 m 分辨率的遥感图像,结合 1:5 万地形图数据,编制三维遥感影像图(1:5 万),在此基础上,给出推测主要(隐伏)活动断层解译图。推测(隐伏)活动断层两侧影像解译。利用高分辨率卫星瞬间两景全色波段,合成目标区内分辨率更高的全色遥感图像;编制推测(隐伏)活动断层两侧 2 km 范围内 1:1 万的多要素遥感图像,获取活动断层断错地质、地貌65、信息,参考区域地质、地貌图件和已有工作成果,编绘目标区推测(隐伏)活动断层分布解译图和断错地貌的局部详细解译图,编写相应的说明书。第二章初查与深部孕震环境研究-31-(3)技术指标)技术指标探测区推测(隐伏)活动断层分布雷达卫星影像解译图,比例尺 1:25 万;目标区三维遥感图像与活动断层解译图,比例尺 1:5 万;推测隐伏活动断层沿线卫星影像解译图,比例尺 1:1 万。(4)产出成果)产出成果探测区推测主要(隐伏)断层分布遥感影像解译图及说明书;目标区三维推测活动断层分布遥感影像、解译图及说明书;各推测活动断层沿线卫星影像处理图和可能的断错地貌图及说明书;各种原始影像、处理影像及解译成果的 66、ACR/GIS 图像数据。提交关于遥感影像及其解译图相关信息的说明表格(excel 表格文件),应到少包括以下几项:图名、图像分辩率、图件类别、电子版图文件名。2.2.3深部地震构造条件研究深部地震构造条件研究系统收集深部地球物理探测资料,特别是通过该地区的深地震探测剖面资料,进行综合分析,必要时进行数据资料的在处理。系统收集地球物理场资料,包括 1:100 万、1:20 万的布格重力异常平面图、航磁异常平面图,进行适当的再处理。收集探测区、目标区范围内的中小地震资料,进行中小地震的精确定位,开展震源机制解分析,研究现今应力-应变环境。利用江苏省及邻区地震台网记录资料,通过地震层析成像技术,研67、究该地区的地壳速度结构,以及地震活动断层在中、上地壳内的相互耦合关系。综合上述资料,分析深部地震构造条件,研究本地区的地震孕震特征。(1)工程目标)工程目标了解地壳深部结构、地球物理场特征和深大断裂发育的深部特征。了解中小地震活动与探测区主要断层之间的关系。了解地壳速度结构,以及主要断层在中、上地壳内的相互耦合关系。确定泗洪县及其邻区现今应力-应变环境。分析地震构造条件和孕震特征,为地震危险性评价提供依据。(2)工程内容)工程内容系统收集深部地球物理探测资料,特别是通过该地区的深地震探测剖面资料,如 HQ-13 线等,必要时对通过目标区段的地震探测资料进行再处理、再解释,充分发掘现有资料的作用68、,分析目标断层在深部的特征。开展地球物理场特别是重力场资料的再处理工作,分析不同延拓距离情况下地球物理场的特征,分析、判断目标断层在深部的特征。第二章初查与深部孕震环境研究-32-采用双差法或其它较为通用的地震精确定位方法,对探测区内可以收集到的中小地震观测目录进行精确定位,并分析它们与探测区主要断层不同段落之间的关系;在此基础上,收集、整理已有震源机制解、应力测量结果和断层擦痕数据反演应力场等资料,确定泗洪县及其邻近地区的现今应力-应变环境。应用地震层析成像技术,研究该地区的地壳速度结构,以及地震活动断层在中、上地壳内的相互耦合关系。编制探测区布格重力异常图、探测区航磁异常图、探测区现今地壳69、形变图和地壳深部结构图。分析探测区深部地震构造背景,结合区内历史地震与构造应力场资料,分析强震分级发生的构造条件,研究地震孕震特征。(3)技术指标)技术指标探测区重、磁异常平面图和不同距离延拓结果图(1:100 万1:25 万)。地震精确定位震中分布与断层关系图(1:100 万)。地壳速度结构图(1:100 万)。反映地震活动断层在中、上地壳内的相互耦合关系地震层析成像图。(4)产出成果)产出成果精确定位后的中小地震数据(ARC/GIS 格式)投影到探测区地震构造图和目标区活动断层分布图上的地震分布图(ARC/GIS 格式)垂直主要断层带的 12 条震源分布剖面图(.DXF、.AI、.PS 或70、.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号)探测区现今应力-应变图件(ARC/GIS 格式)上述相关的数字化探测区图件(ARC/GIS 格式)及说明书。深部地震构造条件与孕震特征研究报告。2.2.4 地震台阵观测地震台阵观测(1)对目标区内的各工程地质单元内收集的钻孔资料进行统计和平面展布分析,勾画出严重缺少数据的地段;(2)对没有波速资料的覆盖区,布置地震台阵观测点;(3)对地震台阵观测数据进行处理与解析,研究目标区及邻区上地壳三维精细结构;(4)推导目标区的卓越周期和传递函数;第二章初查与深部孕震环境研究-33-(5)推导地下三维速度结构。2.2.5标准钻孔探测与第四纪地层剖面的建71、立标准钻孔探测与第四纪地层剖面的建立通过子专题 1、子专题 2 的分析研究,选择并确定具有典型代表意义的地段布置标准地层钻孔,通过对钻孔地层剖面的岩性、古生物、古气候及地层年代学等系统测试与研究,同时结合已有第四系地层研究成果,开展目标区范围内第四纪地层的补充调查研究,合理地提出泗洪县目标区第四纪地层的划分方案(标准地层剖面),并与已有的第四纪地层划分方案作比较,研究其合理性,为地球物理探测资料解释提供有效的标尺。该专题的关键技术问题是钻孔位置的选择、布设,钻孔岩芯采取率,年代样品的采集、包装、运输和测试方法的选择与测试,钻孔的现场编录和钻孔柱状图地层年代学的对比分析等。钻孔的综合测井工作(P72、 波波速、S 波波速、密度和电阻率)也是一项关键技术,这些测试结果将提供相应层序的物性参数,供验证或校正地球物理探测结果和判定断层活动性时使用,也为地震危害性评价提供基础数据。(1)工程目标)工程目标通过钻孔地层剖面的岩性、古生物、古气候及地层年代学等系统研究,结合已有第四系地层研究成果,合理地提出泗洪地区第四纪地层的划分方案(标准地层剖面),为地球物理探测资料解释提供有效的标尺。(2)关键问题)关键问题标准钻孔的关键在于钻孔位置的布设、钻孔岩芯采取率、年代样品的采集与测试、钻孔柱状图的编录和钻孔柱状图地层年代学的对比分析等。(3)工作内容)工作内容在目标区内布设 2 个第四系标准钻孔,2 个73、标准钻孔处于不同的工程地质单元之内。在钻孔位置布设时,应考虑宿迁活断层标准孔的位置,避免重复。同时,应仔细分析宿迁标准孔的第四系分布情况,作为本次工作的参考。提出第四系划分方案,并与已有划分方案作对比。(4)技术指标)技术指标1)开钻后需有熟悉第四纪地层和构造地质专业人员一起进行野外岩芯编录、分析和取样。2)基本技术要求终孔深度原则上应穿透第四系,到达基岩 1 m2 m,BZK01 计划钻孔深度 120 m,BZK02 计划钻孔深度 50 m。回次进尺应 1 m2 m。黏土及粉砂芯采取率应到达 90%,中细砂应达 80%,松散粗砂不应第二章初查与深部孕震环境研究-34-小于 40%;厚层砾石应74、采取定深取样法,取样间隔 1 m2 m。钻进时应保持稳定的钻具压力,避免泥浆等杂物渗入造成岩芯污染。编录图件比例尺 1:50;编录不应遗漏厚度大于或等于 20 cm 的地层单元。对钻孔进行 P 波、S 波和电阻率测井,以及密度测试,测点间隔不大于1 m。3)编录要素根据钻孔岩芯反映的岩性、颜色、物质组成、沉积结构和接触界面形态等确定基本编录单元,进行图文描述。内容应包括:分层层序、厚度、深度;颜色;粒度及不同粒度成分的百分比含量;碎屑成分、形态与磨圆度;地层胶结程度;层理结构特征;矿物结核和动植物化石;分层接触关系;快速异常堆积层(地震事件层),如松散团块结构层、物质组成与上下不协调突变层等;75、年龄样品采集的位置、类型及其编号。4)样品类型及采样要求逐层系统采集有效年代样品至少 20 个,并在有资质的年代实验室测试这些样品的年龄数据。样品包括用于年龄测定的碳十四(14C)、热释光(TL)、光释光(OSL)、电子核磁共振(ESR);测年样品应以地层单元为单位系统采集,每层至少应有 1 个样品,具有明显地层界线的界面上下应各采集一组样品,采样间隔应为 0.1 m2 m,宜采集含碳样品为主。微体古生物、孢粉等样品的采样间隔应小于或等于 0.5 m,并进行微古鉴定和孢粉组合分析。各类型样品的采集应严格按照相关的采集程序进行。其中钻孔岩性柱状图比例尺大于 1:100。5)钻孔综合柱状图编制(.76、DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号。第二章初查与深部孕震环境研究-35-应编录钻孔综合柱状图,厘定其详细的地层层序,成图比例尺为1:1001:500;标志性地层厚度较薄时,可适当放大表示,标出具有断代意义的化石、孢粉图谱、年龄数据和各种测井曲线。应在钻孔剖面图上标明孔口地理坐标、海拔高程和终孔深度、采芯率,以及施工单位、人员和钻探日期。(5)产出成果)产出成果目标区第四系标准钻孔位置图(Arc/GIS 格式);目标区第四系标准钻孔剖面及说明书(.DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号);标准钻孔原始记录资料与数据。77、2.2.6隐伏断层的控制性人工地震探测隐伏断层的控制性人工地震探测原则上采用浅层人工地震勘探方法,探测并确定隐伏活动断层的位置和上断点埋深。在基岩面埋深小于 10 m 左右时,视施工现场条件,选择其他探测方法(如手工钻等)进行探测。浅层人工地震勘探是利用人工激发的弹性波探测数十米至数百米深度范围内的地层分布和地质构造的一种地球物理勘探方法。该方法在层状和似层状介质条件下应用效果较好;在地质构造复杂、地震波激发和接收条件差、干扰背景较强的地区应用效果变差。在活动断层探测中,应根据测区工作环境、地质和地球物理前提条件,合理选择适用的探测方法。当在外界干扰较强的城市内工作时,应采用具有抗干扰能力的技78、术和相应的技术措施。反射波法的应用前提是被探测目标层与上覆地层之间应有一定的波阻抗差异。该方法对划分具有一定厚度的沉积地层层序、探测隐伏活动断层等地质构造以及利用多次覆盖技术压制干扰、提高地震资料的信噪比方面效果较好,是活动断层探测的主要方法。折射波法常被用于测定弹性波速度、覆盖层厚度、基岩面起伏形态和构造破碎带,但该方法比反射波方法的分辨能力差,一般来说不能探测速度逆转层,可作为活动断层探测的辅助方法。横波方法对浅部松散含水地层进行分层和探测近地表活动断层等地质构造效果较好且分辨率高,可作为探测深度50 m 的近地表活动断层的探测方法。对控制性人工地震勘探的基本要求如下:1)方法选择:当探测79、埋深数米至数十米的隐伏断裂时,宜采用横波反射勘探方法;当探测埋深数十米至数百米的隐伏断裂时,宜采用纵波反射勘探方法;当地震地质条件复杂是,宜采用折射和反射波联合勘探方法。第二章初查与深部孕震环境研究-36-2)震源选择:在外界干扰严重的情况下,应采用可控震源或随机编码震源;外界干扰较小时,可采用炸药包震源、锤击震源、机械冲击震源、电火花震源等。3)检波器选择:纵波反射勘探选用固有频率40 Hz100 Hz的检波器或采用数字检波器;折射波勘探选用固有频率10 Hz40 Hz的检波器;横波反射勘探采用固有频率28 Hz40 Hz的水平检波器。3)基本观测参数选择:浅层反射勘探采用多次覆盖观测系统,80、道间距满足空间采样定理,对断裂精确定位时,采用不大于 2 m 道间距的二维或三维观测方法,覆盖次数应根据现场试验结果确定;浅层折射波勘探采用多重相遇追逐观测系统,在相遇段内有不少于 4 个检波点接收来自被追踪界面的折射波,最小炮检距为 0 m,道间距可为 5 m10 m。4)探测精度要求:横向分辨率 10 m15 m,纵向分辨率不大于探测深度的 10%。5)探测成果图件比例尺:横向比例尺取:1:20001:10000;纵向比例尺 1:10001:10000。在上述工作的基础上,针对本专题的特殊性和重要性,结合泗洪地区已往工作经验,进行本专题的设计。(1)工程目标)工程目标对于发育在隐伏区的断层81、段,在收集已有地质、地球物理资料和高精度遥感信息解释基础上,主要采用浅层地震探测(陆域和水域)的手段,探查目标区重点断层隐伏段的位置、断层断错的层位与深度,断层的性质、延伸特征,分析断层的可能活动性。探查第四系厚度。其具体目标是控制探查王庄-苏圩断裂、桥北镇-宿迁断裂和岗城-耿车断裂这 3 条断层的空间展布位置,为上述隐伏断层的活动性的初步判定提供依据,同时为目标断层的确定和目标断层第四纪活动性鉴定提供选择地点。另外,还需控制大官庄-双庄断裂在目标区北侧向南延伸的情况。(2)工作内容)工作内容1)测线布置在初查阶段,尽量布置比较长的测线,对目标区内的主要断层进行控制性探测,尤其是在目标区的西北82、侧,应布置 1 条长测线控制桥北镇-宿迁断裂以及大官庄-双庄断裂是否向目标区内延伸。尽量布设一条近 EW 向长测线,控制整个目标区,同时在布置测线时,尽量满足每一条目标断裂不少于 3 条测线进行控制。在进行初勘时特别要注意断裂是否存在分支,以及断裂在泗洪县城内的展布位置。测线布设时要注重收集附近最新的资料,充分利用已有测线资料,避免与已有测线重复布设。2)利用多方法进行断层勘查由于目标区个别地段基岩面比较浅,因此在条件可能的情况下,对断点附近宜采用多方法(如纵、横波联合法,或者折射法等)联作的方法,综合分析、判断断层的具体位置、规模和活动特征等。第二章初查与深部孕震环境研究-37-3)断层活动83、性初步分析与解释根据泗洪地区第四纪地层划分方案和其它钻孔资料,对人工地震勘探成果进行标定和全面的综合解释,初步分析探测断层的最新活动时代及其活动性特征。(3)技术指标与要求)技术指标与要求1)技术指标要求根据前人工作成果和其他专题工作成果,测线探测初期应注意断层的初始定位,保证浅勘测线能准确跨越隐伏断层位置。测线的端点、拐点以及激发点和检波点应采用仪器定位,定位平面误差小于 3 m,高程误差小于 1 m。地震测线宜布设成直线;因场地条件限制无法成直线时,可允许测线转折,但转折角不应超过 8,转 折点应位于激发点或检波点上;若转折角大于 8,应采用弯线叠加法。在发现断点附近,测线道间距 1 m284、 m,有效探测深度 20 m100 m,测线水平方向上断层的定位精度5 m;垂向分辨率小于或等于探测深度的 10%。断点附近采用多方法勘探,纵、横波联合勘探或折射和反射波联合勘探时,测线应尽可能重合布设。采用纵波或横波可控震源时,对扫描方式、扫描频率、扫描长度、振动次数、震源出力等参数进行充分试验;扫描频率试验前,应对试验的扫描频率一致性进行检查,扫 描起始频率和终了频率之比大于或等于2.5 个倍频程。测线尽可能通过用于第四纪地层划分的标准钻孔或收集到资料的钻孔或尽可能沿有钻孔的地段布设。2)数据处理要求反射波勘探方法的数据处理应满足下列要求:根据测区地质构造特点、探测任务要求和原始数据特征,85、通过试验确定处理参数和处理流程。资料处理过程 中应进行质量控制,并重点按下列要求做好处理:做好地震记录的编辑、弱反射信号提取、干扰波压制以及动校正、静校正等处理,确保处理剖面有较高的信噪比,且 无影响构造识别的干扰波;速度求取应有足够的动校正速度分析段,提高反射波的叠加效果和时深转换精度;第二章初查与深部孕震环境研究-38-地层倾角较大或绕射波发育时,应进行反射波的偏移归位处理,必要时可进行叠前深度或时间偏移处理,提高叠加剖面的成像效果。提交资料处理说 明、主要处理模块 的效果对 比图件、处理参数和处理的时间剖面、偏移剖面、深度剖面等成果。对于测线转折角大于 8的地震数据,按弯线进行处理。折射86、波法的数据处理应满足下列要求:依据下列特征进行折射波的对比:各记录道的波形、振幅和振动延续度的相似性;波的相位一致性和同相轴的延伸长度;追逐炮记录同相轴的平行性;可采用单相位对比或多相位对比,构造复杂区宜采用多相位对比。依据下列特征确定折射波的置换位置:视速度变化;波形和振幅变化;两组波相交波形重叠特征。按下列规定绘制时距曲线:横向比例尺宜为1:100001:2000,纵向坐标宜用10 mm表示5 ms20 ms;沿横轴应标明测线桩号、激发点位置和炮序号;不同方向的时距曲线宜采用不同颜色或符号来区分,两相邻点之间宜用直线段连接。时距曲线绘制后,可根据时间互换相等性、追逐时距曲线平行性、截距时间87、相等性原则进行检查;时距曲线中个别道出现走时突变时,应对照地震记录的初至读取情况以及相 同地段的相遇或追逐时距曲线,进行必要的修正。3)其它要求剖面横向比例尺 1:20001:10000,纵向比例尺 1 cm 等于 5 ms20 ms。沿剖面横轴应标明共深度点(CDP)号、距离(测线桩号)、测线方向以及主要的地形地物标志。(4)产出成果)产出成果地震反射法探测获得的基本图件,包括地震反射 CDP 叠加时间剖面图和叠偏时间剖面图、速度结构分析图、反射深度剖面图、地质解释剖面图。第二章初查与深部孕震环境研究-39-其他探测方法得到的各种图件。用于综合分析判断的资料。大比例尺(1:1 万)探测剖面线88、分布图、大比例尺(1:20001:10000)探测剖面及地质解释剖面、断点位置及其剖面组合图(ARC/GIS 格式)。(5)成果报告格式与内容)成果报告格式与内容a)前言简述测区位置、工作任务、工作日期及完成工作量等。b)测区地震地质条件简述与地震勘探工作有关的地形、地貌、地质、地球物理等情况,重点分析与地震勘探有关的地质条件及环境条件。c)数据采集采用的探测技术方法、测线布置、观测系统参数试验、仪器性能及参数选择、地震波激发和接收方式、工作质量及质保措施等。d)数据处理简述数据处理流程、主要数据处理方法和参数。e)资料解释简述资料解释方法,分析剖面波组特征。要有地质人员参加阐述剖面构造特征和89、地质解释,评价探测成果精度和地质解释的可靠程度。f)断层活动性初步结论与建议g)报告附图应包括以下图件:地震测线位置图(ARC/GIS 格式)。地震反射时间剖面图(.DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号)。地震剖面速度线图(.DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号)。综合解释剖面图(.DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号)。给出 30 m 间隔空间点的属性数据表,包括点位、深度、层速度等。断点位置及其平面组合图及参数表。根据任务要求需提供的其它成果图件(ARC/GIS 格式)。90、(6)成果验收时提供的材料)成果验收时提供的材料1)实施方案。第二章初查与深部孕震环境研究-40-2)技术报告:包括采用的主要技术方法、技术路线、达到的技术指标,专题实施过程中获取的各种原始材料,以及各种野外调查与探测获得的实际资料、图件等。其它具体要求(浅层地震探测研究成果 Excel 表):测线描述:测线编号、测线名称、测线起点经度、测线起点纬度、测线终点经度、测线终点纬度、探测背景简介、测线长度、起点桩号、终点桩号、拐点总数、观测仪器、道间距、偏移距、覆盖次数、激发参数、有效长度、有效炮数、仪器班报文件名、工作班报文件名、反射时间面图文件名、剖面速度线图文件名、综合解释剖面图文件名、综合91、解释剖面空间属性数据文件名、原始数据文件夹名、数据质量评价等。综合解释剖面空间属性数据文件格式(文本):第 1 行 测线起、止点经纬度坐标,第 2 行 界面数,第 3 行 地表采样点数,第 4 行 30 m 间隔采样点距离,深度,速度。探测背景简介包括:探测单位、技术负责人、任务来源、探测目标断层等,仪器类型,测线环境与测试条件,结果质量评估,数据分析单位,分析方法简述,分析结果质量评估等内容。浅层测线拐点:测线编号,拐点编号,拐点经度,拐点纬度,拐点桩号等。浅层地震探测测线的断点:测线编号、断点编号、桩号、断层名称、断点特征、上断点埋深、上断点断距、上断点界面年代、主要界面 1 断距、主要界92、面 1 年代、主要界面 2 断距、主要界面 2 年代、主要界面 3 断距、主要界面 3 年代、视倾向、视倾角、断层性质、可靠程度、断点描述、测线断点解释剖面图文件名等。电子版产出成果。3)工程验收汇总表、验收意见、验收委员会名单。4)其他需要说明的问题和需要提交的资料。2.2.7 探测区探测区 1:25 万地震构造图与目标区万地震构造图与目标区 1:5 万活动断层分布图编制万活动断层分布图编制2.2.7.1 探测区 1:25 万区域地震构造图编制通过分析探测区内的地形、地质、地震、地球物理等信息资料,对重点地段补充开展地震地质调查,综合上述子专题工作成果,分析探测区的地震构造环境,编制探测区 93、1:25 万区域地震构造图。(1)工程目标)工程目标编制探测区 1:25 万地震构造图。(2)工程内容)工程内容探测区地质、地球物理资料收集、整理与探测区深部构造背景分析。重点地段补充地震地质调查。第二章初查与深部孕震环境研究-41-大比例尺重磁资料的推断解释。探测区断层活动性调查与分段。探测区地震构造图的编制。编制 1:25 万探测区地震构造图(包括 ARC/GIS电子版)及说明书,为目标区 1:5 万活动断层调查与分布图编制、以及第二阶段进行的目标区地震动参数计算提供依据。(3)技术指标)技术指标1)探测区地震构造图以涵盖探测区面积为图示范围,比例尺 1:25 万。2)标注内容晚更新世以来94、活动断层、第四纪断层、前第四纪断层及其产状。新生代沉积/断陷盆地。第四系分布范围、第四系等厚线,在条件许可的情况下编制上更新统全新统等厚线。历史地震发生日期(年、月、日)、震级和震中位置。形变测量资料或现今运动速率。地层单元:第四系(有条件可细分为上、中、下更新统和全新统)、新近系、古近系、前新生代基岩。前新生代基岩要区分结晶变质岩、沉积岩、岩浆岩等类型。地壳厚度等值线。3)探测区地震构造图报告格式和内容探测区大地构造环境。探测区和目标区的深部构造背景。探测区构造地质和第四纪地质环境。探测区新构造运动特征。探测区地球物理场特征(1:25 万)。探测区地壳形变特征。探测区地震活动性。探测区震源机95、制解与构造应力场。探测区活动断层的基本特征(逐条论述)。地震活动断层的活动性特征及其最大潜在震级评价。结论说明所在城市的区域地震环境、深部构造背景和位置。(4)产出成果)产出成果1:25 万数字化探测区地震构造图(ARC/GIS 格式)及说明书。第二章初查与深部孕震环境研究-42-2.2.7.2 目标区 1:5 万活动断层分布图编制通过对目标区内基岩区断层活动性鉴定,鉴别出活动断层或活动断层段落,查明活动段长度与宽度、最新活动时代、活动性质;通过隐伏区浅层人工地震探测结果,相关资料的收集以及控制性钻孔等成果,查明目标区主要断层的活动性质。在此基础上给出目标区 2 条断层的活动性鉴定结果,初步划96、分出可能存在的地震活动断层的活动段长度与宽度、最新活动时代、活动性质等。汇总上述各子专题的工作成果,初步编制目标区 15 万活动断层分布图。待所有子专题完成后,正式编制目标区 1:5 万活动断层分布图。(1)工程目标)工程目标编制目标区 1:5 万活动断层分布图。(2)主要内容)主要内容目标区地震地质调查。对目标区内开展的各子专题成果进行综合研究与汇总。编制目标区 1:5 万活动断层分布图,编写详细说明书,对断层的几何学和运动学特征作出详细的论述。(3)技术指标与要求)技术指标与要求标明断层的展布特征与活动性特点。对晚更新世以来的活动断层(段),必须说明断层的几何结构、活动速率、活动性质。应绘97、制包括断层点在内的地质剖面图,系统采集断层切割的最新地层和上覆最老地层的年代样品,测定其沉积或形成年龄。前新生代基岩视具体情况作归并处理。标明新生代不同时期地层界限及产状、不同构造期、幕的岩浆岩界线、活动断层迹线、第四纪盆地边界、盆地第四系等深线等。断层应区分前第四纪断层、早中更新世断层、晚更新世断层和全新世断层,并标绘断层产状、断错地质与地貌现象、滑动速率等实际资料。综合地质调查与隐伏区探测结果,初步评价目标区断层活动性特征(最晚活动时代与活动速率)。基本图例参考 DB/T 36072-2018活动断层探测、DBT 72-2018活动断层探察 图形符号规定。(4)产出成果)产出成果1:5 万98、目标区活动断层分布图(ARC/GIS 格式)及说明书。第二章初查与深部孕震环境研究-43-2.3本课题提供的主要成果本课题提供的主要成果探测区地震构造图(1:25 万)。探测区地震构造图说明书。探测区重、磁异常平面图和不同距离延拓结果图。地壳速度结构图(1:100 万)。地震活动断层在中、上地壳内的相互耦合关系地震层析成像图。地震精确定位震中分布与断层关系图(1:100 万)。目标区标准钻孔探测与第四纪地层剖面。隐伏断层的控制性人工地震探测报告。目标区主要断层活动性鉴定报告。初步编制目标区活动断层分布图(比例尺为 1:5 万)。目标区活动断层分布图说明书。2.4风险分析与解救措施风险分析与解救99、措施(1)施工工期有较长时间的雨期,对野外施工的工期有影响,因此在制定施工计划时应当尽量争取避开梅雨季节,考虑梅雨季节野外施工进度与实际工作量。(2)探测手段的有效性:市区内人工地震施工受外部施工条件限制,不能使用炸药,对于在河道、河谷附近的人工地震探测效果有影响,制定计划时就考虑利用可控震源进行施工探测。必要时在保证探测精度要求的前提下也可选择采用其它探测手段。(3)工作量估计与实际施工要求的误差在制定计划时已经经过计算,施工量与实际施工要求相比不足时,将通过内部挖潜的方式计足施工量,保质保量完成任务。(4)其它不可抗拒风险:准备一定的资金储备,对于不可预测的施工灾害要有一定的抗御能力,同时100、做好特定的资金预备,所有施工人员都需购买意外灾害商业保险,增加担同险的能力,有特别的要求时,也将购买相应的商业保险。2.5报告内容与成果验收报告内容与成果验收2.5.1成果报告格式与内容成果报告格式与内容各专题成果报告格式与内容按照 JSGC-04中国地震活动断层探测技术系统技术规范的要求编制,但不限于以上内容,还应把本工程开展的具体工作、新的技术思路、技术途径和技术方法,以及取得的新的成果进行论述,并对结果的合理性、可靠性进行评价。成果报告主要包括以下内容:a)前言第二章初查与深部孕震环境研究-44-b)测区地震地质条件c)方法的基本原理、具体施工参数与模型等d)主要数据来源、有效性、可靠性101、分析e)主要结论和建议f)报告附图2.5.2成果验收成果验收各专题成果验收,首先应准备相关的资料,然后向委托方提出成果验收申请,并按照相关专题一并审查的办法,召开验收会。初勘阶段专题验收原则上安排 12次,专题验收安排在隐伏断层的控制性人工地震探测成果验收。初勘阶段成果验收则在全部专题验收完成后单独进行。成果验收时应提交以下资料:(1)专题实施方案。(2)专题技术报告:包括采用的主要技术方法、技术路线、达到的技术指标,专题实施过程中获取的各种原始材料,以及各种野外调查与探测获得的实际资料、图件,电子版产出成果等。(3)专题工程验收汇总表、验收意见、验收委员会名单。(4)其他需要说明的问题和需要102、提交的资料。第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-45-第三章第三章目标断层的活动性鉴定与危险性评价目标断层的活动性鉴定与危险性评价3.1设计目标设计目标(1)在初勘研究的基础上,选择目标区 2 条断层中被认为活动程度高的主要断层作为开展下一步工作的目标断层,原则上选择 12 条开展深入研究,鉴定这些目标断层的晚第四纪活动程度及其与地震的关系,判定它们是否为具有发生直下型破坏性地震能力的地震活动断层;(2)评价地震活动断层的潜在地震危险性;(3)确定需要进行详细探测和危害性评价的地震活动断层。3.2工作内容与技术途径工作内容与技术途径在初查与深部孕震环境研究提供的目标区断层探测结果、地球物理103、场特征、中小地震精确定位、应力-应变环境和地震层析成像等工作成果基础上确定目标断层,通过对探测区地壳动力学和形变测量数据分析,研究探测区地震构造环境和探测区地震构造带分段性,目标断层晚第四纪活动性鉴定以及确定目标区的目标断层的现今运动状态,鉴定出具有发生破坏性地震能力的地震活动断层。采用地震中长期预报方法和断层破裂长度与震级的统计关系,对可能判定为地震活动断层的相对独立破裂段,确定其潜在最大发震能力和潜在最大震级,同时采用地震中长期预报方法,结合目标区地震活动分布特点,综合评价活动断层的地震危险性,估计在未来较长时期(200 年)内发震的危险程度进行描述。最终确定需要进行详细探测和危害性评价的104、地震活动断层(段)。3.2.1 目标目标断层的晚第四纪活动性鉴定断层的晚第四纪活动性鉴定目标断层的晚第四纪活动性鉴定,主要的技术途径是根据断层切错的最年轻第四纪地层或微地貌体的年龄和上覆最老地层的年龄等数据确定断层最新活动时代,根据晚第四纪地质地貌单元的断距(位移)与相关沉积物的年龄等数据确定活动断层的平均滑动速率,也可参考区域及跨断层大地形变测量结果。根据泗洪县的具体地质条件,将依据活动断层出露或埋藏条件的不同,分别采用地质地貌调查、槽探开挖或大地切片、钻孔联合剖面探测的技术途径。3.2.1.1 主要技术思路目标区的 2 条主要断层,其存在的可能位置主要根据断层活动切割地表各种地貌单元留下的105、线性遗迹和地球物理探测结果进行初步确定。断层的定位根据出露或埋藏条件的差异,分别采用以下技术途径:第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-46-(1)对裸露地表的断层(段),可利用高分辨率遥感影像解译和野外地震地质或断错地貌调查相结合的技术途径,确定主要断层的宏观位置;(2)对被第四系覆盖的活动断层(段),利用卫星影像判读、浅层人工地震探测结果,特别是断点特征等,综合确定隐伏活动断层的可能位置。综合上述相关探测成果,初步确定需要进一步探测的目标断层。在目标断层初步确定以后,对于隐伏断层,采用跨断层的钻孔联合剖面方法进行断层的活动性鉴定;对于基岩裸露区或覆盖层很薄的地段,采用控制性槽探的方法进行106、断层的活动性鉴定。基本技术途径如下:(1)对裸露地表的断层(段)进行野外地震地质或断错地貌的调查、断层地质剖面观测与描绘,配合高分辨率遥感影像的解译,结合年代样品采集和测试等,确定主要断层的第四纪活动性:切割上更新统和全新统的断层为活动断层;切割下更新统、中更新统但被上更新统覆盖的断层为早、中第四纪断层;其它为前第四纪断层。基本工作要求是结合第四纪地层划分方案、野外测量点或观测点断层切割关系和地层年龄数据等,区分距今 1012 万年以来有过活动的活动断层,第四纪早中期断层和前第四纪断层等;运用地质调查方法初步查明基岩露头区主要活断层的分布位置、产出规模及几何学和运动学特征;初步确定各条活动断层107、的活动性。(2)对有资料证实其上断点埋深很浅的断层(段)可开展探槽开挖(埋深5 m)或大地切片(埋深 5 m10 m),通过探槽或切片地质剖面描绘和必要年代样品的采集和测试,确定主要断层的第四纪活动性:切割上更新统和全新统的断层为活动断层;切割下更新统、中更新统但被上更新统覆盖的断层为早、中第四纪断层;其它为前第四纪断层。(3)对上断点埋深较深(一般10 m)的隐伏断层(段)可在已有地质和地球物理资料基础上,在浅层地震勘探剖面揭示的可靠断点两侧,布置跨断层联合钻孔剖面进行探测,每条联合剖面的钻孔宜选择 67 孔,钻孔深度不小于地球物理勘探给出的上断点埋深之下 10 m,且断层两侧至少各有 2 108、个钻孔的终孔深度大于上更新统底界埋深,对钻孔进行详细的编录、采样,并进行土样的年龄、力学参数等测试,并结合标准钻孔研究成果与第四纪地层层序剖面,以及浅层地震勘探剖面等综合确定目标断层的活动性。3.2.1.2 技术途径地质地貌调查:对地表出露的断层(段),应配合高分辨率遥感影像处理与解译,进行详细追索调查。其中,应对断层最晚活动(或不活动)的地质、地貌证据以及用于确定断层平均滑动速率的断错地貌现象进行拍照或录像,实测大比例尺地质、地貌图或地质剖面图,并标示断距和测年样品的采集层位。槽探开挖或大地切片:应对出露地表或上断点埋深很浅的断层(段)进行探槽第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-47-开109、挖(一般10 m)的断层(段)进行钻孔联合剖面探测。(1)钻孔联合剖面探测)钻孔联合剖面探测针对目标断层(12 条),在初勘成果的基础上,选择关键地段,在浅层地震勘探剖面上反射层发育、断错现象明显的地点布设钻探工作,计划每条目标断层上各布置 2 个钻孔联合剖面(每个剖面预计 7 个钻孔)。详细地编录岩芯,绘制钻孔地层柱状图。钻孔深度定为穿透第四系进入老地层 2 m3 m,在钻孔内取样,预计取 40 个年龄样。除此之外,还要求在断层两侧选择一对钻孔,进行综合测井工作(P 波速度、S 波速度、密度或电阻率)。钻孔的技术要求如下:钻孔的技术要求如下:1)钻孔布设)钻孔布设钻孔布设在地球物理探测显示清110、楚、有明显垂直位移的断层两侧。地球物理探测显示主断层为多条分支时,钻孔联合地质剖面宜首选横跨上断点埋深最浅的分支断层布设。钻孔连线应与断层走向垂直或大角度相交。采用对折法设计钻孔实施顺序。先实施剖面两端的钻孔,确保断层在两孔间之后,再在两孔中间位置布设钻孔,逐渐限定断层的位置。钻孔数量和间距要求:断层两盘至少各布置 3 个钻孔;相邻钻孔间距不超过 45 m;断层上断点两侧的 2 个相邻钻孔间距小于 10 m。钻孔终孔深度符合下列要求:不小于地球物理给出的上断点之下 10 m,且断层两侧至少各有 2 个钻孔终孔深度大于上更新统底界埋深;地球物理勘探结果给出的上断点位于上更新统下部或中更新统上部,111、钻孔的终孔深度大于上更新统底界埋深。2)孔位测放)孔位测放按实施方案测放孔位,坐标误差不大于 10 cm。现场记录孔口坐标、高程和终孔深度,以及施工单位、人员和日期。实测并绘制完工后的钻孔平面位置图。高程和平面坐标误差不大于 5cm。3)岩芯采取)岩芯采取钻探施工要求:第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-48-孔深误差小于 0.2%;钻孔斜度小于 1.5;钻进时保持稳定的钻具压力,避免泥浆等杂物渗入造成岩芯污染;回次进尺不大于 2m。岩芯采取要求:直径不小于 80 mm;岩芯外层扰动厚度不大于 10mm;黏土及粉砂岩采取率大于 90%,中砂和细砂岩岩芯采取率大于 80%,松散粗砂岩岩芯采取112、率不小于 40%;厚层砾石采用定深采取法,采取间隔为 1m2m。应详细记录回次进尺、顶底深度、取芯部位、取芯长度和岩性,计算岩芯采取率。4)岩芯存放)岩芯存放岩芯从左到右、由浅到深按顺序全部存放在岩芯管槽或者岩芯箱内。应对岩芯表面进行清理,岩纵向剖开。应在每个回次采取的岩芯右侧摆放回次标签。应在整米处摆放进尺标签。应在光照一致条件下对采取的新鲜岩芯逐米或逐箱拍照。岩芯采取后,封装保存。5)岩芯编录)岩芯编录地层划分应符合下列要求:编录岩芯应详细分层。分层依据主要包括沉积层的颜色、成分、结构、构造、接触面形态与性质特征等。不遗漏厚度大于或等于 10cm 的单一地层或层组。重点编录标志性地层(如古113、土壤层、钙板层或细颗粒层序中夹的粗颗粒薄层、含化石层以及特殊色调层等),地层厚度不受限制。岩芯的文字描述和图件表达包括以下内容:回次、岩芯采取率、视厚度及起始视厚度。当岩芯发生膨胀时,按岩芯采取率折算分层深度;岩芯描述,岩芯分类符合要求;使用比色卡确定地层分层的颜色;结构与构造特征,包括颗粒的大小、形态、磨圆度、分选型、层理等;磨圆度符合要求;矿物组成;第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-49-固结程度以及胶结物类型和特征,包括均一性、矿物或化学组成等;特征包含物。如:结核的成分、大小、颜色与类型,化石及其性状、数量和种属;上下层接触面性质特征。如:整合、平行不整合、角度不整合等;地质构造114、。详细测量和描述断层(面)性质和产状,断层擦痕、断层泥或破碎带特征,断层形态与产状变化,并拍照;地层或典型现象成因与环境解释;(2)槽探开挖)槽探开挖针对裸露地表的活动断层,或上断点埋藏很浅的隐伏活动断层(段),采用探槽开挖的方法确定地震活动断层的具体位置,研究古地震,并进行断层活动性鉴定及发震危险性鉴定。槽探开挖基本要求:槽探开挖基本要求:古地震探槽剖面 3 个,比例尺应等于 1:20;每个探槽至少应有 5 个年龄样,共 15 个年龄样;探槽观察记录的基本要素1)记录方式:探槽记录用写实的方式,并在写实记录的基础上,用特殊的手段突出古地震事件的构造标志(现象),使之主次分明。2)基本地层单元115、:在确定记录的基本地层单元时,更强调变形单元,沉积层和沉积间断面等;3)地层单元中岩性描述内容:颜色、粒度、单层中不同粒度成分的百分比,主要是砾石所占的比例;碎屑的平均粒径和最大粒径;碎屑的形态、磨圆度;碎屑的成分,细粒物质的结构和硬度;分层厚度;沉积结构、层理和分选性等;风化和土壤的发育程度;化石;分层边界特征;变形构造等;4)接触界线:接触界线包括地层单元之间的边界,沉积地层与土壤层之间的界线,构造界线(断层、裂缝、褶皱变形和液化构造)等;确定古地震的年代样品应在未断地层的底部和被断地层的顶部附近采集合适的年代样品,作为其年代约束的上限和下限值。古地震事件分析1)每一个古地震探槽需要提供完116、整的探槽剖面记录图及其详细说明。相应分析结果包括:地层单元和古地震事件层划分、古地震期次、每次事件的年代、同震位移量、重复间隔和最近一次事件的离逝时间等。2)在一条活断层上开挖几个探槽的情况下,应对不同探槽所解释的古地震事第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-50-件进行对比与分析,重新检验古地震事件识别标志的可靠性预测年的可信度,最终确定一条活断层的古地震事件序列年表。3.2.1.3 实施要求(1)施工要求施工要求应在钻孔柱状图上标明孔口经纬度、海拔高程和终孔深度,以及施工单位、人员和日期。施工要求。钻孔斜度应小于或等于 1.5,回次进尺 1 m2 m,孔深误差小于或等于 0.2%。黏土及117、粉砂芯采取率应到达 90%,中细砂达到 80%,松散粗砂不应小于 40%;厚层砾石应采取定深取样法,取样间隔 1 m2 m。钻进时应保持稳定的钻具压力,避免泥浆等杂物渗入造成岩芯污染。(2)样品要求样品要求钻孔样品要求,包括用于年龄测定的碳十四(14C)、热释光(TL)、光释光(OSL)、电子核磁共振(ESR)等样品。测年样品应以地层单元为单位系统采集,每层至少应有 1 个样品,采样间隔应为 0.1 m2 m,宜采集含碳样品为主。微体古生物、孢粉和古地磁样品的采样间隔应小于或等于 0.5 m。槽探样品要求:对于年龄40 ka B.P.的地层或地质体,应优先选择碳十四法(14C)测年技术,其次是118、释光法;对于40 ka B.P.的地层或地质体,宜采用释光法、古地磁法、宇宙成因核素法等测年技术,也可通过对比已知年龄的标志层位来确定相应层位的年龄或地质时代。各类样品的采集应严格按照相关的样品采集程序进行。要运用地貌、多方法年龄测试,综合确定确定断层的活动时代。(3)钻孔柱状图要求钻孔柱状图要求每一个钻孔应编录钻孔岩芯柱状图,厘定其详细的地层层序,宜标出具有断代意义的化石位置、孢粉图谱和古地磁磁性曲线、年龄数据和各种测井曲线。应在钻孔柱状图上标明孔口地理坐标、海拔高程和终孔深度、采芯率,以及施工单位、人员和钻探日期。要求采用.DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软119、件及版本号。第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-51-(4)成图比例尺成图比例尺钻孔岩芯柱状图比例尺应为 1:5001:100,标准层厚度较薄时,可适当放大表示;跨断层钻孔联合地质剖面图比例尺应为 1:1 0001:200。探槽或大地切片剖面图比例尺宜为 1:20;视需要可在 1:501:10范围内变动。3.2.1.4 产出成果目标区地震活动断层晚第四纪活动性鉴定报告,须详细说明所鉴定断层的活动时代、判断证据,给出目标区有无活动断层的结论,如果有,有几条,以及各断层进行地震危险性评价所需的定量参数。3.2.2地震活动断层的地震危险性评价地震活动断层的地震危险性评价对上述专题确定的泗洪县的地120、震活动断层进行地震危险性分析,数量 12 条。地震危险性评价主要在地震构造环境分析、构造应力场分析、地震震级预测的基础上,针对全新世活动断层或隐伏的弱活动断层进行地震危险性评价。(1)地震构造环境分析)地震构造环境分析分析目标区在区域地震构造环境、地震强度分布中所处的位置。工作应涉及区域板块构造与活动地块动力学与运动学、构造应力场、区域地震活动与地震构造区(带)划分,以及与目标区地震活动断层发震能力的关系等。(2)构造应力场分析)构造应力场分析充分利用各类地应力数据、资料,震源机制解(包括小震综合断层面解)、断层滑动等地质构造分析资料、水压致裂数据、钻孔崩落资料、应力解除数据等,对探测区现代构121、造应力场进行分析,研究地壳应力状态,判定断层面上的应力状态;分析断层附近应力与远场背景应力的差异,对目标区主要断裂带的危险性(稳定性)进行评定。(3)地震震级预测)地震震级预测采用统一震级 M 标度表征预测地震的大小,并用两种表达方式:最大震级 Mmax不限定时间范围和特定断层(或段)的潜在地震最大震级;可能震级 Mprob未来较长时期内(50 年200 年)可能发生的地震震级。对泗洪地区的非全新世弱活动断层,采用最大震级 Mmax表示潜在地震的大小,并采用不大于 0.5 个震级单位的震级区间表示预测震级估值的不确定性。(4)活动断层的地震危险性评价)活动断层的地震危险性评价对活动断层相对独立122、破裂段的潜在地震震级做出估计,同时,应估计出未来发震的危险程度:未来较长时期内(50 年200 年)发震的迫切性或可能性。第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-52-首先应基于晚第四纪与现今活动习性、几何结构、历史与古地震破裂延伸、现今地震分布、地球物理背景场、深浅构造关系等综合确定活动断层的地震破裂分段,分别进行断层段潜在地震震级估计和对断层段进行发震危险程度评估。(5)隐伏及弱活动断层)隐伏及弱活动断层(段段)潜在地震震级的评价潜在地震震级的评价对基岩隐伏地震活动断层(包括有发生强震能力的盲冲断层),则基于活动断层几何结构、历史地震破坏区展布、现今地震分布、地球物理场、深浅构造关系等,确123、定潜在危险的断层段,由震级地下破裂长度经验关系或震级地震断层面积 A(破裂长度错动深度)经验关系估计潜在地震的最大震级 Mmax或者可能震级Mprob。对弱活动的非全新世断层,潜在地震的最大震级可采用地表同震位错经验关系中同震位错最小或趋于最小值时对应的震级范围确定,或采用探测区及邻近相同地震构造环境地区中规模相同的同类断层的历史地震最大震级,或由目标区或探测区历史及现今地震的震级频度关系外推。(6)隐伏及弱活动断层)隐伏及弱活动断层(段段)发震危险程度评估发震危险程度评估应基于区域中强地震时空迁移、震级时间图象、活跃与平静阶段等规律综合判定,采用可能性小、中等、大 3 个等级描述未来较长时期124、(50 年200 年)的发震危险程度。(7)确定需进行详细探测和危害性评价的活动断层)确定需进行详细探测和危害性评价的活动断层(段段)主要包括潜在地震发生时破裂可能到达地表的地震活动断层(段),预测的潜在地震最大震级 Mmax6.5 级的地震活动断层(段),有明显蠕动作用的活动断层(段)以及拟考虑作为重点防灾对象的活动断层(段)。3.3主要技术指标主要技术指标地震活动断层的最新活动年代、活动段及空间几何特征。地震活动断层的可能最大震级,并给出依据。目标区地震活动断层的地震危险性综合评价图(比例尺 1:5 万)。图、表等要符合 ARC/GIS 格式。3.4本专题提供的主要成果本专题提供的主要成果125、提供地震活动断层鉴定与地震危险性评价专题报告,编制目标区地震活动断层地震危险性综合评价图及说明书,评价图应以 15 万(电子版)地形图和主要活动断层分布图为基础,依据资料的详细程度在图上标绘以下内容:(1)地震活动断层及其破裂分段、运动方式与平均滑动速率;(2)活动断层、第四纪早中期断层和前第四纪断层;第三章目标断层的活动性鉴定与危险性分析-53-(3)预测的潜在地震最大震级和发震概率;采用统一震级 M 标度表征预测地震的大小,并用两种方式表达:最大震级 Mmax不限定时间范围和特定断层(或段)的潜在地震最大震级;可能震级 Mprob未来 200 年发生的地震震级。3.5风险分析与解救措施风险126、分析与解救措施(1)施工工期有较长时间的雨期,对野外施工的工期有影响,因此在制定施工计划时应当尽量争取避开梅雨季节,考虑梅雨季节野外施工进度与实际工作量。(2)工作量估计与实际施工要求的误差在制定计划时已经经过计算,施工量与实际施工要求相比不足时,需通过内部挖潜的方式计足施工量,保质保量完成任务。(3)其它不可抗拒风险:准备一定的资金储备,对于不可预测的施工灾害要有一定的抗御能力,同时做好特定的资金预备,所有施工人员都需购买意外灾害商业保险,增加担同险的能力,有特别的要求时,也将购买相应的商业保险。3.6报告内容与成果验收报告内容与成果验收3.6.1成果报告格式和内容成果报告格式和内容a)前言127、工程概况(前人研究现状、设计内容、工作目标和完成工作量等)。b)目标断层的确定c)地震活动断层晚第四纪活动性鉴定用于确定地震活动断层的各种证据和结果。d)地震危险性评价内容应包括探测区地震构造环境、最大震级的评估方法、发震危险程度的评估方法与结果,明确是否需要进行详细探测和危害性评价的活动断层(段)。e)参考文献3.6.2成果验收时提供的材料成果验收时提供的材料(1)实施方案。(2)技术报告:包括采用的主要技术方法、技术路线、达到的技术指标、技术性能、测试情况,专题实施过程中获取的各种原始材料,以及各种野外调查与探测获得的实际资料、图件等。(3)专题工程验收汇总表、验收意见、验收委员会名单。(128、4)其他需要说明的问题、建议与需要提供的资料等。第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-54-第四章第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位目标区地震活动断层详细探测与精确定位4.1工程目标工程目标针对目标区规模大、延伸深、活动性强、具有发生中强以上直下型地震能力的活动断层,即是本项工作主要探测对象的地震活动断层,包括出露地表、被松散沉积物覆盖或被水体覆盖的活动断层。对初勘、地震活动断层鉴定与地震危险性评价研究后认为需要进行详细探测的地震活动断层(控制在 12 条)开展详细探测,确定目标区地震活动断层的空间位置,裸露地表地震活动断层为地表迹线的几何结构和空间展布,隐伏地震活动断层为上断点129、埋深和产状及其在地表的垂直投影。4.2工作内容与技术途径工作内容与技术途径有针对性的选择有效、先进的探测技术与方法,结合高精度的 GPS 定位仪或全站仪测量等,确定目标区主要地震活动断层或其重点段落准确的空间位置。针对泗洪地区地震活动断层主要以隐伏为主的具体特点,地震活动断层的详细探测,在方法选择时主要采用高分辨率的浅层人工地震勘探,按照规范要求布置一定密度的测线,控制断层的空间展布与几何特征,精确确定上断点位置。若地震活动断层为地表出露或近地表,则采用地质地貌填图方法精确确定活动断层的空间展布。4.2.1地震地震活动断层浅层地震详细勘探活动断层浅层地震详细勘探在前面工作基础上,运用浅层人工地130、震探测技术,垂直断层走向布设一定间隔密度的测线,查明隐伏地震活动断层的几何结构、产状、宽度、上断点埋深及其在地表的垂直投影位置。在基岩面埋深小于 10 m 左右时,视施工现场条件,选择其他探测方法,如手工钻等。在活动断层上计划布设浅层地震测线总长 30 km。(1)浅层)浅层地震地震详细详细勘探的基本要求勘探的基本要求方法选择:按照纵波反射、纵波折射、横波反射的顺序选择探测方法,以最佳探测效果为前提。震源选择:炸药、可控震源、夯击、重锤等,以最佳施工条件、安全施工方式,同时满足信噪比、资料合格标准。基本观测参数选择:反射波法其道间距 1 m2 m,覆盖次数 612 次;折射波法其道间距 2 m131、3 m,采用相遇与追逐联合观测系统。探测精度要求:横向分辨率 10 m15 m,纵向分辨率不大于探测深度第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-55-的 10%。探测成果图件比例尺:横向比例尺取:1:5001:5000;纵向比例尺1:5001:2000。沿剖面横轴应标明共深度点(CDP)号、距离(测线桩号)、测线方向以及主要的地形地物标志。(2)测线的布设)测线的布设测线沿初勘探测到的地震活动断层延伸方向跨断层布设。每条测线长度尽量控制在 1 km2 km 范围内。测线控制间隔满足精确定位的要求。(3)数据处理要求数据处理要求删除不正常的炮记录,剔除不正常的道记录,校正反极性的记录道。为补132、偿振幅损失、增强弱反射,宜进行球面扩散校正和增益控制处理。应精选各种去噪处理参数,保证去噪处理结果有较高的信噪比。为提高数据分辨率宜采用反褶积、谱白化等处理手段。应作好数据的动、静校正处理,确保反射波叠加效果。为提高时深转换精度,有条件时应结合速度测井或其它波速测量资料。为防止模糊剖面特征、削弱地质构造引起的波场变化,不宜采用较强的修饰性处理。(4)产出成果)产出成果地震反射法探测获得的基本图件,包括地震反射 CDP 叠加时间剖面图和叠偏时间剖面图、速度结构分析图、反射深度剖面图、地质解释剖面图。用于综合分析判断的资料。大比例尺(1:1 万)探测剖面线分布图、大比例尺(1:5001:5000)133、探测剖面及地质解释剖面、断点位置及其剖面组合图(ARC/GIS 格式)。(5)成果报告格式与内容)成果报告格式与内容a)前言简述测区位置、工作任务、工作日期及完成工作量等。b)测区地震地质条件简述与地震勘探工作有关的地形、地貌、地质、地球物理等情况,重点分析与地震勘探有关的地质条件及环境条件。c)数据采集第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-56-采用的探测技术方法、测线布置、观测系统参数试验、仪器性能及参数选择、地震波激发和接收方式、工作质量及质保措施等。d)数据处理简述数据处理流程、主要数据处理方法和参数。e)资料解释简述资料解释方法,分析剖面波组特征。要有地质人员参加阐述剖面构造特134、征和地质解释,评价探测成果精度和地质解释的可靠程度。f)断层活动性初步结论与建议g)报告附图应包括以下图件:地震测线位置图(ARC/GIS 格式)。地震反射时间剖面图(.DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号)。地震剖面速度线图(.DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号)。综合解释剖面图(.DXF、.AI、.PS 或.CDR 文件格式的矢量图,并注明所用软件及版本号)。给出 30m 间隔空间点的属性数据表,包括点位、深度、层速度等。断点位置及其平面组合图及参数表。根据任务要求需提供的其它成果图件(ARC/GIS 格式)135、。(6)成果验收时提供的材料)成果验收时提供的材料1)实施方案。2)技术报告:包括采用的主要技术方法、技术路线、达到的技术指标,专题实施过程中获取的各种原始材料,以及各种野外调查与探测获得的实际资料、图件等。其它具体要求(浅层地震探测研究成果 Excel 表):测线描述:测线编号、测线名称、测线起点经度、测线起点纬度、测线终点经度、测线终点纬度、探测背景简介、测线长度、起点桩号、终点桩号、拐点总数、观测仪器、道间距、偏移距、覆盖次数、激发参数、有效长度、有效炮数、仪器班报文件名、工作班报文件名、反射时间面图文件名、剖面速度线图文件名、综合解释剖面图文件名、综合解释剖面空间属性数据文件名、原始数136、据文件夹名、数据质量评价等。综合解释剖面空间属性数据文件格式(文本):第 1 行 测线起、止点经纬度坐标,第 2 行 界面数,第 3 行 地表采样点数,第 4 行 30 m 间隔采样点距离,深度,速度。第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-57-探测背景简介包括:探测单位、技术负责人、任务来源、探测目标断层等,仪器类型,测线环境与测试条件,结果质量评估,数据分析单位,分析方法简述,分析结果质量评估等内容。浅层测线拐点:测线编号,拐点编号,拐点经度,拐点纬度,拐点桩号等。浅层地震探测测线的断点:测线编号、断点编号、桩号、断层名称、断点特征、上断点埋深、上断点断距、上断点界面年代、主要界面 137、1 断距、主要界面 1 年代、主要界面 2 断距、主要界面 2 年代、主要界面 3 断距、主要界面 3 年代、视倾向、视倾角、断层性质、可靠程度、断点描述、测线断点解释剖面图文件名等。电子版产出成果。3)工程验收汇总表、验收意见、验收委员会名单。4)其他需要说明的问题和需要提交的资料。4.2.2地震活动断层地震活动断层精确精确定位与综合制图定位与综合制图对隐伏的地震活动断层,采用浅层地震详细探测结果进行精确定位;对于地表裸露或近地表的地震活动断层,在地震活动断层晚第四纪活动性鉴定的基础上,开展大比例尺的地质地貌填图,对地震活动断层进行精确定位;对地质地貌填图和浅层地震详细勘探无法定位的埋深相对138、较浅的地震活动断层(段),采用手工钻的办法,按照定位精度的要求选择一定间隔进行钻探探测,对地震活动断层进行精确定位。4.2.2.1 地震活动断层地质地貌填图对有地表露头或地表行迹的地震活动断层,在目标区地震地质、条带状(断层两侧 2 km 范围内)地震地质调查核实的基础上,开展比例尺为 1:500001:10000的沿活动断层条带状地质地貌填图,利用高精度 GPS 定位仪或全站仪和大比例尺地形底图,进行详细的地质测量,确定它们的具体位置,并把它们标绘到 1:500001:10000 地形底图或电子地形图上。计划地震活动断层地质地貌填图地表长度 37 km 左右,填图宽度 2 km,面积合计 7139、5 km2。(1)填图的主要内容)填图的主要内容包括各种地理、地质、构造、地貌等要素,以及反应地震活动断层的活动性的运动学要素,其中活动断层的几何学和运动学要素、第四纪地层的各种要素是填图的核心内容。主要内容如下:构造要素:活动正断层、逆断层、走滑断层和斜滑断层。断层几何要素:活动断层迹线,几何分叉、拐弯、尖灭和错列阶区等不连续结构,劈理带、断展褶皱、挤压隆起、拉分盆地等各种次级构造,第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-58-以及雁列式、羽列式、阶梯式、地垒、地堑、叠瓦状等组合样式。地貌要素:断层谷地、断层陡坎、断塞塘、闸门脊、堆积阶地、宽谷阶地、冲积扇、洪积扇、断头扇、断头沟、弃沟等140、。地层要素:岩类、岩性、产状、时代符号、接触关系等。位移标志和位移值:同一地质体、地貌面、地貌线的错断,活动断层两侧对应地质体、地貌面或地貌线之间的距离为位移值。地质体包括胶结或未胶结的沉积体、岩浆岩体和火山岩体;地貌面包括夷平面、阶地面、冲洪积扇面、地层面和地表面;地貌线包括冲沟、河流等水系,阶地前缘陡坎、各种地质体、地貌面之间的分界线等。断层产状:应包括走向、倾向、倾角。活动时代:应区分全新世、晚更新世、早更新世、中更新世、前第四纪断层段。水平或垂直位移:应进行地质体、水系、地貌面位移的实地测量,确定断层不同时期以来的水平或垂直位移量,用数字标注在地质地貌图上。地震地表破裂带:应包括历史和141、现今强震地表破裂,包括地震裂缝、地震鼓包、地震陡坎、地震沟槽、同震水平或垂直位移等。个别规模较小的地表破裂类型,图上适当放大表示。地层单元:第四系应至少划分到统或组,区分沉积物的成因类型,建立第四纪沉积物的相对层序;前第四纪地层宜划分到系或统。地貌单元:应划分第四纪晚期形成的各种地貌面(线),特别是活动断层两侧均存在且被错断的各种地貌单元。其它:应标绘在图上的其它数据包括地质体/地貌面年代采样点位置和测试值、滑动速率,以及探槽位置等。(2)图件要求)图件要求图件应包括电子版活动断层地质地貌图、实测地形地质剖面图、局部大比例尺平面图等。活动断层条带状地质地貌图比例尺应为 1:500001:100142、00。填图范围应为活动断层迹线两侧各 500 m2000 m。最小填图单元视成图比例尺和实际需要宜在 50 m100 m 之间选择。填图区段内至少应有一条实测第四纪地层剖面,比例尺大于或等于 1:2000。各种实测断错地貌图比例尺应为 1:5001:2000。至少应有 2 个年龄数据用于限定一条地震活动断层位移发生的起始时第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-59-间。各类测年样品的采样点应标绘在活动断层条带状地质地貌图上,并附采样点地质剖面和年龄测试报告;年龄样品应由相应资质的实验室测定;古文化层和古生物化石的鉴定应由专业对口专家来完成,依据专家鉴定报告使用其鉴定结论。4.2.2.2 143、手工钻探选择合适的符合要求的地段开展手工钻探工作,手工钻探包括洛阳铲或麻花钻。该方法一般适合于基岩埋深 3 m5 m。钻孔垂直钻进,钻孔深度每 0.5 m 至少提钻一次,岩芯采样率应大于 80%;重要标志层、淤泥层岩芯采取率大于 85%。钻孔剖面岩芯柱状图比例尺应大于 1:100。一般分层误差20 cm。在进出淤泥层时,经地质人员确认的重要构造位置(层位)。每个地点 2 个钻孔的孔间距视断层的定位精度、断层带宽度和断层倾角大小而定。在沉积相变化不大的地段,钻孔孔间距 10 m30 m 为宜;但在沉积相复杂地段,不仅钻孔间距要小于 30 m,而且视需要适当增加钻孔数量。样品采集和岩芯编录工作需有144、熟悉第四纪地层和构造专业人员全程陪同作业,以做到岩芯分层确切,数据准确,资料完整。要求按回次详细地编录岩芯,绘制钻孔地层柱状图。在现场用钢笔及时填写原始报表,要做到真实、齐全、准确、整洁、字迹清楚。钻进过程中遇到涌水、漏水、涌砂、掉块、坍塌、缩径、逸气、裂隙、溶洞及钻具掉落等异常现象时,应及时记录其深度。岩芯编录应包括以下主要内容:分层层序、厚度、深度。颜色。粒度及不同粒度成分的百分比含量。碎屑成分、形态与磨圆度。地层胶结程度。层理结构特征。矿物结核和动植物化石。分层接触关系。快速异常堆积层(地震事件层),如松散团块结构层、物质组成与上下不协调突变层等。年龄样品采集的位置、类型及其编号。剖面细145、微结构等。第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-60-4.2.2.3 定位与综合制图 地震活动断层高精度定位与测量利用高精度 GPS 定位仪或全站仪和大比例尺地形底图,在浅层地震详细勘探、地质地貌填图、手工钻探等工作的基础上,对断层的关键部位,如阶区、分叉点、拐弯点等进行实测,并把它们标绘到 1:500001:10000 地形底图或 GIS 电子版地形图上,准确测绘地震活动断层的迹线。地震活动断层条带状综合制图根据上述各阶段的工作成果,结合大比例尺地形图,最终综合编制目标区主要活断层条带状分布图。4.3主要技术指标与要求主要技术指标与要求4.3.1活动断层浅层地震详细勘探活动断层浅层地震146、详细勘探 道间距小于 2 m。浅层反射波勘探覆盖次数:612 次。有效探测深度:基岩面以上。测线水平定位误差:10 m。探测深度误差:10%。提交的探测剖面比例尺为:横向比例尺 1:5001:5000,纵向比例尺 1:5001:2000。4.3.2地质地貌填图地质地貌填图 比例尺 1:500001:10000。野外定位精度 5 m15 m。填图单元为断层线两侧 2km 范围内的地质体(线)、地貌面(线)和重要的标志特征。沿活断层迹线的实测控制点间距 100 m800 m。4.3.3手工钻探手工钻探 钻孔岩芯柱状图比例尺应为 1:2001:100。跨断层手工钻孔联合地质剖面图比例尺应为 1:10147、001:200。野外定位精度 5 m15 m。4.3.4地震活动地震活动断层断层精确精确定位与综合制图定位与综合制图综合各种探测成果,结合大比例尺地形图件,绘制目标区标绘在 1:50000第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-61-1:10000 地形图上的主要活动断层分布图。主要标注内容包括:地震活动断层性质与产状。地震活动断层地表迹线或隐伏断层上断点在地表的垂直及其埋深、产状、断错的最新地层单元和覆盖的地层单元。实测位移量。规模较大的阶区及其几何结构。4.4本专题提供的本专题提供的主要主要成果成果 绘制目标区地震活动断层分布图。绘制浅层地震勘探成果图、地质解释图并作简要说明。绘制其他148、勘探方法成果图、地质解释图并作简要说明。4.5风险分析与解救措施风险分析与解救措施(1)施工工期有较长时间的雨期,对野外施工的工期有影响,因此在制定施工计划时应当尽量争取避开梅雨季节,考虑梅雨季节野外施工进度与实际工作量。(2)探测手段的有效性:市区内人工地震施工受外部施工条件限制,不能使用炸药,对于在河道或河谷附近的人工地震探测效果有影响,制定计划时就考虑采用可控震源进行施工探测。必要时在保证探测精度要求的前提下也可选择采用其它探测手段。(3)工作量估计与实际施工要求的误差在制定计划时已经经过计算,施工量与实际施工要求相比不足时,需通过内部挖潜的方式计足施工量,保质保量完成任务。(4)其它不149、可抗拒风险:准备一定的资金储备,对于不可预测的施工灾害要有一定的抗御能力,同时做好特定的资金预备,所有施工人员都需购买意外灾害商业保险,增加担同险的能力,有特别的要求时,也将购买相应的商业保险。4.6报告内容与成果验收报告内容与成果验收4.6.1成果报告格式与内容成果报告格式与内容(1)地震活动断层浅层地震详细勘探)地震活动断层浅层地震详细勘探a)前言简述测区位置、工作任务、工作日期及完成工作量等。b)测区地震地质条件简述与地震勘探工作有关的地形、地貌、地质、地球物理等情况,重点分析与地震勘探有关的地质条件及环境条件。第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-62-c)数据采集采用的探测技术150、方法、测线布置、观测系统参数试验、仪器性能及参数选择、地震波激发和接收方式、工作质量及质保措施等。d)数据处理简述数据处理流程、主要数据处理方法和参数。e)资料解释简述资料解释方法,分析剖面波组特征。重点阐述剖面构造特征和地质解释,评价探测成果精度和地质解释的可靠程度。f)断层活动性初步结论与建议g)报告附图应包括以下图件:地震测线位置图。地震反射时间剖面图。地震剖面速度线图。综合解释剖面图。断点位置及其平面组合图。给出 30 米间隔空间点的属性数据表,包括点位、深度、层速度等。根据任务要求需提供的其它成果图件。(2)地震活动断层精确定位与综合制图)地震活动断层精确定位与综合制图a)前言填图的151、任务来源、工作方法、工作量、人员组成等,本部分提供填图区地理位置图、实际材料图、工作量统计表等。b)填图区地质地貌概述填图区区域地质背景、地震区、带划分、地层、岩浆岩的出露情况及填图单元的划分、活动断层概述等。本部分应提供地层剖面图、柱状图、地层表等。c)填图单元划分及其特征第四系填图单元是描述的重点,包括时代、岩性、厚度、堆积类型、构成的地貌特征。d)活动断层几何学特征断层产状要素及平面分布特征、分段特征、次级断层组合特征、地貌特征、最新活动时代,应提供证明活动时代的断层剖面图、平面分布图等。e)活动断层的运动学特征及其依据。插图和探槽剖面图。第四章目标区地震活动断层详细探测与精确定位-63152、-f)结束语填图工作中取得的进展、存在问题、今后工作展望等。g)附件:照片集、样品测试结果表、专家组验收意见书等。(3)手工钻探成果报告格式与内容)手工钻探成果报告格式与内容a)前言任务来源、工作方法、工作量、人员组成等。b)地质地貌概述c)钻探资料汇总与钻孔柱状图包括时代、岩性、厚度、堆积类型等。d)钻孔联合剖面含地质解释、断层活动性解释和断层的几何特征。f)结束语g)附件:照片集、专家组验收意见书等。(4)成果综合地震活动断层详细探测结果、地质地貌填图结果以及手工钻探结果等,经过精确定位勾画出地震活动断层的几何行迹,编制泗洪县地震活动断层分布图(1:500001:10000)及说明书。4.153、6.2成果验收时提供的材料成果验收时提供的材料a)专题实施方案。b)技术报告:包括采用的主要技术方法、技术路线、达到的技术指标、技术性能、测试情况,专题实施过程中获取的各种原始材料,以及各种野外调查与探测获得的实际资料、图件等。c)专题工程验收汇总表、验收意见、验收委员会名单;d)其他需要说明的问题、建议或需要提交的其他资料。第五章目标区地震活动断层的危害性评价-64-第五章第五章目标区地震活动断层的危害性评价目标区地震活动断层的危害性评价5.1工程目标工程目标(1)基于有发震危险的地震活动断层进行近断层宽频带强地震动数值预测;(2)基于有发震危险的地震活动断层进行未来地震地表破裂带或强变形带154、预测;(3)综合以上两项的分析结果,对目标城市进行基于活动断层的危害性综合评价,为城市规划和工程建设提供科学的依据。5.2工作内容与技术途径工作内容与技术途径(1)分析目标区收集的钻孔资料,并根据工程地质单元划分结果,分析钻孔资料的空间分布,并初步建立浅三维地质结果。(2)进行地下三维结构建模,包括建立目标区地震活动断层的震源模型等。(3)进行长、短周期的强地震动场的计算与宽频带地震波的合成。(4)研究地震活动断层的宽频带强地震动场分布的数值预测和理论分析。(5)进行地震活动断层的地表破裂带或强变形带预测。(6)对目标区内的地震活动断层的危害性进行综合评价。5.3近断层强地震动评价与地表破裂带155、或强变形带预测近断层强地震动评价与地表破裂带或强变形带预测5.3.1三维地下结构建模三维地下结构建模5.3.1.1工程内容建立目标活动断层的震源计算模型和包括地壳分层结构、深层地下结构(第四系为主体)、表层结构在内的三维地下结构模型,为泗洪县目标区近断层强地震动评价提供地质结构模型。5.3.1.2目标区活动断层的震源模型的建立综合考虑活动断层的勘查和地震危险性评价的结果获得断层长度、宽度、走向、倾角、埋藏深度(上界埋深)、平均滑动持时、滑动方向和平均破裂速度、滑动角、矩震级等震源参数,根据矩震级和平均位错、滑动持时的统计关系确定平均位错、滑动持时。吸收 asperity 与地震矩之间的最新统计156、关系,综合确定 asperity 的总面积、最大 asperity 的面积等参数。根据以上震源参数和适当的破裂方式建立目标区活动第五章目标区地震活动断层的危害性评价-65-断层的震源模型。5.3.1.3三维地下结构模型的建立运用三维结构建模软件,综合考虑地震勘探结果、地质资料、地形资料、深孔资料、各地层波速试验资料(剪切波速度 Vs 或纵波速度 Vp)、现场地脉动观测资料以及其他调查资料,确定目标区典型地层的空间分布和物性参数,建立符合地质学和地形学理论的三维不均匀地层结构模型。地下结构模型参数包括介质要素的空间位置(坐标值),纵波速度 Vp、剪切波速度 Vs、土介质的密度、品质因子 Q。地下157、结构模型由三部分构成:震源区域至基岩顶面的三维地壳模型;基岩顶面至工程地层(剪切波速度 Vs 为 300 m/s500 m/s)的三维地下结构模型,反映以第四系为主的盆地结构;工程地层至地表(剪切波速度 Vs 小于 100 m/s)的表层结构模型。对于目标区没有明显不均匀构造的地区,简化为平行分层模型;没有明显盆地结构的地区,上述三维地下结构模型可以简化为平行分层模型。在有地震记录的地区,通过模拟破坏过程单纯的地震事件,检验并改善地下结构模型,使之趋于符合强地震动评价模型的要求。建立的三维结构模型符合 JSGC-04 的规定。5.3.1.4主要成果产出目标区三维地下结构模型。5.3.2近断层强158、地震动评价近断层强地震动评价5.3.2.1工程内容根据目标区三维地质结构模型,通过长、短周期的强地震动场的计算合成宽频带地震波,对泗洪县目标区进行基于活动断层的宽频带强地震动场分布的预测和分析,为泗洪县进行地震危害性综合评价提供科学依据。5.3.2.2长、短周期的强地震动场的计算与宽频带地震波的合成利用适当的有限单元类型对目标区三维地下构造进行剖分,利用并行计算系统,采用显式有限元和并行计算技术计算目标区工程场地的长周期地震动(1 s10 s),合理反应地下构造对长周期地震动的影响。利用 Boore 的随机振动方法或者其它高频地震动的合成方法计算高频地震动(1 Hz10 Hz)。第五章目标区地159、震活动断层的危害性评价-66-将低频和高频地震动合成为目标区内的宽频带地震动时程。对局部特殊场地条件地区,利用等效线性化等方法,基于调查数据进行一维土层的非线性反应计算,给出这些特殊场地的宽频带地震动时程。5.3.2.3根据活动断层的宽频带强地震动场分布的数值预测和理论分析结果,结合现行规范对比研究,提出避让或提高抗震设防参数与否的具体措施。根据活动断层的宽频带地震动时程计算结果,给出目标区峰值位移、速度和加速度的分布,与“中国地震动区划图”(2015 年)比较,对于超过区划图中峰值加速度地区,根据工程结构类型,适当提高设防标准。5.3.2.4主要成果产出目标区三维地下结构模型。目标区典型场地160、分类图及各典型场地标准时程波形和反应谱(加速度、速度、位移)。目标区时程峰值分布图(加速度、速度、位移)。反应谱峰值和周期分布图(加速度、速度、位移)。5.3.3地表破裂带或强变形带预测地表破裂带或强变形带预测5.3.3.1工程内容根据目标区活动断层探测的结果,在区域地震地质调查、活断层基本参数、活动性参数、地震安全性评价的基础上,建立地震活动断层模型和三维地下结构模型,采用解析法、数值模拟法和构造类比法,开展地震活动断层地表破裂带或地表强变形带的预测,为断层带上的构建筑物的抗震设防提供科学依据。收集强震地表破裂数据,建立地表破裂数据库。研究分析搜集的地表破裂参数,分析不同的震级与地表破裂经验161、关系之间的异同,找出符合泗洪地区的经验关系。根据设定地震和统计关系,估计地表破裂的长度、宽度和位错量的平均值、最大值或与给定风险水平对应的数值,为地表破裂规模的初步判断提供依据。5.3.3.2目标区地震地表破裂带和地表强变形带的计算方法(1)计算模型建立)计算模型建立活动断层几何学模型建立:根据泗洪县目标区活动断层勘查和地震危险性评价的结果获得断层长度、宽度、走向、倾向、倾角、上缘埋深、断层迹线在地表的垂第五章目标区地震活动断层的危害性评价-67-直投影位置等断层几何学参数。土层几何模型和力学模型(弹性、弹塑性参数):建立包含断层在内、并向外扩展一定范围的三维几何土层模型。模型参数有纵波速pV162、横波速sV和介质密度。采用弹塑性模型时,除弹性参数外,还需要土介质的粘聚力 c 和内摩擦角,以便进行弹塑性分析。破裂面一旦到达地表,破裂面上的摩擦特性控制了地表破裂的规模,由土工试验确定破裂面上的摩擦系数。初始条件、边界条件:依据地质构造应力探测结果,结合自重应力,确定探测区内的初始应力场分布。分析模型的边界条件,拟采用远离断层一定范围的土体,边界面采用位移约束;边界也可能是邻近断层,邻近断层的活动参数将作为位移约束。加载输入:依据断层运动学模型求出平均位错量作为输入。平均位错量可以根据震级-平均位错量统计关系式获得,或由地震矩(M0)与平均位错量(U)关系式(M0=SU)确定,式中 S 为163、错动面面积,为剪切模量;错动方向和性质应根据断层最新擦痕方向、断错地质地貌单元的相对错动方向确定;若缺少直接地质证据,可利用震源机制解、构造应力场等资料分析确定。控制方程及有限单元离散:依据断层几何模型、土层几何模型和力学模型建立平衡方程,考虑初值和边界条件,应用位移有限单元对计算模型进行分析,得到位移场和应力场。(2)地表破裂带预测)地表破裂带预测对覆盖层厚度小于、等于 10 m 的地震活动断层,应用前面得到的泗洪地区的统计关系,确定破裂长度、破裂宽度和破裂位错量;同时引用材料强度理论,依据岩土材料的破坏准则,判断土层中的土体是否破裂及其破裂范围。当覆盖层厚度大于 10 m 时,采用拟静力方164、法计算地表位移场。首先计算地表位移场,在此基础上计算地表土层变形场,并与破损变形临界值相比较评价地震活动断层直接产生的地表破裂带。(3)地表强变形带预测)地表强变形带预测采用数值方法预测地表位移场,在此基础上计算地表变形场。把断层两侧集中了 80%90%变形量的地段,作为地表变形带中最强烈部位,即强烈变形带;由此获得强烈变形带的宽度、长度以及变形量在断层两侧的分布特征。第五章目标区地震活动断层的危害性评价-68-综合上述几种方法的计算结果,确定未来地震地表破裂带、地震地表强变形带的长度、宽度、变形量。5.3.3.3主要成果产出地表破裂带或强变形带的分布图最大位错量或最大变形量平均位错量或平均变165、形量5.4预测结果的应用预测结果的应用根据目标区主要地震活动断层的强地面运动以及地表破裂带或强变形带的预测结果,并与“中国地震动区划图”(2015 年)等现行相关规范对比研究,综合给出以下结果并应用于目标区的抗震设防:对强地面运动预测的峰值加速度超过区划图中的区域,针对该区域不同结构类型,适当调整设防烈度。对于地表破裂或强变形区域,给出适当的避让距离。给出地震活动断层展布范围与预测的最大震级、位错量或变形量、时程峰值、反应谱峰值、避让或采取特殊措施的区域。5.5成果验收成果验收成果验收时需要提供的材料:(1)专题实施方案。(2)技术报告:包括采用的主要技术方法、技术路线、达到的技术指标、技术性166、能、测试情况,专题实施过程中获取的各种原始材料,以及各种野外调查与探测获得的实际资料、图件等。(3)专题工程验收汇总表、验收意见、验收委员会名单。(4)其他需要说明的问题、建议或需要提交的其他资料。第六章活动断层信息管理系统建设-69-第六章第六章活动断层信息管理系统建设活动断层信息管理系统建设6.1设计目标设计目标利用 ArcEDIT 软件,对整理与入库的城市活断层探测结果数据信息进行集成和二次开发,建立泗洪县地震活动断层及其危害性的基础数据库和地震活动断层危害的信息管理系统;利用先进的地理信息系统(GIS)技术,采取动态图象方式显示震害预测、次生灾害分布、经济损失、防震减灾措施与对策等各种167、防震减灾信息,可以对不同等级的用户提供不同密级的资料,供城市建设规划与土地利用、重大工程选址、建筑抗震设防和震时灾害的快速评估、政府决策、指挥部门的应急救灾使用。建立三维地下第四系层序地层地质构造格架模型,并在 Arc/GIS 平台上可视化。条件成熟时,纳入中国二十个大城市活动断层探测时研发并定型的平台软件进行格式的统一、规范化处理。6.2系统构成及技术方案系统构成及技术方案开发环境:采用 ARCEDIT 基础软件平台。系统结构:设施资源管理系统采用 C/S 与 B/S 结构。C/S 结构系统用于更新和维护设施资源数据、对系统进行管理与维护。B/S 结构系统采用 Web 技术,在客户端利用 I168、E 对设施资源信息(包括图形和属性信息)进行查询、浏览等。系统扩展性:平台系统采用分层设计,系统各层采用组件化设计技术,保证系统的可扩展、可升级性。基础数据库的数据结构合理、数据项完备、内容符合规定,可满足完成泗洪县活动断层探测与地震危险性评价项目工作成果的管理等任务需要。对探测区域、目标区、主要活动断层制图区分别基于 1:250000、1:50000 或 1:10000 比例尺进行建设。6.3技术说明技术说明数据库具有分布式结构、包含活断层探测与评价各个阶段的基础数据。通用空间数据的存储使用 Geodatabase 格式,通过 ArcSDE 存储于信息服务系统数据库中,交互编辑建立的空间数据169、通过 Shapefile 格式导入。内部数据流程见图 6.3-1 和图 6.3-2。空间数据信息空间关联交互查询等基本的空间分析依托于 GIS 基础平台(Arc/Info 或 MapObject)来实现。三维分析可以采用 ArcEDIT 的三维分析模式或其它方式(如 Open GL)实现。并作为子专题独立完成。第六章活动断层信息管理系统建设-70-遵从统一的数据规范(JSGC-04)的规定。系统具有查询地震危险性分析结果、近断层强地面运动计算结果、活断层灾害毁坏带宽度与减灾决策辅助分析等功能。城市活断层信息咨询服务部 数据库 地形数据 数据服务 地震信息服务主干网 江苏省地震局 徐州市地震局 170、徐州市政府 其它用户 数据分析处理 地质数据 物探数据 钻孔数据 城市数据 数 据 采 集 汇 集 DDN 数据 备份 图图 6.3-1活断层信息咨询服务部系统流程图活断层信息咨询服务部系统流程图多种数据源前人成果地质调查物探探测样品分析钻孔探测数据建库、分析、处理活断层地震危险性评价活断层地震危害性评价建设活断层地理信息系统基础数据图图 6.3-2活断层信息咨询服务部建设数据流程图活断层信息咨询服务部建设数据流程图6.4 城市活断层咨询服务系统主要功能城市活断层咨询服务系统主要功能城市活断层探测总体信息管理功能。城市活断层探测数据库管理功能。数据应用辅助功能。活断层信息图文交互查询、分析功能171、。活断层信息三维显示、分析功能。第六章活动断层信息管理系统建设-71-应用软件的功能描述见下列表格。表表 6.4-1城市活断层探测总体信息管理功能城市活断层探测总体信息管理功能编号功能模块描述1城市背景地理数据的组织模块支持对各种基础地理信息图层先后的叠放次序和显示比例尺等信息的编辑功能,并具有创建地理环境图、构造背景图、地貌分类图等标准配置的功能2活断层数据信息管理模块支持对活断层的数据信息(包括断层编号、名称、性质、长度、各种分段参数、活动时代、古地震等)图文教互编辑功能3地图图像、航、卫片投影关系重建模块支持对扫描的地图图像、航、卫片创建其地理坐标的投影关系,并具有据此来辅助定位活断层探172、测点、线、区域的功能表表 6.4-2城市活断层探测数据库管理功能城市活断层探测数据库管理功能编号功能模块描述1地质剖面管理模块支持对地质剖面位置、剖面图、标注、描述等信息的图文交互编辑的功能2探槽信息管理模块支持对探槽位置、剖面图、标注、描述等信息的图文交互编辑的功能3钻孔信息管理模块支持对探槽位置、剖面图、标注、描述等信息的图文交互编辑的功能浅层地震探测成果管理模块支持对浅层地震探测测点、测线位置及编号、探测情况描述、测点原始观测数据、测线综合分析数据及分析图件的存贮、编辑等功能5测井成果管理模块支持测井位置及编号、测井情况描述、原始观测数据、图件的存贮、编辑等功能6年代测试成果管理模块测年173、样品采样点位置、样品类型、前处理情况描述、测试方式、测试结果数据及图件的编辑管理功能表表 6.4-3数据应用辅助功能数据应用辅助功能编号功能模块描述地震活分析评价数据接口模块支持将活断层综合应用系统中的地震活动性分析相关的各种数据信息转移到地震活动性分析专用软件所需数据格式的功能地震危险性评价数据接口模块支持将活断层综合应用系统中的地震危险性评价相关的各种数据信息转移到地震危险性评价专用软件所需数据格式的功能地震危害性评价数据接口模块支持将活断层综合应用系统中的地震危害性评价相关的各种数据信息转移到地震危害性评价专用软件所需数据格式的功能第六章活动断层信息管理系统建设-72-表表 6.4-4活174、断层信息图文交互查询、分析功能活断层信息图文交互查询、分析功能编号功能模块描述各类空间数据叠加显示、分析模块具有选择各类形态的研究区域对各种基础背景数据、活断层探测数据进行叠加显示及相关分析功能各种图文信息交互查询模块支持对空间展布的各种显示图形到其属性列表的交互查询功能表表 6.4-5活断层信息三维显示、分析功能活断层信息三维显示、分析功能6.5目标区地下三维构造框架建模与可视化目标区地下三维构造框架建模与可视化6.5.1工程目标工程目标依据探测结果和其他成果,对目标区主要断裂探测、钻孔探测和可收集到的钻孔资料进行典型标志层三维地层地质构造框架建模和可视化,真实反映其地下三维结构和被探测的主175、要断层的分布状态。6.5.2工程内容工程内容依据各类钻孔的层序地层、等时面埋深、测年数据;探测断层的空间位置、上断点埋深、切割地层关系等,实测断层三维结构结合关系数据,利用三维空间分析软件建立三维地下第四系层序地层地质构造格架模型,并在 Arc/GIS 平台上可视化。6.5.3技术指标与要求技术指标与要求三维地下第四系层序地层地质构造格架模型与在 Arc/GIS 平台上可视化表达的软件系统。6.5.4产出成果产出成果三维地下第四系层序地层地质构造格架模型(Arc/GIS 平台)和三维分析可编号功能模块描述切割分析剖面模块具有按任意方向切割剖面并将地震和相关探测结果投影显示的功能三维分析数据接口176、模块支持需进行三维分析、动态演示的专业分析结果数据与集成平台数据格式的转换功能三维数据管理与三维演示控制模块支持从不同视角对地形、地震危害性分析背景环境,进行三维显示的功能地震危害性评价结果动态显示功能支持按时程参数控制,动态演示近断层强地面运动图像的功能第六章活动断层信息管理系统建设-73-视化演示系统。6.6成果验收成果验收成果验收时需要提供的材料:a)专题实施方案。b)技术报告:包括采用的主要技术方法、技术路线、达到的技术指标、技术性能、数据库与 GIS 系统的构成、测试情况,专题实施过程中获取的各种原始材料,以及各种野外调查与探测获得的实际资料、图件等。c)专题工程验收汇总表、验收意见、验收委员会名单。d)其他需要说明的问题、建议和需要提供的其他资料。
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