魯南的冬天,溫和而濕潤。車輛駛過沂河再經(jīng)沭河,由板泉鎮(zhèn)北上,來到位于山東臨沂市莒南縣嶺泉鎮(zhèn)小官莊村東的考察點(diǎn),這就是地震學(xué)界廣泛關(guān)注的郯廬斷裂帶的一個地震活動斷層出露點(diǎn)。一邊是左山,一邊是水塘,水塘對面有一個恐龍遺跡地質(zhì)公園。由中國地震局組織的“防震減災(zāi)高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)行時”主題采訪活動山東行從這里開始。
探訪郯廬斷裂帶
“從地質(zhì)上來講,斷裂帶是地球構(gòu)造活動的產(chǎn)物。這里斷裂的特征特別清晰,左側(cè)是第四紀(jì)的土層,右側(cè)就是白堊紀(jì)的巖石,這個郯廬斷裂帶是切穿地殼幾十公里到達(dá)地幔巖石圈的大斷裂。”山東省震災(zāi)風(fēng)險防治中心總工程師、研究員王志才指著眼前的斷層剖面說。
左山附近沿活動斷層形成一個斷崖式陡坡,上下落差四五米,一邊是黃土層一邊是褐土層,不同的土質(zhì)卻緊緊地吻合在一起。陡坡處于不同顏色土質(zhì)分界線,反映出這里曾經(jīng)發(fā)生過顯著的地質(zhì)巖層錯位。
1957年,原地質(zhì)部地球物理探礦局航測大隊(duì)904航空磁測隊(duì)在華北平原南部及周圍山區(qū)進(jìn)行大規(guī)模航空磁測時,發(fā)現(xiàn)了郯城—廬江異常帶。后來經(jīng)過詳細(xì)勘探,證實(shí)存在巨型斷裂帶,命名為“郯城—廬江斷裂帶”(簡稱郯廬斷裂帶)。隨著勘探研究的進(jìn)展,逐漸探明這條斷裂帶向北穿過渤海一直延伸至東北并進(jìn)入俄羅斯,向南延伸到長江,全長2400余公里,是太平洋西岸一條最大的斷裂帶。
該斷裂帶在山東陸域稱為沂沭斷裂帶,由五條近于平行的斷裂構(gòu)成“兩塹夾一壘”的構(gòu)造格架。對于沂沭斷裂帶而言,其全新世(約1萬年以來)活動主要表現(xiàn)在安丘—莒縣斷裂上,該斷裂具有右旋逆走滑的運(yùn)動性質(zhì),形成高度不等的陡坎,多處見到晚白堊紀(jì)地層逆沖到松散的第四紀(jì)地層之上。
沂沭斷裂帶的形成是地殼長期構(gòu)造運(yùn)動的結(jié)果,在中生代恐龍時代形成貫穿南北的大裂谷。現(xiàn)在的沂河和沭河的河谷就沿著這個巨大的斷裂帶展布。距離左山地質(zhì)剖面不遠(yuǎn)的板泉鎮(zhèn),在地質(zhì)上是一個受斷裂活動控制的沉降盆地,被稱為“板泉盆地”,其中的第四系落差達(dá)到200余米。沂沭斷裂帶的構(gòu)造活動持續(xù)至今。
助力地方發(fā)展
“研究活動斷層的目的,就是為了查明地震危險源,以便在工程建設(shè)活動中采取有效的避讓措施,實(shí)現(xiàn)‘地下搞清楚,地上建結(jié)實(shí)’的安全發(fā)展。”王志才說。活動斷層避讓措施是沂沭斷裂帶沿線工程建設(shè)的基本準(zhǔn)則,必須先探測、后規(guī)劃、再抗震設(shè)計、施工。近年來,山東省對沂沭斷裂帶進(jìn)行了較全面的調(diào)查,查明了安丘—莒縣活動斷層的空間展布與活動特征,包括活動斷層的確切位置、分段,1668年郯城8.5級地震地表破裂、斷層活動定量參數(shù)、古地震等多方面研究成果。
對于抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的確定,專家告訴記者,要注意地震構(gòu)造環(huán)境,地上結(jié)構(gòu)和承載力。除了地震動峰值加速度等地面地震動參數(shù)外,還需要考慮活動斷層的問題。對于鐵路、輸油輸氣管線等線性工程的建設(shè),在穿越活動斷層帶時,要尋找容易采取抗震措施的地帶穿過。譬如兗石鐵路就穿過郯廬斷裂帶,列車駛出臨沂城區(qū)繞行了一個大彎,目的就是繞過板泉盆地的松軟地層區(qū),選擇一個較為安全的地方經(jīng)過。
山東膠州至江蘇新沂的膠新鐵路,是山東省中部經(jīng)濟(jì)振興的交通命脈,為山東省中部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。當(dāng)時有東線(日照)和中線(臨沂)兩個方案,從鐵路帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度考慮,中線方案更符合預(yù)期目標(biāo)。但是中線從沂沭斷裂帶中部通過,設(shè)計人員擔(dān)心沂沭斷裂帶的地震危險影響未來鐵路運(yùn)行安全。通過開展地震安全性評價,確切地查明了鐵路沿線的活動斷層分布情況,其成果為確定中線作為最終的設(shè)計方案提供了科學(xué)依據(jù)。
據(jù)了解,京滬二線(濰宿高鐵臨沂段)規(guī)劃選線階段時,也開展了專門的活動斷層探測與地震安全性評價,給出了活動斷層的確切位置,為抗震設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù)。
山東省防震減災(zāi)“十三五”規(guī)劃項(xiàng)目《臨沂市國際生態(tài)城地震斷層探測與地震危險性評價》,更是針對未來規(guī)劃城區(qū)開展了專門的活動斷層探測工作,較為精確地確定安丘—莒縣斷裂等多條活動斷層的位置,為臨沂東部新區(qū)城市建設(shè)避讓活動斷層提供科學(xué)依據(jù)。
高質(zhì)量抗震設(shè)防
在沂河新區(qū)茶山七路和親河路交匯處的臨沂市婦幼保健院北城兒童醫(yī)學(xué)中心施工現(xiàn)場,施工人員正在忙著對一個大型的人字形鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接,舉目望去,人字形鋼結(jié)構(gòu)分布在各個施工現(xiàn)場。“這就是具有減震功能的BRB(屈曲約束支撐),本工程共采用這種支撐設(shè)備429套,通過屈服耗能達(dá)到減震的目的。”臨沂市婦幼保健院北城兒童醫(yī)學(xué)中心后期保障部主任張慶順介紹。該項(xiàng)目整體建筑用鋼量3.3萬噸,鋼筋用量1萬噸,減震構(gòu)件1000個,建成后將成為臨沂市體量最大、建筑高度最高、全部鋼結(jié)構(gòu)的建筑群。目前處于工程收尾階段的臨沂市中醫(yī)醫(yī)院高鐵院區(qū),建筑面積30萬平方米,同樣坐落于沂沭斷裂帶,其抗震設(shè)防烈度為8度。
據(jù)了解,該醫(yī)院除采用BRB屈曲約束支撐減震技術(shù)之外,還使用隔震技術(shù),采用隔震支座482個,通過隔震支座的變形耗能,可以使地上建筑的地震力降低幅度達(dá)60%以上,有效保證地震發(fā)生時的建筑安全。
建設(shè)魯南蘇北地區(qū)中心城市、國家商貿(mào)物流樞紐、濱水宜居文化名城,是寫入《臨沂市國土空間總體規(guī)劃(2021—2035年)》的美好目標(biāo)。臨沂市在統(tǒng)籌發(fā)展和安全,增強(qiáng)城市安全韌性和可持續(xù)發(fā)展的競爭力中,始終將城市安全發(fā)展發(fā)在首位。該市重點(diǎn)加強(qiáng)建設(shè)工程抗震設(shè)防監(jiān)督管理,全面提高全市房屋建筑和市政設(shè)施抗震防災(zāi)能力,出臺《關(guān)于加快推進(jìn)減隔震技術(shù)推廣應(yīng)用工作的通知》《關(guān)于加強(qiáng)抗震設(shè)防管理工作的通知》等政策文件,明確建筑工程采用隔震減震技術(shù)的范圍,積極推廣應(yīng)用隔震減震技術(shù),要求高烈度設(shè)防地區(qū),重點(diǎn)地區(qū)學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)等8大類新建項(xiàng)目應(yīng)采用隔震減震技術(shù)。
2019年以來,該市采用隔震減震技術(shù)的項(xiàng)目達(dá)554個,建筑面積849萬平方米,其中,面積超20萬平方米的醫(yī)院建筑6座,建筑工程隔震減震技術(shù)應(yīng)用數(shù)量、規(guī)模居全省前列。
“中國式現(xiàn)代化對防震減災(zāi)工作發(fā)展提出了更高的要求,我們必須牢固樹立憂患意識,在城市規(guī)劃建設(shè)避讓活動斷層上持續(xù)發(fā)力,找準(zhǔn)危險源,減少風(fēng)險點(diǎn)。下一步,我們將同住建、應(yīng)急管理、自然資源等部門在災(zāi)害風(fēng)險防治、減災(zāi)救災(zāi)、科技創(chuàng)新服務(wù)等方面,強(qiáng)化交流合作,提升公共服務(wù)水平。”臨沂市地震臺臺長莊乾元說。
左山腳下,立著一個一人多高的“平安谷”石屏,上面刻著防災(zāi)減災(zāi)知識。過去日常生活使用的是鋼管制造的“防震床”,現(xiàn)在群眾自建房使用的是帶有抗震作用的圈梁構(gòu)造。從高樓大廈到村民自建房,從衣食住行到經(jīng)濟(jì)建設(shè),防震減災(zāi)已經(jīng)融入臨沂百姓的日常。