GB/T 51031-2014 火力发电厂岩土工程勘察规范
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

6 专门岩土工程勘察

6.1 活动断裂

6.1.1 初步可行性研究阶段勘察、可行性研究阶段勘察应搜集和分析区域地质和地震资料,了解厂址及附近断裂构造的发育特征和活动性,评价其对厂址稳定性的影响。厂址位于50年超越概率10%的地震动峰值加速度不小于0.10g,相应的地震基本烈度为Ⅶ度及以上地区,当断裂构造通过厂址及其附近或指向厂址时,应开展断裂勘察。

活动断裂的勘察与评价是初可勘察和可研勘察阶段的一项重要工作。《中华人民共和国防震减灾法》规定,重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程,必须进行地震安全性评价;并根据地震安全性评价的结果,确定抗震设防要求,进行抗震设防。《地震安全性评价管理条例》和各省区制定的地方法规也都对需要开展地震安全性评价的建设工程进行了规定,根据这些法规和管理规定的要求,目前大部分新建、扩建的火力发电厂项目均需要进行工程场地的地震安全性评价工作。在地震安全性评价报告中,对厂址区域、近场区和厂址附近的断裂构造一般有较为深入的研究和分析。因此对于已经完成了地震安全性评价工作的工程,可以直接采用地震安全性评价结果来评价断裂构造对厂址稳定性的影响。考虑到在初可勘察或部分项目可研勘察阶段尚未进行地震安全性评价,此时如果根据初步获得的区域地质和地震资料判断,在厂址或其附近存在全新活动断裂且对厂址的可行性具有潜在影响时,则应进行断裂勘察,以排除断裂构造对厂址的威胁。

6.1.2 断裂勘察应以搜集分析已有资料为主,结合工程地质调查与测绘、地球物理勘探、钻探和遥感等方法,应查明断裂的位置、类型和活动性,评价断裂对工程建设的影响,提出处理措施。断裂勘察的主要内容尚应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的相关规定。

历经多年的工作,目前对于国内陆地主要的断裂构造积累了丰富的资料,通过对现有资料的分析可以获得比较满意的结果,并满足电厂初可勘察和可研勘察深度的要求。因此本条规定,断裂勘察以搜集资料为主要的勘察方法和手段。但对于一些规模较小的断裂,目前掌握的资料可能还不多,特别是这些较小规模的断裂可能与已知的活动断裂存在构造联系,此时就需要采取一定的勘探手段来查明断裂的性质,分析其影响。

6.1.3 断裂的地震工程分类和全新活动断裂分级应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定。

活动断裂的时限一直争议较多,在工程地震领域系指晚更新世(100000年)以来有过活动且将来有可能再度活动的断裂,核电、水电工程就按此原则执行。对于一般工程则只考虑全新世(10000年)以来活动过的断裂,火力发电厂工程在分析评价厂址稳定性时就主要考虑全新活动断裂。由于全新活动断裂的规模、活动性质、活动强度、运动速率等差别较大,对工程的影响也有较大的不同,因此有必要对全新活动断裂进行分级,以便对不同级别的断裂采取有差别的处理措施。

电力行业标准《火力发电厂岩土工程勘测技术规程》DL/T 5074—2006中全新活动断裂分级与现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021有所不同。从安全的角度考虑,行业标准中各分级档的历史地震的震级均降低了一级。本规范编制时在断裂的地震工程分类和全新活动断裂分级中采用了与现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021一致的原则。这样处理的理由一是考虑规范之间的协调,相同的概念和术语不宜给出不同的定义,以免在实际执行过程中造成混乱;二是到目前为止,我国还没有发现小于地震震级4.7级地震产生地表断层的实例,一般6级以上地震与已知构造有较明显的相关性,再小震级的地震,其离散性明显增大。考虑到中小地震(4级~5级)震级较低,震源尺度小,其引发的断层规模多较小,很难在地表识别出来,因此微弱全新活动断裂分级条件中历史地震震级由行业标准的5级改为采用6级更便于实际工作中操作。

6.1.4 当全新活动断裂的规模较大时,宜根据断裂的地貌形态、构造形态、全新世或第四纪以来的活动强度、运动特征、历史地震和古地震的时空分布等因素对断裂进行分段。在全新活动断裂分段的基础上,应对厂址稳定性影响较大的断裂活动段进行全新活动断裂分级。

大量的地质和地震研究发现,断层的破裂过程在一次独立的地震事件中并非沿整条断裂全部破裂,而破裂仅仅是断层的一小部分(或一个段落),且破裂发生的位置也非随意的,而是许多可识别出的物理性质或地质结构控制着破裂的起始。对于深大全新活动断裂,由于其规模宏大,延伸数百公里或数千公里,断裂的活动性呈现明显的不均一性。按照目前国内和国际上关于活动断裂分段的理论,可根据断裂的地质地貌形态、全新世或第四纪以来断裂的活动强度、断裂的构造形态、运动特征和历史地震、古地震的时空分布等因素对活动断裂进行分段。断裂活动的不均一性是活动断裂的基本特性,空间上的不均一性由断裂的分段性表现出来。开展活动断裂分段性研究,对于地震监测预报、地震危险性分析和工程建设选址场地稳定性具有重要意义。

例如:包头东华热电有限公司厂址位于大青山山前断裂附近,大青山山前断裂沿大青山南麓展布,是控制呼包段陷盆地的北部边界断裂,由一组近东西向、北东向,呈折线状延伸的阶梯状断裂组合而成。该断裂西起包头黄河南岸的昭君坟,东至呼和浩特以东一带,全长200km,为典型的正断层。该断裂活动强烈,晚更新世和全新世断层发育,并有多次历史地震及古地震,从总体上看,是一条强烈全新活动断裂,也是发震断裂。根据古地震事件的时空分布、断裂的构造特征、地貌特性和活动强度等,由西向东可将大青山山前断裂分为A、B、C、D、E五个段落,其中B、D两段活动强烈,A、C、E三段活动相对较弱。东华热电有限公司厂址处于大青山山前断裂带的A段,A段位于断裂西端,从黄河南岸昭君坟至雪海沟,长约33km。沿断裂有连续分布的断层崖,高约20m,最后一次古地震事件距今约5000多年,以后再没有地震发生。反映了A段地震较少、地震复发间隔时间较长,断裂活动强度较低。因此确定大青山山前断裂A段为微弱~中等全新活动断裂,其距厂址最小距离为450m,专题评审认为,厂址已避开了断裂,主厂房及重要建(构)筑物已有效避开了断裂,可以建厂。

6.1.5 在初步可行性研究阶段勘察和可行性研究阶段勘察阶段,对可能影响厂址稳定的全新活动断裂应采取避让的处理措施。厂区与全新活动断裂间的避让距离应根据断裂的等级、规模、产状、活动性、覆盖层厚度、场地地震动参数或地震烈度等因素综合分析确定。厂区与全新活动断裂间的安全距离及处理措施可按表6.1.5确定。

表6.1.5 厂区与全新活动断裂间的安全距离及处理措施

img

本条提出了在初可勘察、可研勘察阶段遇到全新活动断裂时应遵循的处理原则。鉴于发生地震时,断层破裂带及其附近地表变形十分强烈,破坏力巨大,无法通过采取适当的设防标准来抵御灾害的发生,因此本条规定应采取避让措施。避让的距离应综合考虑工程性质及断裂的等级、规模、产状、活动性、覆盖层厚度、场地地震动参数或地震烈度等因素的影响分析确定。

表6.1.5给出了厂区与全新活动断裂间的避让距离。由于初可和可研阶段厂区总平面尚未确定,有时厂址位置也可能出现调整,避让距离无法考虑具体的建(构)筑物,因此表6.1.5中给出的距离应理解为断裂至厂区边界的距离,这样便于实际工作中使用。避让距离既考虑了断裂的活动强度,也考虑了厂址位置可能调整的实际情况。根据近年来工程项目选址的实际情况,避让距离基本可以满足要求。

中国电力工程顾问集团西南电力设计院在汶川地震后曾经对断裂附近电力工程的破坏情况进行了调查,认为现行行业标准《火力发电厂岩土工程勘测技术规程》DL/T 5074—2006中规定的避让距离是基本适宜的。

6.1.6 当厂区存在发震断裂时,断裂对电厂建(构)筑物影响的评价尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。

发震断裂对建(构)筑物的影响在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中亦有规定,当厂区总平面已经确定,主要建(构)筑物与断裂构造带的距离就可以确定,此时就可以根据具体条件分析判断发震断裂对建(构)筑物的影响。在地震地质条件复杂或部分前期工作深度较差的老厂,有可能出现建(构)筑物距离断裂构造距离较近的情况,此时应综合断裂的活动特征和现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中的相关规定,评价断裂对建(构)筑物的影响。

6.1.7 对于非全新活动断裂,可不采取避让措施。当断裂埋藏较浅,破碎带发育时,可按不均匀地基处理。

火力发电厂厂址的区域稳定性评价中,不考虑非全新活动断裂的影响,当断裂破碎带岩体的工程性质较差时,可按照软弱地基或不均匀地基采取相应工程处理措施。