項目摘要
天津濱海新區是我國地面沉降最嚴重的地區,最大沉降量已達3.448m(1959~2013年),地面已低于海平面1.108m;同時又是我國地面沉降條件最為複雜的地區。天津濱海新區新生界厚度達2800~5700m。下部古近系開採油氣,中部新近系開採地熱,上部第四系開採地下水,加之城市建設都要引發地面沉降。為了研究和控制地面沉降,自1980年開始,濱海新區建設分層標組,至本項目實施之前,已建成7座,大港城區最深的分層標為540m,其它都淺於300m。這些分層標用於監測地下水開採和城市建設引發的地面沉降。
1986年“引灤入津”通水至濱海新區。濱海新區逐漸壓縮地下水開採量,地面沉降也逐漸減小。到2005年,濱海新區塘沽、漢沽、大港各城區,地下水開採量已經很小,但各城區地面沉降仍達20~30mm/a,地面沉降災害繼續影響著濱海新區的安全。2006年天津市國土資源和房屋管理局與天津地質調查中心達成一致意見,在濱海新區塘沽、漢沽建設超深分層標組,監測城市建設、地下水開採、地熱開採等引發的地面沉降,區分其分量,為濱海新區地面沉降控制和地熱、地下水開採布局調整提供依據。
天津市地質環境監測總站按照天津市國土資源和房屋管理局任務書要求,2008年9月至2009年5月,在漢沽城區南部建設了一座分層標組,包括7個分層標,最深標為804.56m。其它6個標深度分別為426m、326m、225m、62m、18m、2.6m。其中,326m、225m、62m、18m等4個分層標孔,還兼作水位觀測孔。天津地質調查中心按照中國地質調查局《天津濱海新區海岸帶環境地質調查評價》工作項目任務書要求,2008年12月至2009年12月,在塘沽城區北部建設了一座分層標組,建標9個,最深標為1218m。另外8個深度分別為890m、594m、417m、310、95m、60m、33m、2m。其中,除33m、2m淺標和最深1218m標外,其它6個分層標也兼作水位觀測孔。同時,還建設了5個粘性土孔隙水壓力監測孔,深度分別為315m 、215m 、70m 、35m、 13m。
經過總結30年多來天津地面沉降監測分層標、基岩標建設經驗,積極探索,這項工作取得了多項開創性成果。
1. 將城市建設、地下水開採、地熱開採引發的地面沉降納入一個分層標組監測,可以明確地區分出各因素對地面沉降的影響分量。如塘沽分層標監測,2013年城市建設(含弱土固結)引發地面沉降為32.46mm,地下水開採引發地面沉降2.73mm,地熱開採引發地面沉降6.38mm。
2.塘沽最深的分層標達1218m,是迄今為止世界上監測地面沉降深度最大的分層標組(附屬檔案25-附屬檔案28),在施工工藝中實現了一系列重大突破。
3.獲得了一系列深層土力學試驗數據,為深層地下水、地熱水開採引發地面沉降機理研究和地面沉降預報提出了許多新認識等。