上海运用基岩标和分层标技术准确监测地底动静
最新公布的《2004年上海市地质环境状况公报》显示:去年,申城脚下的土地只微微下沉了7.76毫米,比去年减少2.72毫米。为何我们地底的动静一年比一年小?监测结果何以如此精确?43个从地底下“冒”出来的基岩标和它周围的分层标功不可没。因为表现不俗,它们刚刚“捧”回了2004年度国家科技进步二等奖。
地面沉降的标尺
要测地面沉降得先有个固定不变的基准。上海地处长江三角洲前沿,地面以下二三百米是距今两、三百万年来形成的泥沙间隔沉积物。
这层被称为“第四纪松散层”的地层时常“暗流涌动”,把基准埋在其中,难免起伏不定。要想真实了解地面的动静,只能把基准固定于“松散层”之下、基底岩石之上。
可是,怎样把一个个基准点从几百米的地底引至地面?上海市地质调查研究院副总工程师严学新、高级工程师龚士良,透露了几代人总结出的绝招:把几百米长的标杆做成宝塔形,让其“脚跟”站得稳;标杆之外加套中空保护管,隔离周围松散的泥沙,以免随之摇摆;标杆上,每隔一段箍上一只扶正器,帮助它挺直“身板”。如此一来,基岩标就能常年保持“站如松”的挺拔姿态,申城地面沉降的测量误差从此达到1%毫米级。
大桥合龙的“指挥”
刚刚“目送”东海大桥海陆“握手”,几组基岩标又在外高桥、长兴岛、崇明岛三地先后探出了“小脑袋”。此时,它们正日夜“注视”着沪崇苏越江通道施工现场脚下的一举一动。
“地质哨兵”并非基岩标的唯一使命。等到南隧北桥贯通、合龙的关键时刻,它又将成为现场行动的“幕后指挥”。想像一下,两条绵延千米且相向而行的长龙,怎样才能精确对接而非“擦肩而过”?凭着纹丝不动的“定力”和明察秋毫的“眼力”,基岩标有信心让这个高难度动作“一锤定音”。
地下水开采的指南
基岩标与分层标可谓“最佳拍档”:一个坚守地下300米基点毫不动摇,另一个遍布于地下1.5米到270米间的不同地层凝神观察,彼此之间通过静力水准仪“心连心”。借助这样的巧妙组合,科研人员得以透视地面沉降的规律。
仔细研究,地面以下150米以上的地层吸引了大家的目光。原来,申城地下150米以上属海相沉积,含水量大,容易“走样”;150米以下属陆相沉积,相对坚实,不易变形。于是,科研人员对症下药,将原来地下水的开采深度从地下100米移至地下300米,并分散开采时间和地点,结果地面沉降明显减小。