构建首都圈深孔地应力实时监测网

   3月7日，北京地区地应力测量与监测千米深孔钻探工程在密云启动，此项工程由中国地质调查局地质科学院力学所承担，北京市地质工程设计研究院具体施工。密云地应力测量与监测深孔钻探工程是地质力学所实施的首都圈地区第8个深孔，预计施工深度1000米，并在400米处放置地应力监测系统，冲击这项工作的世界纪录。

   此项工程研究的内容包括：开展孔深1000米钻孔的原地应力测量，获得测试钻孔中地应力随孔深的分布规律；选择合适的深度，安装新型深孔应力/应变综合观测探头，对水平应力/应变分量、地倾斜、地温和水位实施连续动态监测；采用HTPF测试技术，开展预存破裂水压致裂地应力测量与计算分析，获得测孔附近全三维应力张量及其随深度的分布特征；开展全孔超声波成像扫描，为选择地应力测量与监测段提供依据，为ASR测试提供岩芯定向资料；进行深孔水压致裂测试系统现场试验，采用地面/井下数据采集方式，对深孔水压致裂测试系统的柔度影响以及其他相关问题进行试验研究；岩石力学实验以及岩芯ASR地应力测试。

   据中国地质科学院有关负责人介绍，李四光生前和1976年唐山地震后，在首都圈先后建立了数十个应力应变监测台站，但目前仍在进行观测的台站已很少，仅有昌平、张家口、怀来等台站，且测量与监测深度小，远远不能满足首都圈地应力实时监测的要求，亟待建立首都圈深孔地应力测量和实时监测网。于是力学所先后在首都圈北部地区的北京平谷、十三陵、西峰寺以及河北昌黎等活动断裂带附近布置地应力测量和监测孔，并在钻孔适宜深度安装了地应力监测系统，进行现今地应力的实时监测。监测数据反映到监测中心，形成一个首都圈监测网。深孔地应力测量钻探工程随深度进行了系统的地应力测量，初步揭示了首都圈地区地壳浅表层现今地应力环境。平谷地应力实时监测台站曾记录了2011年3月11日日本地震及其前后地应力大小和水位相对变化，获得了大地震发生过程地应力大小和水位变化数据，尤其是大地震发生的前兆应力变化，为地震地质分析提供了重要依据。

    目前，现有的地应力实时监测台站已初步揭示首都圈北部地区地壳浅表层现今主应力状态随深度的变化规律，并获得连续的地应力大小相对变化的实时监测数据，为首都圈地震地质研究积累了宝贵资料。到明年预计完成的地应力测量和监测孔将达到10个。

   据了解，承担此项工程的北京市地研院在重塑绳索取芯钻探品牌队伍方面取得突破，目前技术装备先进，不仅在地方老矿山深部钻探方面取得大量成果，与科研单位的经营合作力度也不断增强，并与中国地质科学院地力所、地壳所形成了良好的合作关系，先后承接了平谷、十三陵、西峰寺、四川江油、山东平度、河北易县等多个地应力监测钻探任务，累计施工地应力监测钻孔12眼，实现进尺4200余米，创出地应力监测钻探方面的优势品牌。