1.1 研究方法
通过多年研究结合工程实践总结，活动断裂工程活动性分带研究方法应按照宏观尺度—工程尺度—微观尺度逐步推进，精度不断提高，总体来说就是综合运用卫星影像、实地调查、物探测试、构造测绘、断面特征研究、取样测试等手段，查明活动断层的工程活动性分带特征，确定断层蠕滑变形带位置。具体如下：
1）通过高清区域影像及现场构造测绘等工作，分析活动断层的分段展布特征，进行活动断裂工程穿越段活动时代复核及地震活动强度研究；
2）对工程穿越段进行大比例尺构造测绘工作，结合断裂带各分支断层对现今地貌、水系的控制强弱、断层错断地层的新老关系，辅以跨断层坑槽探、大地电磁物探剖面、浅层地震剖面或放射性氡测试剖面，逐步确定工程活动断裂带内各分支断层的活动强弱；
3）跨断裂带进行平面地质分带研究，建立活动断裂带宏观分带特征；
4）跨活动断裂绘制大比例尺构造地质学剖面，充分利用天然露头，当有覆盖层时，通过坑槽探，查明各分支断层的破碎带宽度、不同构造岩分带特征（宽度、胶结状态）、断面几何学特征、运动学特征及相互切割关系，采集构造岩样、断层上断点样、未被错断地层样品测年，宏观确定断裂最新蠕滑活动性质及最新的活动断面；
5）隧洞工程开挖揭露活动断裂带，对断裂两侧影响带、主断面、次级断面的几何学、运动学特征进行详细编录，分析不同期次断面的新老切割关系，判别地震位错事件，鉴定同震位错变形带宽度；对活动断裂带进行构造岩分带，详细记录隧洞开挖揭露的断层影响带、角砾岩带、碎粒岩带、碎粉岩带、断层泥带的宽度、性状、胶结类型，对各构造岩分带进行工程力学、矿物化学、微纳米微观定向、显微构造研究、黏土矿物、石英微形貌快速定年等研究，综合判断最近一次断层地震事件滑动面位置及同震变形带宽度，探索滑动位移量与变形带宽度的相关关系，确定最新活动的部位；
6）通过以上方法对活动断裂从地表到地下，从宏观到微观，力求定量的研究活动断层最新蠕滑活动断面及变形带宽度。根据地表物探、坑槽探、年代学研究、构造学研究、构造岩胶结程度等研究成果，综合界定活动断层最新蠕滑活动面位置及其与工程的相互位置关系，为隧洞工程抗错断设计提供依据。
在隧洞开挖过程中发现，揭露的断层破碎带部位围岩类别均为Ⅴ类，岩体自稳能力差，开挖出来以后需要及时衬砌，否则会发生围岩变形、突水、突泥等工程地质问题。在循环作业期间，断裂破碎带详细编录、取样研究的窗口期短。在进行编录、取样工作时，应抓住重点。编录过程中应快速进行分段测量，界定桩号，主要根据断面的新老切割关系、构造岩粒径、密实程度或胶结状态进行编录；对最新活动断面应详细观测断面几何学及运动学特征，详细记录擦痕的性状、阶步方向等；沿洞壁一侧连续高密度取样，主要包括揭示断层活动时代的年代学样品，揭示断层活动性质的运动学特征样品（需定向），主要包括断层泥、碎粉岩、断层内充填的方解石脉等。断层泥应尽可能多的取样，可根据断层泥内所含的石英颗粒进行微形貌分析，进而快速的进行定年和运动模式研究。
1.2 典型活动断裂工程活动性分带研究结果
详细的活动断裂工程活动性分带研究工作主要集中在工程施工开挖阶段。在施工期之前的研究主要是集中在地表不同尺度的分带研究，从宏观上查明活动断裂的空间展布特征，为工程建设的设计提供技术支撑。对隧洞工程来说，活动断裂地表的分带特征与地下一定深度隧洞穿越部位的分带特征不尽相同。地表工程活动性分带研究成果无法直接应用到地下工程抗错断结构设计工作中。隧洞内开挖揭露的构造岩带的性状及宽度与临近地表揭露的构造岩带的性状及宽度有一定的差异，表现出局部化特征，主要受断层两侧岩性及破裂断面的几何结构影响。因此，还需要在施工期隧洞开挖揭露断裂带后，开展详细的编录、测量、取样、测试工作，进行断裂工程活动性分带精细化研究，鉴别出最新活动变形带的范围，确定工程设防措施布置的准确部位。本文以滇中引水工程隧洞2号支洞揭露的龙蟠—乔后断裂带为例，进行总结分析。
龙蟠—乔后断裂带地貌上形成了宽缓的槽谷，槽谷内全新世松散堆积层发育，有淤泥层及卵砾石层分布，无法开挖跨断层的坑槽。本次研究充分利用滇中引水工程隧洞2号支洞开挖揭露情况，在开挖过程中，紧跟开挖进度进行详细的编录，然后对编录剖面进行概化处理，在断层上盘影响带内取方解石脉测年样，在钙泥质粗角砾岩带、角砾岩带及碎粒岩、碎粉岩带内取样，进行了室内分析研究。
龙蟠—乔后断裂带内方解石脉U系测年结果显示，断裂带内方解石的年龄介于14.7~70.7万年之间，部分样品集中在40~50万年，形成44.7、48.5、52.2万年的三个主峰值，说明44.7~55万年可能存在至少3期较为强烈的断层活动事件。
表1 龙蟠—乔后断裂带方解石测年结果Table 1 Calcite dating results of Longpan-Qiaohou fault zone
本次研究通过断层破碎带构造岩粒度、密实程度、性状（软、硬）、不同期次断面切割关系、碎粉岩、断层泥胶结情况，辅以必需的黏土矿物类型、含量测试、石英微形貌鉴定、取样测年等手段，对滇中引水工程隧洞揭露的F1-1断层进行了活动部位确定及分带（图1和图2），最新活动的部位为粒度相对均匀且最细的灰色碎粉岩带。
图1 龙蟠—乔后断裂带分段示意图Fig.1 Segmentation diagram of Longpan-Qiaohou fault zone
断层F1-1上盘岩体受断层活动影响，岩体呈碎裂状（①带），宽度大于30 m，岩体中局部可见顺岩层面发育的次级断面，沿断面可见宽约10~30 cm角砾岩、碎粒岩带，岩体中方解石脉发育（照片1、2），取方解石进行了U系测试，测试结果（图3）显示在400~500 ka曾有过一次强烈的活动，并有热液侵入。
洞内揭露主断层面倾向285°，断面呈微波状，整体倾角约70°，向下游方向（南东侧）可见大块钙泥质胶结的角砾岩带（②带），宽约10 m，角砾无定向排列（照片3），揭示断层曾有一期强烈的张性活动，沿主断面分布棕黄色碎粒岩、碎粉岩带（照片4），宽约20 cm，采集碎粉岩样品进行了石英微形貌及定向微观运动学特征研究。
图2 龙蟠—乔后断裂带F1-1断层隧洞开挖段构造地质编录图Fig.2 Structural geology catalogue of the excavation section of the branch fault F1-1 of F1 fault zone
图3 龙蟠—乔后断裂带方解石年龄频谱图Fig.3 Calcite age spectrum diagram from Longpan-Qiaohou fault zone
隧洞开挖揭露角砾岩带（③），可见宽约8 m，夹条带状碎粉岩、碎粒岩带（照片5），结构软弱，遇水后松散，强度低，带内次级断面发育，连续变形迹象明显，黏土矿物含量逐渐增多。
截至投稿之日，隧洞仅揭露部分碎粒岩、碎粉岩带（④），夹断层泥及泥化碎粉岩，呈灰绿色－灰白色条带状（照片6），与地表及钻孔内揭露的特征一致（照片7），失水后呈细砂及粉末状，揭露宽约3 m，带内小断面发育，多呈弧形，擦面平滑，可见斜擦痕，擦痕倾伏角25°左右；碎粉岩带中有不切砾追踪微破裂、弧形或勺状擦痕；碎粒中见有研磨面、研磨坑以及擦面平滑的弧形擦痕等现象，指示断层具有蠕滑运动特征。碎粒岩、碎粉岩带工程力学性状差，为活动断裂软弱带和最新活动带，宽度约8 m。取样进行黏土矿物含量测试，碎粉岩和断层泥定向样进行微观运动学特征研究，断层泥样进行石英微形貌、矿物学（XRD分析）研究。根据构造岩特征，结合地表构造测绘、钻孔揭露，综合分析认为龙蟠—乔后断裂带F1-1断层自中更新世以来至少有过4次活动，全新世以来至少活动1次。
