粤港澳跨海大桥海域工程地质特征

马胜中 陈炎标 陈太浩
[1]广州海洋地质调查局,广州510760 [2]中国地质大学北京,北京100083

文章摘要:根据地球物理探测、海底取样、钻探及现场测试等实测资料详细分析，发现粤港澳跨海大桥海域具有独特的自然条件以及复杂的海洋工程地质特征。海底地形地貌较为复杂，存在含浅层气区、活动性断层、沙波、地震活动、不规则基岩、埋藏古河道、冲刷槽沟和水下浅滩等潜在灾害地质因素，尤其粤港澳跨海大桥是特大型建筑，它经过的海域分布着多种潜在的地质灾害，应引起重视。
文章主题:工程地质 灾害地质因素 粤港澳跨海大桥

文章内容：粤港澳跨海大桥海域工程地质特征马胜中'陈炎标陈太浩(1.广州海洋地质调查局广州510760;2.中国地质大学(北京)北京100083)摘要根据地球物理探测,海底取样,钻探及现场测试等实测资料详细分析,发现粤港澳跨海大桥海域具有独特的自然条件以及复杂的海洋工程地质特征.海底地形地貌较为复杂,存在含浅层气区,活动性断层,沙波,地震活动,不规则基岩,埋藏古河道,冲刷槽沟和水下浅滩等潜在灾害地质因素,尤其粤港澳跨海大桥是特大型建筑,它经过的海域分布着多种潜在的地质灾害,应引起重视.关键词工程地质灾害地质因素粤港澳跨海大桥1前言粤港澳跨海大桥是连接广东深圳,珠海和香港,澳门的特大型桥梁,桥址海域处于珠江口伶仃洋,伶仃洋是北江,西江,东江三大水系汇集的人海口,呈向南展开的巨型喇叭状,是一条通达五洲四海的黄金水道.从20世纪9年代以来,珠江东,西两岸的经济发展呈现很不平衡的态势.因此,加强珠江两岸的经济联系,已经是刻不容缓,势在必行.同时,横跨两岸唯一的大桥——虎门大桥,预测5—8年后达到饱和状态.早在1992年,珠海市政府提出了粤港澳跨海大桥的工程方案.跨海大桥工程规模巨大,工程条件异常复杂,工程地质工作显得特别重要.众所周知,为保障这些海上工程及作业安全,必须了解海底的工程地质条件,查清潜在灾害地质因素.为此,本文根据大量地球物理探测,海底取样,钻探及现场测试等实测资料,结合周边区域资料,对粤港澳跨海大桥区海域的海底地形地貌,浅地层,底质及灾害地质因素进行分析,为粤港澳大桥区选择和架桥提供基础地质资料和科学参考.2海底地形地貌伶仃洋三面靠陆,南向南海,为珠江三角洲断陷盆地的泄水洼地,其为带状河口湾和潮汐通道,由于河流和海水潮汐,波浪的共同作用,湾内岸浅曲折,湾汉众多,岬角奇突,阶地,沙滩依岸,岛屿,沙坝分列,淇澳岛,内伶仃岛东西扼守,珠江口外群岛星第一作者简介:马胜中,男,1968年生,高级工程师,在职工程硕士,主要从事地震资料解释,环境工程地质,海洋地质及综合研究工作.156罗.珠江口一伶仃洋既是通航要道,又是天然良港,万吨轮自由舶驶,海水终年无封冻.伶仃洋海底地形总体上呈三滩两槽分布,从西向东依次为:西滩,伶仃水道,中滩(矾石浅滩),矾石水道,东滩.水下地形走势受其影响,东西向地形变化较大,起伏相间.等深线大致沿水道呈--方向分布.主航道基本在河床中央一线,由天然冲刷和人工疏浚的伶仃水道,矾石水道组成,水深一般6—10,在香港烂角嘴以西矾石水道最深,超过22.向东西两岸河水变浅至0.2—2.0.在番禺新垦以东,两水道汇合,与北面的龙穴水道相接.主航道在部分河段有东向偏移的现象.伶仃洋为喇叭形河口湾,湾内较大的地貌单元为三滩两槽,其上发育有许多小地貌类型.伶仃洋海底地貌类型主要包括:槽沟,沙波,洼地和浅滩等.主要的槽沟为三滩两槽中的两槽,西槽——伶仃水道和东槽——矾石水道,两水道上溯至蕉门口附近汇合,形成一条大槽沟,连通龙穴水道和川鼻水道,直抵虎门.槽沟内地形起伏较大,凹凸不平,大小不等的洼地居于其中,以及发育向的小型沙波.西槽——伶仃水道受蕉门来沙和西滩迫淤的影响,水道严重淤浅萎缩.槽沟属于自然和人工相互作用的地貌类型.河流和潮流的冲淤作用,在口门处形成水道,由于人类的需要(通航或泄洪等),在原有的槽沟上或周围,进行了挖沙清淤或围垦造地活动,既改变了槽沟的面貌,也改变了周围的水动力环境.在伶仃洋的西岸,承泄了虎门,蕉门,洪奇门,横门等众多水道的来水和携沙,受水流分异作用和泄载冲积,水道口外多有浅滩,沙坝堆积或槽沟发育.临岸港湾则多见软泥淤填,有围垦造田,水产养殖之便,伶仃洋出口有淇澳岛和内伶仃岛.3浅层地球物理特征及层序根据3.5浅层剖面和单道地震剖面,依据反射波的特征划分出三个反射层序,,(图1).层:为水平层,反射能量较弱,连续性好,为平行整一的披盖式反射结构.该层厚度变化较大,为0—26.4,总体上近岸和近岛厚度小,离岸和河道范围内厚度变大的趋势.内伶仃洋北部厚度最大,东部的大铲岛附近该层缺失.层:为一套中低频,中振幅,中低连续的反射层组,杂乱式充填,河谷充填型,基本平行,亚平行反射结构.层全区广泛分布,与层呈不整合接触,层顶面经严重削蚀,底面为起伏的基岩,与下伏地层呈上超关系.层内部有些反射较为紊乱,无层次,反射能量时强时弱,地层有起伏,具有河谷充填型的陆相沉积特征,可能是一个冲刷剥蚀,沉积较活跃的异常地区,局部可见小范围的河道侵蚀特征.层:为一套中低频,中振幅,低连续的弱反射层组,杂乱反射结构,为基岩面.根据层内部的反射特征,结合钻探,陆地和附近岛屿地层的分布情况,认为层主要为基岩风化物和基岩.深圳香港-珠海澳门海域的基岩有三种类型:一是花岗岩,主要为燕山三期(2),四期()的花岗岩类;二是第三系沉积岩,多为第三系沉积砂岩,白垩系含砾粗砂岩和硅化角砾岩;三是变质岩,震旦系和前古生代花岗片麻岩等.基岩埋深变化较大,为0一一64.1,总体上近岸边和近岛变浅,离岸和河道内变深157暑饕0——点号207100203图1单道地震剖面显示的层序和断层,埋藏古河道.1——籀的趋势.钻孔揭露层的沉积物主要为粘土质砂和砂.粉砂.粉砂质粘土.据浅层剖面反射特征,结合区域地质资料,海底取样和钻孔资料分析,层地质时代为全新世冰后期海侵以来逐渐堆积而成的沉积物,层反射层序主要为全新世浅海相沉积,但局部受河流影响,有河道沉积.岩性主要为粘土质砂和粉砂质粘土,含贝壳等生物碎屑.钻探揭示层为一套粘土质粉砂,细砂?粗砂(含砾),粉砂质粘土一粘土,以陆相沉积和剥蚀为主,局部为海陆交互相沉积.从其顶界界面起伏不平被侵蚀的特点,对比伶仃洋段大桥钻探的地层资料,据测年,层取得的样品测年年龄均大于15000(..),结合区域岩性和古生物资料,可以认为是层沉积后期受到侵蚀所造成的,推断层的地质时代为晚更新世,它以凹谷充填在前第四系基底的河谷低地.4工程地质特征表层沉积土类型共有四类,即:流泥,淤泥,淤泥质土,淤泥混砂或砂混淤泥.海底表层土微型贯人承