珠海市工程地質條件
A. 工程地質條件的要素是什麼
(1) 地層的岩性:是最抄基本的工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性 相關書籍 、產狀、成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等。 (2) 地質構造:也是工程地質工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義。 (3) 水文地質條件:是重要的工程地質因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等。 (4) 地表地質作用:是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大。 (5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代。平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇。
B. 工程地質條件 工程地質問題
工程地質條件復
定義:與工程建築制有關的地質要素的綜合(或者說各種對工程建築有影響的地質因素的總稱)。
包括以下六個方面:
1.地形地貌條件
2.地質結構和地應力
3.岩土類型及其工程地質性質
4.水文地質條件
5.物理地質現象
6.天然建築材料
工程地質問題的定義:與人類工程活動有關的地質問題。
它影響建築物修建的技術可能性、經濟合理性和安全可靠性。如建築物所處地質環境的區域構造穩定問題,地基岩體穩定問題,地下硐室圍岩穩定問題和邊坡岩體穩定問題,水庫滲漏問題,淤積問題,浸沒問題,邊岸再造及壩下游沖刷問題,以及與上述問題相聯系的建築場地的規劃、設計和施工條件等方面的問題。工程地質工作的基本任務在於對人類工程活動可能遇到或引起的各種工程地質問題作出預測和確切評價,從地質方面保證建設事業的技術可能性、經濟合理性和安全可靠性。
C. 工程地質條件和水文地質條件怎麼分析
工程地質條件分析來:
工程地質條件自是指與工程建設有關的地質條件總和,它包括土和岩石的工程性質、地質構造、地貌、水文地質、地質作用、自然地質現象和天然建築材料等幾個方面。
主要通過以下幾點對不同地區進行具體分析:
1、對工程場地穩定性與適宜性分析、評價。
2、對工程場地環境工程地質條件評價。在評價場地自然條件的同時,還應預測工程與場地的相互影響及可能引發的工程地質問題。
3、為設計提供地質參數。
4、根據場地地質條件,為設計提供工程措施意見。
水文地質條件分析:
水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。
因此根據分析地點具體特徵根據以上要素進行分析。
D. 什麼叫工程地質條件包括哪些內容
工程地質條件是對工程建築有影響的各種地質因素的總稱。
主要包括地形地內貌、地層岩性、地質構造、地震容、水文地質、天然建築材料以及岩溶、滑坡、崩坍、砂土液化、地基變形等不良物理地質現象。
工程建設前需對建築物場地的工程地質條件進行調查研究,包括:該場地以往建築經驗,已發生過的工程事故的原因、防治措施和後果,建築物沉降、變形及地基地震效應等;分析和解決主要工程地質問題; 選擇工程地質條件優良的地點; 提出保證建築物的穩定性和正常使用的地基處理措施等。
拓展資料
自然條件是因地而異的,建築物類型和性質也各不相同,因而在不同的情況下作為重點研究對象的工程地質條件也是因地因工程而異,如在山區建築,與場地穩定性有密切關系的地質現象(地層褶皺、斷裂、滑坡、岩溶等)往往是重要的地質條件。
對地下建築來說,地質構造對建築物的穩定性有很大影響,而岩石產狀、斷層、節理和破碎帶的性質與分布等是重要的地質條件。
已有的工程地質條件在工程建築和運行期間會產生一些新的變化和發展,構成威脅影響工程建築安全的地質問題稱為工程地質問題。
由於工程地質條件復雜多變,不同類型的工程對工程地質條件的要求又不盡相同,所以工程地質問題是多種多樣的。
E. 一、什麼是工程地質條件,包括哪些方面
工程地質條件是指對工程建築有影響的各種地質因素的總稱。主要包括地形地貌、地層岩性、地質構造、地震、水文地質、天然建築材料以及岩溶、滑坡、崩坍、砂土液化、地基變形等不良物理地質現象。
工程地質條件即工程活動的地質環境,可理解為工程建築物所在地區地質環境各項因素的綜合。一般認為它包括岩土(岩石和土)的類型及其工程性質、地質構造、地形地貌、水文地質條件、地表地質作用和天然建築材料等。
岩土的類型及其工程性質
這是最基本的工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性、產狀、成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等。
地質構造
地質構造是工程地質工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵。地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義。
水文地質條件
這是重要的工程地質因素,地下水是降低岩、土體穩定性的重要因素,又在某些情況下對建築物的某些部位(如基礎)發生侵蝕作用,影響建築物的安全。它包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和水質等。
地表地質作用
是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大。
地形地貌
地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等,地貌則說明地形形成的原因、過程和時代。平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和線路的選擇。
天然建築材料
工程中常用的天然建築材料主要有:粘性土料、砂性土、砂卵礫石料、碎石、塊石石料等,在大型土木及水利工程中,天然建築材料的量、質及開采運輸條件等,直接關繫到場址選擇、工程造價、工期長短等,因此,它也是工程地質條件評價的重要內容,有時甚至可以成為選擇工程建築物類型的決定性因素。
(5)珠海市工程地質條件擴展閱讀:
這些主要工程地質條件又分為場地地質和地基兩個方面。在不同勘察階段,對這兩個方面的側重應有所不同,但不能偏廢,如在選址和初步勘察階段,勘察工作側重在場地地質,同時也對地基進行一定的研究。在詳勘階段則多側重地基問題,但也要對場地地質作必要的調查研究工作。
自然條件是因地而異的,建築物類型和性質也各不相同,因而在不同的情況下作為重點研究對象的工程地質條件也是因地因工程而異,如在山區建築,與場地穩定性有密切關系的地質現象(地層褶皺、斷裂、滑坡、岩溶等)往往是重要的地質條件;
對地下建築來說,地質構造對建築物的穩定性有很大影響,而岩石產狀、斷層、節理和破碎帶的性質與分布等是重要的地質條件。
工程地質條件的好壞是對建築地區,場址選擇,建築總平面布置,以及主要建築物地基基礎工程的設計與施工都有密切關系和影響,必須在工程建築設計前將該地區的工程地質條件預先查明。
F. 工程地質條件
你好,根據你的提問,我認為工程地質的條件一般是指在比較平坦的道路上或者是比較適合施工的地質。
G. 粵港澳跨海大橋海域工程地質特徵
馬勝中1,2陳炎標1陳太浩1
(1.廣州海洋地質調查局 廣州 510760;2.中國地質大學(北京)北京 100083)
第一作者簡介:馬勝中,男,1968年生,高級工程師,在職工程碩士,主要從事地震資料解釋、環境工程地質、海洋地質及綜合研究工作。
摘要 根據地球物理探測、海底取樣、鑽探及現場測試等實測資料詳細分析,發現粵港澳跨海大橋海域具有獨特的自然條件以及復雜的海洋工程地質特徵。海底地形地貌較為復雜,存在含淺層氣區、活動性斷層、沙波、地震活動、不規則基岩、埋藏古河道、沖刷槽溝和水下淺灘等潛在災害地質因素,尤其粵港澳跨海大橋是特大型建築,它經過的海域分布著多種潛在的地質災害,應引起重視。
關鍵詞 工程地質 災害地質因素 粵港澳跨海大橋
1 前言
粵港澳跨海大橋是連接廣東深圳、珠海和香港、澳門的特大型橋梁,橋址海域處於珠江口伶仃洋,伶仃洋是北江、西江、東江三大水系匯集的入海口,呈向南展開的巨型喇叭狀,是一條通達五洲四海的黃金水道。
從20世紀90年代以來,珠江東、西兩岸的經濟發展呈現很不平衡的態勢。因此,加強珠江兩岸的經濟聯系,已經是刻不容緩,勢在必行。同時,橫跨兩岸唯一的大橋——虎門大橋,預測5~8年後達到飽和狀態。早在1992年,珠海市政府提出了粵港澳跨海大橋的工程方案。跨海大橋工程規模巨大,工程條件異常復雜,工程地質工作顯得特別重要。
眾所周知,為保障這些海上工程及作業安全,必須了解海底的工程地質條件,查清潛在災害地質因素。為此,本文根據大量地球物理探測、海底取樣、鑽探及現場測試等實測資料,結合周邊區域資料,對粵港澳跨海大橋區海域的海底地形地貌、淺地層、底質及災害地質因素進行分析,為粵港澳大橋區選擇和架橋提供基礎地質資料和科學參考。
2 海底地形地貌
伶仃洋三面靠陸,南向南海,為珠江三角洲斷陷盆地的泄水窪地,其為帶狀河口灣和潮汐通道,由於河流和海水潮汐、波浪的共同作用,灣內岸淺曲折,灣汊眾多,岬角奇突,階地、沙灘依岸,島嶼、沙壩分列,淇澳島、內伶仃島東西扼守,珠江口外群島星羅。珠江口-伶仃洋既是通航要道,又是天然良港,萬噸輪自由舶駛,海水終年無封凍。
伶仃洋海底地形總體上呈三灘兩槽分布,從西向東依次為:西灘、伶仃水道、中灘(礬石淺灘)、礬石水道、東灘。水下地形走勢受其影響,東西向地形變化較大,起伏相間。等深線大致沿水道呈NNW—NW方向分布。主航道基本在河床中央一線,由天然沖刷和人工疏浚的伶仃水道、礬石水道組成,水深一般6~10m,在香港爛角嘴以西礬石水道最深,超過22m。向東西兩岸河水變淺至0.2~2.0m。在番禺新墾以東,兩水道匯合,與北面的龍穴水道相接。主航道在部分河段有東向偏移的現象。
伶仃洋為喇叭形河口灣,灣內較大的地貌單元為三灘兩槽,其上發育有許多小地貌類型。伶仃洋海底地貌類型主要包括:槽溝、沙波、窪地和淺灘等。主要的槽溝為三灘兩槽中的兩槽,西槽——伶仃水道和東槽——礬石水道,兩水道上溯至蕉門口附近匯合,形成一條大槽溝,連通龍穴水道和川鼻水道,直抵虎門。槽溝內地形起伏較大,凹凸不平,大小不等的窪地居於其中,以及發育NE向的小型沙波。西槽——伶仃水道受蕉門來沙和西灘迫淤的影響,水道嚴重淤淺萎縮。槽溝屬於自然和人工相互作用的地貌類型。河流和潮流的沖淤作用,在口門處形成水道,由於人類的需要(通航或泄洪等),在原有的槽溝上或周圍,進行了挖沙清淤或圍墾造地活動,既改變了槽溝的面貌,也改變了周圍的水動力環境。
在伶仃洋的西岸,承泄了虎門、蕉門、洪奇門、橫門等眾多水道的來水和攜沙,受水流分異作用和泄載沖積,水道口外多有淺灘、沙壩堆積或槽溝發育。臨岸港灣則多見軟泥淤填,有圍墾造田,水產養殖之便,伶仃洋出口有淇澳島和內伶仃島。
3 淺層地球物理特徵及層序
根據3.5 kHz淺層剖面和單道地震剖面,依據反射波的特徵劃分出三個反射層序A、B、C(圖1)。
層A:為水平層,反射能量較弱,連續性好,為平行整一的披蓋式反射結構。
該層厚度變化較大,為0~26.4m,總體上近岸和近島厚度小,離岸和河道範圍內厚度變大的趨勢。內伶仃洋北部厚度最大,東部的大鏟島附近該層缺失。
層B:為一套中低頻、中振幅、中低連續的反射層組,雜亂式充填、河谷充填型,基本平行、亞平行反射結構。層B全區廣泛分布,與層A呈不整合接觸,層B頂面經嚴重削蝕,底面為起伏的基岩,與下伏地層呈上超關系。
層B內部有些反射較為紊亂、無層次,反射能量時強時弱,地層有起伏,具有河谷充填型的陸相沉積特徵,可能是一個沖刷剝蝕、沉積較活躍的異常地區,局部可見小范圍的河道侵蝕特徵。
層C:為一套中低頻、中振幅、低連續的弱反射層組,雜亂反射結構,為基岩面。
根據層C內部的反射特徵,結合鑽探、陸地和附近島嶼地層的分布情況,認為層C主要為基岩風化物和基岩。深圳香港-珠海澳門海域的基岩有三種類型:一是花崗岩,主要為燕山三期(
基岩埋深變化較大,為0~-64.1m,總體上近岸邊和近島變淺,離岸和河道內變深的趨勢。
圖1 單道地震剖面顯示的層序和斷層、埋藏古河道
Fig.1 Sea-floor buried ancient-river channels and Fault
鑽孔揭露層A的沉積物主要為粘土質砂和砂-粉砂-粉砂質粘土。據淺層剖面反射特徵,結合區域地質資料、海底取樣和鑽孔資料分析,層A地質時代為全新世冰後期海侵以來逐漸堆積而成的沉積物,層A反射層序主要為全新世淺海相沉積,但局部受河流影響,有河道沉積。岩性主要為粘土質砂和粉砂質粘土,含貝殼等生物碎屑。
鑽探揭示層B為一套粘土質粉砂、細砂-粗砂(含礫)、粉砂質粘土—粘土,以陸相沉積和剝蝕為主,局部為海陸交互相沉積。從其頂界R1界面起伏不平被侵蝕的特點,對比伶仃洋段大橋鑽探的地層資料,據14C測年,層B取得的樣品測年年齡均大於15000 a(B.P.),結合區域岩性和古生物資料,可以認為是層B沉積後期受到侵蝕所造成的,推斷層B的地質時代為晚更新世,它以凹谷充填在前第四系基底的河谷低地。
4 工程地質特徵
表層沉積土類型共有四類,即:流泥、淤泥、淤泥質土、淤泥混砂或砂混淤泥。
海底表層土微型貫入承載力為15.5~52.1kPa,平均值為30.6kPa。扭力十字板不排水剪切強度為2.8~11.6kPa,平均值為6.7kPa。
海底表層土凝聚力(三軸抗剪)為0.3~18.6kPa,平均值為8.8kPa。在淇澳島至內伶仃島、內伶仃島至大鏟島一帶變化較大,為1.6~10.0kPa。
海底表層土摩擦角(三軸抗剪)為2.31°~14.9°,平均值為4.88°。在淇澳島至內伶仃島、內伶仃島至大鏟島一帶變化較大,為3.7°~10.2°。
海底表層土天然含水率為27.6%~111%,平均值為76.7%。在內伶仃島以北至大鏟島、淇澳島以北區域變化較大,為43%~95%,總體變化趨勢為由岸邊至江心逐漸減小。
海底表層土天然孔隙比為0.701~2.861,平均值為2.016。在內伶仃島以北至大鏟島區域、淇澳島附近以北區域變化稍大,為1.0~2.2、1.6~2.5,總體變化趨勢為由岸邊至中心逐漸減小。
海底表層土壓縮系數為0.44~3.380MPa-1,平均值為1.55MPa-1。在淇澳島以北區域變化較大,為1.0~2.2MPa-1。
綜上所述,海底表層土的凝聚力、摩擦角、天然含水率、天然孔隙比和壓縮系數在淇澳島-內伶仃島-大鏟島一帶變化較大,在其餘區域變化較為平緩;天然含水率和天然孔隙比的總體變化趨勢還有一個特點,即由岸邊至江心逐漸減小。
自海底而下工程地質層有:
(1)覆蓋層
a.全新世海相淤泥,灰-黑灰色,流塑,飽和,富含有機質,厚度6.0~25.0m。
b.粘土,褐黃、橘紅、灰白等雜色,不規則花斑狀構造,可塑為主,為沉積間斷時期的風化產物。僅見於東、西部,厚1.5~5.6m。
c.淤泥質土,全新世海相沉積,暗灰、灰黑,流塑-軟塑,全區廣布,厚度平均10.0m。
d.砂層,發育於晚更新世晚期,有粉、細砂、中、粗砂和礫砂、圓礫、卵石,分選差,相互交錯過渡,常呈透鏡狀,厚薄不等,楔狀產出,具有上細下粗的層序結構。砂層多為中密-密實,上部稍密-中密,向兩岸厚度在10~15m,且變薄尖滅,中間地段最大厚度在24.0~37.0m。
(2)基岩
由燕山期花崗岩、古生代花崗片麻岩、震旦紀花崗片麻岩、白堊紀含礫粗砂岩和硅化角礫岩、碎裂花崗岩組成,岩性復雜多變,明顯受區內構造斷層影響,岩石單軸飽和抗壓強度25.0~106.0MPa。基岩面在東西兩端高差起伏很大,埋深0~45.0m之下,中部埋深多在55.0~60.0m。
5 主要地質災害因素
海底地質災害因素是指海底及以下地層中,對於海上構築物的建設和安全具有某種直接或潛在危險的地質因素(馮志強等,1995)。分析結果表明,區內主要地質災害因素有淺層氣、活動性斷層、沙波、地震活動、不規則基岩、埋藏古河道、沖刷槽溝和水下淺灘(圖2)。它們對海上構築物均有直接或潛在危險性。
5.1 淺層氣(反射模糊區)
海底淺層氣主要分布於河口與陸架海區的淺沉積層中,既是一種常見的地質現象,也是一種十分危險的海洋災害地質因素。據調查,在我國東南沿海及長江流域的沖積平原區,如江蘇、浙江、安徽、上海、福建、廣東、湖北、湖南等地都有淺層氣分布(葉銀燦等,2003;陳少平等,2004)。
圖2 深圳香港—珠海澳門海域潛在地質災害因素分布示意圖
Fig.2 Distribution map of potential geological hazard factors in LingdingYang area
珠江口淺層氣以生物成因為主,主要成分為甲烷、二氧化碳、硫化氫、氮氣、氨氣等。受上覆水層、土層、岩層壓力作用,淺層氣多沿斷層或裂隙向上運移。淺層氣以沉積物中氣的形式存在時,沉積物中的氣體改變了沉積層土質的力學性質,使其強度降低,結構變松,破壞了土質原始穩定性,減小了基底支撐力,在外載荷重下,含氣沉積物會發生蠕變,可能導致下陷,側向或旋轉滑動,導致其上的建築物最終失去平衡,發生傾斜壓塌。層狀儲集的淺層氣層,其含氣量大,有一定的壓力,一旦平台樁腿插於其上,輕則造成設備受損,重則造成鑽井過程中的「井噴」事故,危害巨大。在美國墨西哥灣、英國北海、印度尼西亞爪哇海、阿拉斯加海、波斯灣、加勒比海等水域進行海洋油氣資源勘探開發時,由於對淺層氣調查和認識不足,都曾造成一定的災害損失(馮志強等,1995)。
珠江口沉積物厚度較大,以富含有機質的陸源碎屑沉積物為主,尤其在泥質沉積層中以腐殖型為主的有機質豐度頗高,在生物降解作用下,有利於生物氣(沼氣)等生成,這類氣體無需經長距離運移,就可能被陸架水下河道沙體、三角洲沙體等類型的儲集層近源捕獲而聚集,亦可呈游離狀分散在區域層間,形成大范圍的含氣沉積物。
淺層剖面和單道地震記錄顯示,含氣沉積物層間反射雜亂,連續性較好的反射波突然中斷,同相軸時隱時現,或完全消失,或反射模糊,伴有空白帶,呈柱狀、囊狀、條帶狀或不規則狀(圖3),在不同水深,都發現了這種沉積層的含氣特徵。這是由於地層含氣量增加,使地震傳播速度降低,反射波能量快速衰減造成剖面上形成聲學空白帶,即淺層氣在剖面上表現為「反射模糊區」(馮志強等,1995)。在淺層氣大量溢出的地方常引起海底地形的凹凸不平,聲吶記錄上多為麻坑狀顯示。
淺層氣與古河道關系密切,古河道常出現異常地震反射,即聲波被吸收或嚴重屏蔽,產生反射空白帶、區,為含氣沉積物。古河道的沉積物、充填物,以陸源碎屑為主,含有比較豐富的有機質,河流的快速搬運堆積,將其迅速掩埋,隨著河流體系、岩相古地理條件的改變,有機質在一定熱變質或生物作用下,可能演化成甲烷、沼氣,這些氣體呈分散狀滲透在河道沉積物的層間,或者聚集在河流沙體中產生氣囊,成為含氣地層。
圖3 淺層剖面顯示的反射模糊區
Fig.3 Soil layer with gas
珠江口近岸共發現一處大的淺層氣區和多處小范圍的淺層氣區,淺層氣區總面積大約420km2,其中以伶仃洋西側海域淺層氣分布范圍最廣,淺層氣區位於伶仃洋水道西側,從東四門沿水道下行,至桂山島南側,但埋藏深度不甚清楚,含氣地層厚度不明。總體說來淺層氣分布主要沿珠江的八大門下行,在河流下切形成的入海古河道、分支河道、河漫灘等分布較廣,主要貯存於第四紀沉積物中,淤泥層為蓋層。
5.2 活動性斷層
在海洋工程上一般將其定義為晚更新世以來仍有活動的斷層。其形成原因是由於地殼活動和沉積作用引起地層的錯動,造成兩盤沉積物厚度不同。
斷層引起的地面錯動及其伴生的地面變形,往往會損害跨斷層修建或建於附近的建築物,同時斷層還會導致海底產生過大的差異沉降,對海洋工程危害巨大。
區內中部發現一條第四紀以來有過活動的淺正斷層(圖1),位於114°45′00″~114°50′00″E,22°25′30″~22°29′00″N之間,內伶仃島以北1.5km。呈北西向延伸,長7km,斷層距海底25m以內,基岩被切割,其上第四系部分錯移,斷距7~25m,從西北往東南斷距變大,傾角50°~80°,鑽探也揭示該斷層的存在。
根據鑽探和區域地質構造資料,NEE向五華-深圳斷裂帶潛入伶仃洋後,可分為九尾嶺斷裂和橫崗-羅湖斷裂,並切穿橋址基岩。
a.九尾嶺斷裂:該斷裂東起深圳橫崗,呈NEE斷續延伸,過蛇口,出赤灣,在內伶仃島西北處斜切橋軸線,直插珠海唐家灣,其走向為NE45°~60°,斷面傾向東南,傾角70°以上。
b.橫崗-羅湖斷裂:該斷裂東起橫崗,NEE延伸達羅湖,基本平行深圳灣的南岸,在香港爛角咀外斜切橋軸線,貫穿伶仃洋,過橫琴島北側,繼而西延,以及NW走向的龍頭山斷裂、白泥-沙灣斷裂、淇澳-桂山島斷裂切過橋址。
區內是珠江三角洲斷陷盆地區,多組斷裂在此交會,活動斷裂的交會地帶是發生強烈差異運動的場所,經常伴生地震,引發次生地質災害。
5.3 沙波
沙波是砂質海底在水動力作用下所形成的。當水動力條件改變時,特別是在風暴潮的作用下,沙波的形態和分布都會發生變化,並產生移動。當地震活動發生時,振動可能引起沙體液化。沙波的遷移、活動和改造,不但直接影響錨泊,而且對其上的工程設施會造成極大的危害。沙波的遷移對其移動前方的工程設施,亦有掩埋、沖擊、拖曳等嚴重威脅,因此對活動沙波的移動方向和速率的研究極為重要。
在物探剖面上,海底沙波表現為海底反射呈連續鋸齒起伏,強振幅,海底二次反射波較強,在淺層剖面上砂質結構的海底對其下形成反射屏蔽;通過對旁側聲吶圖像分析,表現為有規律的黑白深淺相間的反射。
區內發現有多處海底沙波,沙波主要沿槽溝分布。波高一般小於1m,波峰走向以NE向為主,與水流方向近正交。它們的存在指示海底泥沙運動較強,海底穩定性差,當台風或颶風發生引起風暴潮時,沙波的形態及分布均可能發生變化和位移。
5.4 不規則淺埋基岩
不規則淺埋基岩在物探剖面上主要表現為其界面反射多為圓錐狀或尖峰狀強反射,而其內部反射模糊,無層次,反射形態為隨機的高低起伏,部分可見繞射波。
對於工程建設,基岩是很好的承力層,但若基岩面起伏不平,高低差異較大,由於其與圍岩岩性的不均一,就會產生承載力的差異。
區內不規則淺埋基岩廣泛分布,不規則基岩面埋深為-14.4~-67.3m,起伏變化較大,東部大鏟島周圍,西南部淇澳島東面,內伶仃島北面,埋深較小,變化大,局部地方,出露海底成為暗礁。
5.5 埋藏古河道
在單道地震剖面上,埋藏古河道(圖1)的底界呈連續波狀起伏的強反射,內部的雜亂相為辮狀河道沉積。有的底界面反射波下凹,內部反射有些雜亂,為砂礫充填物;有些為弱反射,為泥質充填所形成。淺層剖面上可看到河道底界面下凹、連續強反射特徵,內部充填物結構清晰,還可見到側向加積、頂部加積、充填物的旋迴性及斜層理等特徵。埋藏古河道的內部沉積與其圍岩岩性有較大的差異,承載力明顯不均勻,對海洋工程設施有不可忽視的潛在性危害。
古河道的沉積物、充填物以粗碎屑砂礫石為主,孔隙度較大,層間水循環快,具有較強的滲透性,在地層中經長期的侵蝕、沖刷,上覆荷載下容易引起局部塌陷,破壞地層的原始結構,造成基底的不穩定。
古河道縱向切割深度不同,橫向沉積相變迅速,在近距離范圍以內存在完全不同的力學支撐,諸如河床沙體和河漫灘泥質沉積物,顯然具有不同的抗剪強度,軟的粘土沉積在不均勻壓實或受重力和地震力的作用下,極易產生蠕變,引起滑坡,導致地質災害。
古河道的沉積物、充填物,以陸源碎屑為主,含有比較豐富的有機質,河流的快速搬運堆積,將其迅速掩埋,在一定熱變質或生物作用下,可能演化成甲烷、沼氣,這些氣體呈分散狀滲透在河道沉積物的層間,或者聚集在河流沙體中產生氣囊,成為含淺層氣地層,形成地質災害。
區內埋藏古河道發育,層A、層B均有古河道存在。這兩層的河道有的自成體系,更多的是互相疊置長期發育,河床多次遷移,形成很大的河道沉積物體系,難於劃分出具體的河道,其規模及走向無法詳細描述。有的河道直接暴露於海底,往往與海底淺槽共存,說明水動力作用較強。這種河道會直接給工程帶來麻煩。
5.6 槽溝
槽溝是海底表層沉積物遭受侵蝕沖刷而成的。主要分布在兩側島嶼狹束,潮流或水流較急的區域,是海洋工程應當避讓或必須處理的不利條件。它在各種物探調查資料上表現為海底反射波的波形發生明顯扭曲,反射界面突然斷開或下陷,兩側對稱,與周圍地形差異較大。
珠江口內伶仃洋段沖刷槽溝的發育受控於地形,槽溝是較大型的沖刷槽,伶仃洋槽溝發育。槽溝人工開挖痕跡明顯,槽溝的高度和坡度變化較大,陡峭的沖刷槽形成陡坎可能伴生滑坡。島嶼附近易發育水下沖刷槽,水下沖刷槽多與不規則基岩相伴生。槽溝可以說是較大型的沖刷槽,槽溝可以形成航道,但對海上工程則具有明顯的制約作用。
5.7 水下淺灘
水下淺灘的形成是在近岸泥沙供應較為豐富,水動力條件較弱的環境下形成的,是一種水下堆積物。當水動力條件改變時,特別是在風暴潮的作用下,淺灘的形態和分布都會發生變化,並產生移動。淺灘的遷移、活動和改造,不但直接影響錨泊,而且對其上的海洋工程設施會造成極大的危害,並對其移動前方的工程空間,亦有掩埋、沖擊、拖曳等嚴重威脅。橋區內存在許多淺灘,與周圍地形高差1~3m。
6 討論
粵港澳跨海大橋海域具有獨特的自然條件以及復雜的海洋工程地質特徵。海底地形地貌呈三灘兩槽分布,地貌類型主要包括:槽溝、沙波、窪地和淺灘等;表層沉積土類型有流泥、淤泥、淤泥質土、淤泥混砂或砂混淤泥四類;海底以下為淤泥、粘土、淤泥質土、砂層和基岩;存在淺層氣、活動性斷層、沙波、地震活動、不規則淺埋基岩、埋藏古河道、沖刷槽溝和水下淺灘等潛在災害地質因素,這些地質災害是潛在的威脅;當然,這些潛在的地質災害並非一觸即發,在有斷層活動、地震或較大的災害性天氣影響下可能誘發。
橋址區厚層狀、流塑、高壓縮性淤泥質軟土層,具有低強度、高壓縮性、靈敏度較高特性,在震動作用下則可能會產生觸變現象,其工程性質極差,不利於工程築構;粉砂、細砂層存在地震液化問題;岩石殘積土、全-強風化岩遇水具崩解性。
基岩風化深槽的巨大差異,新鮮基岩的岩面埋深變化,不利於工程構築基礎的選型,不利於持力層的選擇,尤其對荷載較大的跨海大橋,從其持久耐用、安全牢靠,不得不到較深部基岩中去選擇持力層時,增加了基礎工程的難度。
伶仃洋面臨南海,是台風和熱帶風暴登陸點之一,台風和熱帶風暴也是區內最嚴重自然災害之一。特別是,極端的風荷載不利於高層建築或長距離、大跨度懸空構築。
對付地質災害主要以預防為主,首先查明各種地質災害的成因、分布和發育規律,並對一些具有較大潛在危險的地質災害進行必要的監測、預報以便防避,或制訂抑制災害形成和發育的有效措施,對於漸發性的地質災害則要加強災害成生規律的研究。
1)各種地質災害因素,如大型活動斷層等。由於無法控制這些地質災害因素,工程必須謹慎而行。
2)對於較小的、不具活動能力的限制性地質條件,可以採取措施予以清除,如用爆破的方式清除底部出露或淺埋基岩。
3)對一些規模小、處於能量積累過程中的地質災害因素,可以採取人工方法,誘使其提前發生,減小能量,增強穩定性。
4)對一些小規模的地質災害因素,在施工期較短的情況下可採用加固的方法,使工程順利進行。
參考文獻
陳少平,孫家振,沈傳波,等.2004.杭州灣地區淺層氣成藏條件分析.海洋地質與第四紀地質,24(2):85~88
馮志強,馮文科,薛萬俊,等.1996.南海北部地質災害及海底工程地質條件評價.南京:河海大學出版社,5~123
葉銀燦,陳俊仁,潘國富,等.2003.海底淺層氣的成因、賦存特徵及其對工程的危害.東海海洋,21(1):27~36
Engineering Geological Features of The Bridge of Guangdong And Hong Kong And Macao
Ma Shengzhong1,2Chen Yanbiao1Chen Taihao1
(1.Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760;2.China University of Geosciences,Beijing,100083,China)
Abstract:Based on geophysical prospectings,acoustic survey,core sampling and geotechnical test,the offshore of Hong Kong is found to has special natural conditions but complex topographical and geomorphological sea floor features.There are many geological hazard factors such as seismic,landslide collapses,buried river channels,faults,sand wave,shallow gas and possible liquefaction of sand,which will bring potential dangers to this area.Especially at the edge of the continental shelf and slope of the study area,the deep slope may cause potential geological hazard.Attention should be paid to dangerous factors.
Key Words:engineering geology geological hazard factors the bridge of Guangdong and Hong Kong and Macao
H. 工程地質條件包括哪些因素
(1) 地層的岩性:是最基本的工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性 相關書籍
、產狀版、權成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等.(2) 地質構造:也是工程地質工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義.(3) 水文地質條件:是重要的工程地質因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等.(4) 地表地質作用:是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大.(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代.平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇.
I. 工程地質條件和水文地質條件怎麼分析
工程地質條件分抄析:
工程襲地質條件是指與工程建設有關的地質條件總和,它包括土和岩石的工程性質、地質構造、地貌、水文地質、地質作用、自然地質現象和天然建築材料等幾個方面。
主要通過以下幾點對不同地區進行具體分析:
1、對工程場地穩定性與適宜性分析、評價。
2、對工程場地環境工程地質條件評價。在評價場地自然條件的同時,還應預測工程與場地的相互影響及可能引發的工程地質問題。
3、為設計提供地質參數。
4、根據場地地質條件,為設計提供工程措施意見。
水文地質條件分析:
水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。
因此根據分析地點具體特徵根據以上要素進行分析。