港珠澳大桥岛隧工程岩土工程勘察标准与评价.docx

港珠澳大桥岛隧工程岩土工程勘察标准与评价 澳门大桥横跨香港、珠海和澳门，该桥通过珠江三角洲的海口。分类项目包括桥梁、隧道和人工岛。进行准确的岩土工程评价是基础设计的根本,而岩土工程特性评价的精度取决于工程地质单元层划分的合理性。 港珠澳大桥先后进行了工可阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段及施工图补充勘察,采用的规范标准不一,包括中国标准规范、BS规范、ASTM规范及香港标准等,国内外设计人员在应用时对不同的单元体系划分的地层有不统一,使用时比较混乱。为统一不同的规范标准间工程地质单元体系的差别,同时也满足香港、澳门、中国三地标准要求,本文通过港珠澳大桥岛隧工程等勘察资料,建立一套符合英国标准(BS)和中国标准(GB)工程地质单元层,为珠江三角洲入海口工程地质单元层确定提供初步依据。 1 区域地质盖数 1.1 地貌因素分析 珠江三角洲是组成珠江的西江、北江和东江入海时冲击沉淀而成的一个三角洲,面积大约一万多平方公里。珠江三角洲入海口场地大致可分为3大地貌区,即西部丘陵区(珠海沿岸)、东部低山丘陵区(深圳、香港)、中部和南部伶仃洋水域。港珠澳大桥位于珠江三角洲伶仃洋水域,地貌单一,呈海底平原状。伶仃洋是珠江喇叭口形的河口湾,湾顶在虎门一带,宽3 km,中部宽27 000 m,在澳门-香港之间宽58 000 m。 1.2 岩浆活动及其构造 根据《广东省区域地质志》,场区区域上位于华南褶皱系粤北、粤东北—粤中坳陷带的永梅—惠阳坳陷,经历了长期复杂的构造运动,主要有加里东、印支、燕山和喜马拉雅四期运动,以褶皱、断裂构造发育和岩浆活动强烈为特征。构造行迹以北东及北西向为主,东西向次之。特别是上新世开始的喜马拉雅运动(第二幕),继承性断裂的强烈活动引起地壳差异性的升降运动,使晚第三纪剥蚀面部分地段开始抬升,三角洲内某些断块下陷,最终形成珠江三角洲棋盘格状基底地貌。经过晚第三纪至第四纪晚更新世早期的长期剥蚀之后,场区区域上新构造运动表现为地壳差异性升降运动。总体表现为珠江三角洲边缘为上升剥蚀区,内部平原为沉降区。在沉积过程中地壳间歇性升降频繁,引起海面升降交替变化,出现了3次海侵海退3个沉积旋回。与此同时,珠江三角洲亦从古三角洲发展成老三角洲,最后发展成新三角洲。 2 工程地质单元层的划分 2.1 工程地质单元层划分原则 根据BS、ASTM、香港标准和GB土和岩石分类标准的共性,确定以下可适用于各种标准的工程地质单元层划分原则: 1)处于同一构造部位或地貌单元,并属相同的地质年代及成因类型,划分为主层。 2)具有相同岩性和物理力学性质划分为亚层。 2.2 亚层的划分 根据时代成因划分为主层,编号为带圈数字(如(1));根据岩性和物理力学性质划分为亚层,编号为阿拉伯数字(如1),见图1。 上述编号组合结合地质图件可以很直观地反映地质时代成因、性质,为进一步建立地质模型打下基础。 2.3 程地质单元主层 据港珠澳大桥工程工可、初勘、详勘和补勘地质资料,珠江三角洲入海口发育的地层主要有第四纪覆盖层、燕山期花岗岩和震旦纪变质岩。工程地质单元主层包括:第四纪覆盖层自上而下为第(1)层全新世海相松散沉积物、第(2)层更新世陆相松散沉积物、第(3)层更新世海陆交互相松散沉积物、第(4)层更新世河流相冲洪积松散沉积物、第(5)层全新世残积层,基岩层为第(6)层燕山期花岗岩、第(7)层震旦纪混合片岩和第(8)层震旦纪系混合花岗岩。岛隧简化综合地质纵剖面图(图2)显示,各单元主层区域上分布连续,厚度较为稳定。 2.4 层的划分 根据岩性和物理力学特征,对工可、初勘、详勘和补勘划分的单元亚层进行分析与归纳,确定的亚层划分如表1所示。 2.5 土粒质量主要指标 利用工可、初勘、详勘及补勘的成果,对各地质单元层的物理力学指标进行综合统计分析,确定的含水量、土粒密度、天然密度、孔隙比、塑性指数、液性指数、压缩模量(100~200 k Pa)、压缩指数、回弹指数、超固结比及标贯修正值(N1)60等指标见表2。 确定的岩石的颗粒密度、天然密度、吸水率、饱和吸水率、天然抗压强度、饱和抗压强度及干燥抗压强度见表3。 3 工程地质单元层划分的合理性 地质单元层划分后,特别绘制了物理力学指标在隧道区沿走向变化趋势(图3~图6),同时对比了孔隙比、含水率、天然密度、标贯击数的统计变异系数(表4)来说明工程地质单元层划分的合理性。 结果显示:各土层的孔隙比、含水率、天然密度、SPT等指标沿大桥隧道走向具有较好的一致性,同时变异性较小,离散性相对较小,反映了各单元土层的分层比较合理。 4 层深基坑底高程和桩基承载力层 表1~3对本区域的地层岩性及物理力学性质进行了归纳介绍,下面就上述地层的工程地质特点详细叙述。 1)第(1)层:表层软土层。 本层发育(1)1灰色淤泥-淤泥质土和(1)2