港珠澳大桥区域构造分析ppt课件.pptx

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1、港珠澳大桥区域构造分析_图文.pptx,主要内容： 一、港珠澳大桥简介 二、地形地貌与地层 三、区域断裂 四、区域地震 五、总结,一、港珠澳大桥简介,（1）港珠澳大桥是继三峡工程、青藏铁路、南水北调、京沪高铁后又一重大工程。 （2）工程包括珠海、澳门接线，珠海澳门口岸，海中主体工程，香港接线及香港口岸,总长约50km，总投资约729亿。 （3）连接粤、港、澳三地，两种不同体制的工程，由中国内地、香港、澳门特别行政区共同投资建设。 （4）建设条件复杂，技术难度大；涉及“一国两制三地”，协调量大、管理难度大。,1.1 规模,一、港珠澳大桥简介,包括三大部分：（1）海中桥隧主体工程： 东自粤港分界线

2、，止于珠澳口岸人工岛，总长约29.6km。（2）香港口岸及珠海、澳门口岸： 珠澳口岸同岛设置于珠海拱北湾附近填海区（填海面积约208公顷），香港口岸位于香港机场东北角填海区（填海面积约113公顷） 。（3）香港连接线、珠海连接线、澳门连接线： 珠海接线长13.89 km；香港接线长12.6 km，；澳门接线为连接到明珠附近的新填海区，长约200m。,1.2 组成,1.3 桥梁,一、港珠澳大桥简介,九洲航道桥,江海直达船航道桥,青州航道桥,深水区非通航孔桥,浅水区非通航孔桥,1.3 桥梁,一、港珠澳大桥简介,（1）青州航道桥： “中国结”双塔空间双索面钢箱梁斜拉桥 桥跨布置：110+126+45

3、8+126+110=930m,1.3 桥梁,一、港珠澳大桥简介,（2）江海直达船航道桥：三塔独柱中央索面钢箱梁斜拉桥 桥跨布置：129258258129774m,1.3 桥梁,一、港珠澳大桥简介,（3）九洲航道桥：风帆塔双塔独柱钢箱梁斜拉桥 桥跨布置：85+127.5+268+127.5+85=693m,1.3 桥梁,一、港珠澳大桥简介,（4）深水区非通航孔桥：110m等跨单箱双室整幅钢箱梁（技术设计）,标准联：110m等跨6孔一联，跨越Y13-1气田管线处桥跨为(110+150+110)=370m，主梁：单箱双室整幅等梁高钢箱梁，全宽33.1m，梁高4.5m。钢管复合桩基础，承台和墩身预制安

4、装，承台埋入海床。,1.3 桥梁,一、港珠澳大桥简介,（5）浅水区非通航孔桥：85m等跨组合梁方案（技术设计）,标准联：6孔一联，主梁：单箱单室分幅组合梁，全宽33.1m，梁高4.3m。整幅墩身，钢管复合桩基础，承台和墩身预制安装，承台埋入海床。,1.4 隧道,一、港珠澳大桥简介,（1）平、纵布置,平面：两岛间沉管段长5664m，东、西人工岛现浇暗埋段长均为163m，敞开段长各398m 。5500m大半径圆曲线延伸到隧道。,纵断面：最小排水纵坡0.3%，在两主航道间W形断面，隧道管节顶板最低标高-30.18m以下。,1.5 隧道人工岛,一、港珠澳大桥简介,（1）总体方案,东人工岛采用“蚝贝”主

5、题外形，总面积为103161m2，岛长625m，宽225m。除了管理养护功能外，兼有服务观光功能，设置有旅游开发、养护救援、环保安保、基础设施等设施。 西人工岛采用“蚝贝”主题外形，总面积97962m2，岛长625m，岛宽185 m。西人工岛以管理功能为主，设置运营、养护、救援站。,东人工岛功能分区,西人工岛功能分区,（含对外服务区）,（以项目管理为主）,二、地形地貌,近场区大致可分为三大地貌区，即西部丘陵区、东部低山丘陵区、中部伶仃洋水域，在西部丘陵区零星发育台地、冲海积平原、滨海平原和泻湖平原，在东部低山丘陵区发育有台地(见图3-1)。,2.1 西部丘陵区 西部丘陵区，包括沿海分布的淇澳、

6、大、小横琴等岛屿。主要为珠江三角洲的丘陵、台地，平原、滩涂地貌，间有台（丘）间谷地。 区内地势不高，高程一般小于200m，最高峰五桂山海拔530.5m，晚新生代以来以侵蚀剥蚀地形为主。丘陵走向多与北东向构造线一致，又被北西向构造线交切，地形破碎。台地，是抬升时间较新的低夷平面。区内台地又可分四级，高程6080m、4050m台地又称高台地，高程2025m、510m台地又称低台地。 在丘陵或残丘一侧还发现多处海蚀遗迹。珠海乌石岭一带有高2535m的海蚀平台，棱角咀、九州港一带发育海拔30m高度的海蚀穴、海蚀槽，坦州地区的蜘蛛山在5m高程上见海蚀鹰咀石，海拔高15m见海蚀槽穴，横琴岛深井一带海拔5m

7、左右有海蚀洞、海蚀沟。,二、地形地貌与地层,2.2 东部低山丘陵区 东部低山丘陵区，包括大屿山、香港等岛屿在内，为低山、丘陵、台地间有平原和谷地。地貌高程一般为200400m，为莲花山末端。 香港境内以山地丘陵为主，海岸线长达870公里，拥有深水良港和众多岛屿。地表形态的空间反差对比强烈。 桥轴线香港通过区为港岛西南面的大屿山、国际机场附近的观景山，其岩体主要由凝灰岩构成、局部为中粗粒花岗岩类，山峰峻峭，山坡较陡，植被茂密，沟谷切割深度一般500m。因地质构造作用而不断上隆，加上风化剥蚀强烈，形成基岩裸露的石山，偶尔可见滑坡。,二、地形地貌与地层,研究区陆域地势总体北高南低，呈阶梯状下降。北东

8、走向平行相间的长条状隆起山脉，是区内陆域构造地貌的一大特征。,2.3 海域 伶仃洋是珠江喇叭口形的河口湾，湾顶在虎门一带，宽3km，中部宽27km，在澳门香港之间宽58km。伶仃洋水面地形复杂，可分两槽三滩。 内伶仃岛以北发育中部浅滩（矾石浅滩）。 中部浅滩以东称东槽，又称矾石水道，水深大于10m，向南接暗士顿水道，水深达2049m。东槽以东为东滩，水深一般为34m。 中部浅滩以西为西槽，又称伶仃水道，水深较浅，内伶仃岛以南方达10m以上。西槽以西为西滩，水深一般为24m， 桥轴线经过处在地貌上属河口三角洲，为珠江入海口，海底表层为河流堆积形成的巨厚层淤泥层。,二、地形地貌与地层,二、地形地貌

9、,2.4 地层 工程区钻孔深度范围内覆盖层按成因、时代、岩性特征划分为4个大层组,分别为： 1层全新统海相沉积物，其岩性为淤泥、淤泥质土，厚达3040余米。 2层为晚更新统海相沉积物，其岩性主要为粘性土夹砂类土。 3、4层为晚更新统河流相冲积物,岩性自上而下变粗(粉砂)圆砾)。覆盖总厚达7080余米。基岩主要为燕山期花岗岩,局部夹震旦系变质岩,据钻探揭示及物探资料显示基岩岩面起伏较大,基岩风化程度差异显著。中微风化岩岩面埋深80120m。,二、地形地貌,桥址周围5km的桥址区，主要发育活动断裂有北北东向、北东东向、北西向和近东西向共计16条断裂（图3-3）。,三、区域断裂,白泥-沙湾断裂,淇澳

10、-桂山东断裂南段,马骝州断裂,三灶断裂,深屈狮子头山断裂,东涌长沙海滩断裂,淇澳-桂山东断裂北段,根据已有资料显示，上述断裂除淇澳-桂山东断裂、白泥-沙湾断裂活动分段显示以外，其它断裂在晚更新世以后未在活动。 与桥轴线相交的断裂有马骝洲断裂、三灶断裂、淇澳岛-桂山岛东断裂、白泥-沙湾断裂、深屈-狮子头山断裂、东涌长沙海滩断裂，其特征如下：,三、区域断裂,3.1 马骝州断裂 长49km，总体走向北东60，倾向北西，陡倾角。据资料至少有两次活动，前期为挤压兼有左旋，后期以正断层为主，兼有右旋特征。据滑动面断层物质热释光(TL) 测年，表明最晚一次活动发生在16.261.15万年。 该断裂在伶仃洋水

11、域段，港珠澳大桥ZK10钻孔处，受构造压应力作用，该孔岩芯较破碎，RQD为0，方向不一的碎裂纹切割岩石而具碎裂结构，部分碎裂纹被方解石和次生绿泥石脉充填，裂隙面附近长石多风化成土状，受力敏感的石英出现了较强的形变，普遍产生了异常波状消光，碎粒化等，地层岩性为混合花岗岩。据断层物质TL测年为23.21.6万年。上述表明，该断裂为一条中更新世活动断裂。,三、区域断裂,注：岩石质量指标（RQD）rock quality designation 用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。,白泥-

12、沙湾断裂,淇澳-桂山东断裂南段,马骝州断裂,三灶断裂,深屈狮子头山断裂,东涌长沙海滩断裂,淇澳-桂山东断裂北段,3.2 三灶断裂 长60km，总体走向为北东60。浅层人工地震和电法探测的结果表明，断层影响到上覆盖的晚更新世沉积物。 伶仃洋水域段、据港珠澳大桥浅层地震揭示到该断裂，断错晚更新世中期砂砾层下部，其基岩顶面垂直断错e断点为45m，上断点埋深89m；c断点(见图3-4)基岩顶面垂直断错为1518m，上断点埋深52m；ZK9钻孔资料表明其岩性为混合花岗岩，岩芯呈柱状、碎块状，裂隙发育，裂隙面绿泥石化，薄片鉴定表明岩石曾受过构造压应力的影响。 上述表明，三灶岛断裂最晚活动发生在晚更新世中晚

13、期。向南东，倾角80。该断裂多隐伏于第四系之下，仅在三灶岛斜尾村见出露宽达200多米的断层带。该地段岩石强烈硅化，片理化，碎裂化，见厚约0.5m的千枚岩和粉末状糜棱岩、细脉状硅质构造岩、片状碎裂岩相间排列，形成许多宽约0.94.3m不等的挤压破碎带，并有煌斑岩脉、石英脉贯入。主断面在公路一段通过。据断层糜棱岩TL测年，断裂最近一次活动发生在18.301.56万年。另据主断裂西北旁侧一小断层糜棱岩TL测定，断裂最后一次明显活动距今为5.194.41万年。在三灶岛东嘴金洋花园场地钻孔揭露出断层角砾岩，其中断层泥TL测年，断裂最后一次明显活动发生在3.230.2万年。,三、区域断裂,图3-4 港珠澳

14、大桥浅层地震c断点时间剖面,三、区域断裂,白泥-沙湾断裂,淇澳-桂山东断裂南段,马骝州断裂,三灶断裂,深屈狮子头山断裂,东涌长沙海滩断裂,淇澳-桂山东断裂北段,3.3 淇澳桂山岛东断裂 总体走向北西，区内长75km。该断裂可分南北两支，彼此呈左阶错列。而两支各自至少又由近于平行的两条断裂组成。 北支淇澳岛断裂北段在淇澳岛上沿断裂地貌上形成一北西向狭长形凹地。断裂向东南延入水域，据珠委浅层人工地震资料，在断裂部位出现基岩凹槽凹沟相对深达30m。覆盖在凹槽、凹沟上的第四系沉积物未见变动，判断为中更新世活动断裂。南段据港珠澳大桥浅层地震揭示，最新断错晚更新世中期砂砾层底部，其js断点基岩顶面垂直断距

15、为58m，上断点埋深为108m；d1断点(见图3-5 )基岩顶面垂直断距为34m，上断点埋深81m。此外，断裂东侧ZK3孔岩芯破碎，具碎裂结构，从岩石薄片看，岩石明显遭遇过强烈构造压应力作用(压性破坏)，擦痕清晰可见(见图3-6 )，碎裂纹中被碾碎成粉末状物多已被次生绢云母充填，岩石中石英出现了压碎粒化，并出现了强烈的波状消光，证实了断裂的存在。 南支桂山岛东断裂，据港珠澳大桥浅层地震探测，在桥位段ar断点，最新断错晚更新世中期砂砾石层底部，垂直断距为34m，上断点埋深74m。在牛头岛东最新断到海底，并沿断裂有第四纪基性岩溢出。再南的担尾水道断裂段，最新断错中更新统上部，并控制晚更新世以来沉积

16、，再向南顺断裂方向为一条沼气带。表明该断裂活动分段明显，桥位段为晚更新世中期，牛头岛桂山岛东断裂段活动最新，为全新世。,三、区域断裂,图3-5 港珠澳大桥浅层地震d1断点时间剖面,三、区域断裂,图3-6 钻孔岩芯中的擦痕(孔深97.5米),三、区域断裂,白泥-沙湾断裂,淇澳-桂山东断裂南段,马骝州断裂,三灶断裂,深屈狮子头山断裂,东涌长沙海滩断裂,淇澳-桂山东断裂北段,3.4 白泥沙湾断裂 区内为该断裂中南段，总体走向北西40。中间断裂段，即大屿山北水域桥位段，港珠澳大桥浅层地震揭示，bj1断点(见图3-7)最新断错中更新世中期地层，最上断点埋深51m，基岩顶面垂直断距最大为68m。此外，断裂

17、西侧的ZK1孔岩芯破碎，微风化RQD为13%，碎裂岩化，碎裂岩滑动面断层物质TL测年为9.410.61万年。 南段即陆域大澳大浪湾断裂段，长4.5km，总体走向北北西，倾向北东，倾角7080。断裂线性地貌明显，表现河谷、山垭口和海湾。在大澳宝珠潭带的中侏罗统大澳组砂岩中可见发育与断裂平行的一组密集节理带。牛过田西出露断点，发育在上侏罗统大屿山组晶屑凝灰岩中，为由密集的北北西向节理和北东向节理割切而成的角砾岩化构造带和破碎带，总宽45m。构造角砾直径为35cm。断层物质TL测年，为27870023100年。向南，担尾水道段，浅层地震揭示，最新断错中更新统晚期地层，并控制晚更新世以来沉积。 上述表

18、明，该断裂活动分段也很明显。水域桥位段，为晚更新世中晚期，陆域大澳大浪湾段为中更新世活动断裂。,三、区域断裂,图3-7 港珠澳大桥浅层地震bj1断点时间剖面,三、区域断裂,白泥-沙湾断裂,淇澳-桂山东断裂南段,马骝州断裂,三灶断裂,深屈狮子头山断裂,东涌长沙海滩断裂,淇澳-桂山东断裂北段,3.5 深屈狮子头山断裂 总体走向北北西，全长16km。该断裂由南北两支断裂组成，彼此呈右阶错列。北支水域段长13km。据港珠澳大桥浅层地震揭示，最新断错晚更新世中晚期地层，其基岩垂直断距为67m，上断点埋深26m。为晚更新世中晚期活动断裂。南支段长3km。深屈北沟内出露断点。断裂发育在上侏罗统大屿山组晶屑凝

19、灰岩内，为北西25一组密集节理带，倾角陡立，倾向多变。它与另外北东55和北西60两组节理切割，局部角砾岩化，并出现二次滑动面，表明有再次活动。据滑动面断层物质TL测年，为距今12.550.87 万年，为中更新世晚期活动的断裂。,三、区域断裂,3.6 东涌长沙海滩断裂 陆域段长5km。总体走向北北西。该断裂线性地貌清晰，为沟谷、山垭口和海湾地貌。沿断裂发育北北西向密集节理带和破碎带。在大屿山南长沙西医院边沟内见断点，为一组走向北西38的密集节理带，节理陡立，单条宽220cm，有个别沿大节理出现小滑动面，滑面断层物质TL测年，为1010008000年。在伯公坳可见宽30m的破碎带。为查明该断裂北部

20、陆域隐伏段的展布位置和活动性，在石榴埔北进行了高密度电法探测，结果表明，断层之上覆盖的晚更新世晚期以来堆积物未受影响。,三、区域断裂,北东东向断裂主要分布于氹仔岛两侧延伸至伶仃洋海域，北西向断裂主要位于大屿山及西侧海域，形成颇具规模的北西向断裂密集带，北西向断裂规模稍逊于北东向断裂，每条北西向断裂长度一般为数公里于数十公里。在地貌上往往形成负地形海峡、沟谷，控制水系的发育。 在现今构造应力场作用下，北西向断裂和北东东向断裂组成共轭断裂系统，即北西向断裂显示左旋压剪性，北东东向断裂具右旋张剪性特征，野外观察证明了这种性质，断裂附近岩石挤压破碎明显，可见擦痕，裂隙面有绿泥石化、绿云母化、糜棱化物质

21、，岩性硅化、片理化、碎裂化发育，并可见次生绢云母。 北东东向和北西向断裂都具有多次活动特征，尤其是北西向断裂，多次活动迹象明显，一般都有期煌斑岩、辉绿岩、方解石脉或石英脉侵入。 断裂物质的热释光测年资料揭示，断裂最新活动年代为距今为3.230.2万年，即活动持续到晚更新世中晚期。,三、区域断裂,3.7 断裂活动总体特征：,4.1 区域地震区、带的划分 研究区域位于东南沿海地震带内(见图4-1)，东南沿海地震带为我国东部的强地震带。东南沿海地震带是一个相对狭长的地震发生带，它北起浙江南部，南至广东的雷琼和广西地区，大致与海岸线平行。东南沿海地震带地震活动性比我国东部的华北地震区要低，但地震主要局

22、限于某些地区，其强震重复率高。据统计，东南沿海地震带。 自1067年以来总计发生Ms4 级地震117次，其中Ms55.9级地震80次，Ms66.9级地震20次，Ms77.9级地震6次。 该地震带地震活动受北东向活动断裂控制，形成若干北东向的地震条带。该地震带还存在另外一个比较明显的特征，即从沿海自东南方向向西北方向逐渐减，可以划分为内带和外带，外带地震活动强度远大于内带，Ms7级地震均发生在外带，内带没有Ms7级以上地震发生。,四、区域地震,图4-1 地震带划分图,四、区域地震,4.2 区域地震震中空间分布特征 由于地震记录存在缺失现象，所收集到的地震主要分布在陆地一侧，海域内地震有漏记。陆上

23、地震分布与活动断裂关系密切，大都在沿海岸线分布的断裂上。图4-2是区域历史强震震中分布图，区域右上方的震群为1962年3月19日广东河源6.1级地震及其前震、余震，经研究认为该地震是水库诱发导致的。虽然地震记录存在漏记，但Ms6级以上较大地震漏记的可能性不大，由港珠澳大桥工程场地地震安全性评价专题研究报告可知，该研究区内仅仅记录过2次Ms6级以上的地震，因此可以认为研究区域内的历史地震活动强度较低，频度亦较小。 小震震中分布具有继承性，在强震发生过的地方小震密集，1969年阳江6.4级地震的震中附近小震密集成群；另外，小震震中与活动断裂分布的一致性较好。从区域地震震源深度分布特点看，区域中自1

24、970年以来至今ML2.0级的地震数据，统计其震源深度分布情况。区域内ML2.0级的地震共有2879个，其中有地震震源深度参数的地震有1327个，据统计结果看，80%以上的地震震源深度在615km范围内。因此，区域地震属于地壳中上层的浅源构造地震。,四、区域地震,图4-2 区域历史强震震中分布图,四、区域地震,4.3 区域地震活动的时间特征及未来活动趋势分析 我国东南沿海地震带的地震活动在时间上具有明显的周期性，从序列分布来看(图4-3)，自1400年以来明显存在着两个活动周期，即14001710年为第一活动周期，1711年至今为第二活动周期的过程。第一活动周期的地震序列，明显展现了本带一个典

25、型的完整周期过程，第二活动周期则尚未完结。对比两个活动周期的过程，考察其序列的时间分布和能量释放的情况得知：16001605年和1918 1921年分别为两个活动周期的高潮，即大释放阶段，两者相距的时间与完整的第一活动周期所经历的时间相当一致，大约为310320年。目前，东南沿海地震带尚处于活动周期的剩余释放阶段。 现今东南沿海地震带的地震活动处于第二个活动周期中的剩余释放阶段，还要经过30年左右才能进入下一个活动周期的平静期。第二活动周期地震能量释放较分散，特别是1994年台湾海峡发生7.3级地震，1994年底至1995年1月北部湾发生6.1、6.2级地震，标志东南沿海地震带进入新的活跃期。

26、但地震序列总的趋势呈现衰减状态不会改变。未来50年内地震活动恰处于剩余释放期和下一周期的平静期的开始，这意味着地震活动处于调整和能量积累阶段，即地震活动低潮期。因此，估计在未来100年内东南沿海地震带发生大于7级的地震的可能性较小，但发生6级左右的中强震的可能性存在。,四、区域地震,图4-3 东南沿海地震带MT图和应变能释放曲线,四、区域地震,4.4 近场区地震活动特征 近场区范围内有一次历史地震发生，即1905年8月12日广东澳门外海中Ms5级地震，震中距场址的最小距离约为21km，对工程场地的影响烈度达到度，近场区内自1970年以来记录到ML2.0级以上地震20次，最大地震是1991年5月24日发生在N22.03、E113.32的ML3.5级地震，震中距场址的最小距离约为30km。说明近场区范围内地震活动较弱。图4-4是近场区现代地震分布图。,四、区域地震,