西江斷裂三水龍池崗段對跨江大橋影響分析

馬建朋

(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510000)

斷裂尤其是活動性斷裂對公路工程尤其是橋梁、邊坡工程影響較大。廣東省內(nèi)公路工程建設(shè)周期短，地勘外業(yè)時間緊，多數(shù)地勘報告中往往對斷裂的詳細展布調(diào)查粗糙、評價深度不夠，對后續(xù)設(shè)計及施工影響較大。

本研究以富龍西江特大橋為例，詳細調(diào)查了西江斷裂龍池崗段的展布，分析其對橋梁工程的影響，為橋梁選址及設(shè)計提供依據(jù)，可為類似的重點工程提供參考。

1 項目概況

擬建佛山市富龍西江特大橋是一座跨西江特大橋，采用斜拉橋方式，主跨680 m，橋梁全長1 761.79 m，項目東起高明區(qū)富灣鎮(zhèn)，向北跨越西江，于三水區(qū)白坭鎮(zhèn)龍池崗順接龍池立交橋，雙向6車道，設(shè)計時速80 km/h，按照一級公路標準兼顧城市道路功能的標準建設(shè)。

場地地處三角洲平原及西江，根據(jù)鉆探成果揭示，場區(qū)巖性組合表層多為素填土，褐黃色、黃褐色粉質(zhì)黏土，淤泥，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，淤泥質(zhì)砂類土，砂類土等組成，厚度小于60 m；底部多為下侏羅-上三疊統(tǒng)粉砂巖、砂巖、煤層及石炭系下統(tǒng)大塘階石橙子段灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r、煤層等。

2 項目區(qū)西江斷裂展布情況

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)及調(diào)繪資料，場區(qū)分布西江主干斷裂及F1斷裂、F2斷裂等多個西江斷裂的雁列式斷裂，其中F1處分布斷層崖(圖1)，F(xiàn)2處多分布馬刀樹(圖2)。

2.1 西江主干斷裂

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，西江斷裂位于三水盆地西緣邊界，走向320°～340°，傾向北東，傾角陡；由數(shù)條相距5～8 km、大致平行的主干斷裂組成；沿西江水系分布，斷裂組控制了珠江三角洲盆地的西部邊界，地表多為第四系覆蓋，大堯山西側(cè)陂子角出露的石炭紀灰?guī)r硅化和破碎，見斷層角礫巖，寬約5 m。斷裂兩側(cè)地層構(gòu)造線截然相反，東側(cè)三水盆地為中新生代以來斷陷盆地，出露侏羅紀—早第三紀地層，厚2 800 m，第四紀沉積厚度大；西側(cè)震旦紀—侏羅紀裸露，構(gòu)造線近東西。另外，據(jù)物探資料，布格重力異常沿西江方向為一正負異常轉(zhuǎn)換帶。衛(wèi)星照片上也有明顯顯示。據(jù)地震資料，斷裂帶是歷年來小震不斷發(fā)生的地帶。

圖1 F1斷裂處斷層崖

圖2 F2斷裂處馬刀樹

根據(jù)水上物探(瞬變電磁法)(圖3)結(jié)果解譯，K3+650～K3+678處電阻率出現(xiàn)橫向不連續(xù)，與周邊巖土體電阻率差異較大，解譯為西江斷裂主斷裂，斷裂走向288°～297°，傾向北東，傾角30°～45°，與線位相交處寬約23～31 m，斷層距三水側(cè)主墩最小距離約50 m。

圖3 水上物探

根據(jù)富灣—高明側(cè)主墩地質(zhì)縱斷面圖(圖4)，西江江內(nèi)東西兩側(cè)覆蓋層厚度差異大，巖面差異可達40 m。

圖4 富灣—高明側(cè)主墩地質(zhì)縱斷面圖

根據(jù)西江斷裂主要分支斷層物質(zhì)測試年齡表綜合判析(董好剛等，2017)，西江斷裂帶第四紀活動集中在中更新中期至晚更新世晚期，晚更新世后期以后活動性漸弱。西江斷裂至今仍有一定活動性，但強度較弱。

2.2 F1斷裂

F1斷裂位于項目區(qū)龍池崗，與路線相交于K4+450左右，地表揭示寬度5～10 m，走向295°～305°，傾向南西，傾角65°～85°，其主要標志為斷層崖、斷層角礫巖等。

2.3 F2斷裂

F2斷裂位于項目區(qū)龍池崗，與路線相交于K4+550左右，主要標識為地表出露的斷層角礫巖，同時受F2斷裂

影響，路線K4+510～K4+610左80～右40 m分布一處滑坡，滑坡規(guī)模約為100 000 m3，為中型滑坡，滑坡體土質(zhì)松軟，多分布馬刀樹等?；卢F(xiàn)狀為處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 斷裂對橋梁工程影響

西江斷裂帶第四紀活動集中在中更新中期至晚更新世晚期，晚更新世后期以后活動性漸弱，西江斷裂至今仍有一定活動性，但強度較弱，橋梁設(shè)計中應(yīng)予以充分考慮。

3.1 實測西江斷裂主干斷裂對橋梁工程影響

實測西江斷裂主干斷裂距離三水側(cè)主墩間距50 m，對橋梁穩(wěn)定性影響較大，后續(xù)經(jīng)過調(diào)整，將三水側(cè)主墩調(diào)整至距西江斷裂主干斷裂150 m處，以減小其對項目的影響。

3.2 F1斷裂對橋梁工程影響

F1斷裂處分布斷層崖及硅質(zhì)斷層角礫巖，基于對橋梁的穩(wěn)定性及后續(xù)施工難度考慮，橋梁樁基宜考慮大跨徑跨越此處。

3.3 F2斷裂對橋梁工程影響

F2斷裂處伴生一中型滑坡，該處為橋臺與邊坡工程搭接部位，原設(shè)計方案為對滑坡體下緣進行開挖，此舉易導(dǎo)致既有邊坡失穩(wěn)，建議更改設(shè)計方案同時對既有邊坡進行支護，防止二次病害。

4 結(jié)論

(1)西江斷裂至今仍有一定活動性，其主干、雁列狀斷裂及附屬地質(zhì)災(zāi)害對橋梁選址及設(shè)計、施工影響較大。

(2)地質(zhì)勘查工作中，宜對斷裂活動予以足夠的重視，詳細查明其展布情況、活動性及其引起的、可能引起的不良地質(zhì)災(zāi)害活動，對項目建設(shè)起到指導(dǎo)作用。