港珠澳大桥工程可行性研究专题研究报告

项目背景20世纪80年代以来，香港、澳门与我国内地之间的运输通道、特别是香港与广东省珠江三角洲东岸地区的陆路运输通道建设取得了明显进展，有力地保障和推进了香港与珠江三角洲地区经济的互动发展，但是香港与珠江西岸的交通联系却一直比较薄弱，这一被动局面已经影响了大珠江三角洲地区社会经济的发展。

20世纪90年代中期，为了改变香港与珠江西岸交通联系薄弱状况，珠海与香港曾讨论过修建连接珠海至香港的伶仃洋跨海大桥。

1997年12月原国家计委批准了伶仃洋跨海大桥的项目建议书，但由于种种原因，伶仃洋跨海大桥的建设到目前为止尚未取得实质性进展。

进入21世纪，香港、澳门与内地有关方面提出修建连接香港、珠海与澳门跨海大桥的建议，这一建议得到了中央政府与香港、澳门特别行政区政府及有关部门的高度重视和认可。

港珠澳大桥的兴建，虽然只涉及香港、珠海和澳门，但港珠澳大桥建成后，香港驱车到珠海、澳门只需45分钟，比现在绕道广州虎门大桥要减少3个多小时。

兴建港珠澳大桥，可使珠江西岸城市，包括肇庆、顺德、佛山、江门和珠海，缩短与香港的距离，使这些城市可与深圳、东莞等东岸城市看齐；香港四大支柱行业也可因此将市场扩展至珠三角西岸。

经济界人士认为，港珠澳大桥建成后，不仅将创造世界桥梁建设的奇迹，而且可使“大珠三角”区域经济，对内影响至广西、海南、云南、贵州、四川等地，对外辐射至东盟自由贸易区，从而成为整个东南亚区域内的经济中心，见图0-1。

为给项目决策提供依据，受港珠澳大桥前期工作协调小组（以下简称“协调小组”）委托，中交公路规划设计院承担大桥工程可行性研究工作。

可行性研究主报告外还包括37个专题研究报告，本报告为系列专题报告之18《港珠澳大桥工程可行性研究阶段工程地质勘察报告》，由中交公路规划设计院与江苏省水文地质工程地质勘察院单位共同完成。

图0-1 港珠澳大桥地理位置图1 勘察工程概况1.1 工程概况拟建的港珠澳大桥位于珠江口外伶仃洋海域，根据设计线路，港珠澳大桥从香港飞机场南环路，经大澳，联接一条长约1400米、能让大型船舶通过的斜拉桥，再转为低矮桥身越过珠江口，最后在接近陆地时作“Ｙ”型分叉，一条通往珠海，由拱北口岸处上岸以隧道线路连接太澳高速公路（拟建），另一条接澳门，从氹仔岛入海以水下隧道线路与珠海的横琴岛处的太澳高速公路相连。

此外，也有人提出“桥隧合一”的新的设计线路（“港珠澳桥隧”），即在深水海域（伶仃水道）以沉管隧道方式穿越，隧道两端建设人工岛，工程可行性研究阶段工程地质勘察专题共设两个通道线路(见表1-1)。

表1-1 港珠澳大桥桥位坐标表注：表中坐标为1954年北京坐标系线路一：东起香港国际机场的南环路处(K0+000)，在香港海域内(至K5+500)为高架桥线路，拟设两人工岛之间为海底隧道线路（K6＋500～K12+500)，人工岛(K12+500)以西为桥梁线路，西至珠海～澳门拱北对面海面，大桥在珠海及澳门对面海域落脚，然后再分道通往珠海及澳门(K35+332.109)，跨海长度35.332km。

线路二：东起香港国际机场赤鱲角南路处的观景山(K0+000)，沿大屿山海域以高架桥线路通过主航道，然后以桥梁线路通过海域，向西至珠海～澳门(K39+416.743)，跨海长度约29.5km。

1.2 目的与任务本次勘察的目的和任务是：在充分收集区域地质资料的基础上，紧密结合本次开展的地面调查、物探及遥感工作，初步了解桥位区工程地质条件，为选定桥型线路提供依据。

本次工程地质勘探，应初步了解桥址区地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、不良地质等问题。

了解主要的覆盖层各土层的物理力学性质，基岩的埋藏深度、岩性、风化程度、节理裂隙发育情况及其物理力学性质等，提供基础设计所需的物理力学参数，同时查明与桥型线路比选及桥隧比选有关的主要区域工程地质条件，为工可研究提供地质依据。

1.3. 工作依据本次勘察主要执行以下规范、规程、标准及要求：《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）；《公路土工试验规程》（JTJ051-93）；《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）；《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）；《公路工程石料试验规程》（JTJ054-94）；《公路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066-98）；《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；《广东省建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2003）；《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94）；《公路工程水质分析操作规程》（JTJ056-84 ）；甲方提供的《港珠澳大桥工程可行性研究阶段工程地质勘察专题技术要求》和我院根据甲方的专题技术要求编制的“工程地质勘察大纲”。

1.4勘察概况1.4.1勘察过程我院于2004年3月接受任务后，立即进行了进场前的组织筹备工作，于4月初完成了“工程地质勘察大纲”的编制，先后两次派人到施工场区附近遴选合适的船只。

随后于5月13日组织人员、设备进入现场，进行平台的搭建和仪器的调试，5月27日正式开工，7月31日结束外业，外业历时78天。

于2004年8月2日，港珠澳大桥前期工作协调小组派员与甲方代表一同在现场进行了外业检查和验收，并获得通过。

2004年9月22日由业主主持召开了港珠澳大桥工程可行性研究阶段工程地质遥感调查、工程物理勘察、工程地质勘察专题报告评审会。

评审会由9名国内知名专家组成，本专题为根据专家评审意见修改稿。

本次工程安排与进度详见表1-2。

表1-2 工程勘察进度表1.4.2 人员组织参加本次勘察的人员共50人，包括钻探20人、工程地质5人、测量2人、波速测试5人，土水试验8人、管理人10人。

上述人员中有高级工程师14人、工程师8人、助工及技术员2人、技师3人等（详见表1-3）。

高级工程师水勘院高级工程师水勘院工程师水勘院为了优质高效地完成本次勘察任务，我院成立了港珠澳大桥工程地质勘察项目领导小组，下设项目经理部和质量保证部，项目经理部下设钻探、地质、土工、测量、波速测试、安全、后勤小组。

各负其责，层层把关。

1.4.3 设备投入本次勘察投入的设备仪器主要有钻探船、钻机、取土器、岩、土、水试验仪器、测量、波速测试仪器等（详见表1-4）。

所有仪器均在校准的有效期内，且在投入使用前再次进行了调校。

1.5 完成工作量本次勘察的钻孔孔位、孔数、孔深及钻孔性质均由甲方确定，共布设钻孔12个，设计孔深100m、或进入弱风化8m左右，或微风化5m左右。

总进尺约1200m，后根据物探资料增加2个天然气探测孔。

本次勘察实际完成钻孔14个（2个天然气探测孔，配合完成4个波速测试孔），总进尺1271.78m，采取原状土样208件，扰动土样146件，岩石样126件，进行标准贯入试验380次，重Ⅱ试验16次，最小孔深65.00m，最大孔深105.60m，全面完成合同规定的工作量。

其中线路一完成7个钻孔(ZK1～ZK7，其中ZK6号孔为两线路共用孔)。

线路二完成5个钻孔(ZK8～ZK12)。

同时对两岸三地进行了工程地质调绘。

完成主要工作量详见表1-5、表1-6。

表1-5 勘探工作量统计表100 97.25100 74.5065.00表1-6 岩、土、水试验工作量统计表2 勘察方法及质量评价2.1 勘察方法2.1.1工程地质调查与测绘我院于2004年7月25日～7月30日对香港、澳门桥轴线经过区的陆域地段进行了简易工程地质调查。

主要采用的是路线穿越法及追索法，大致了解拟建路线区内地形、地貌特征、地表岩性及地质构造，并对场地稳定性作出初步评价。

2.1.2工程地质钻探本次勘察所有钻孔均为技术性控制孔，均须采取原状土样、岩石试样，并进行原位测试及岩土试验，重点测试岩土物理力学性质参数，为桥（隧）提供全孔段、定量的物理力学参数。

本次外业钻探均为水域钻探，部分水域钻孔位于主航道附近，主航道内水深、流急，水流作用强，是本次勘探施工的重点、难点。

钻机采用XY-2型钻机（钻深300m）1台，配备BW-200/40泥浆泵2台(备用1台)，以S395型及S1100型柴油机作机械动力。

钻探方法为回转钻进、全孔取芯，为保证取样及原位测试质量，采用岩芯管长度为2m的单管钻具、用φ130/φ110mm肋骨合金钻头钻进或清孔。

基岩钻进，根据岩石的坚硬程度、风化程度、研磨性，选择针状合金或金刚石单、双管钻具取芯钻进，钻进规程定为中压、中速、中泵量，使用优质低固相化学泥浆循环，保证钻进过程中，所有回次的岩芯采取率（包括软弱夹层）均能达到规定要求。

经统计岩芯采取率：粘性土层=94.3%，砂类土层=66.7%，全孔=83%，岩芯采取率满足技术要求。

岩芯的整理与保管：所有钻孔的岩芯样品，均按回次顺序放入统一的岩芯箱内并进行编号，填写岩芯卡片、整理、装箱，按单孔拍摄了岩芯照片，并保留了所有钻孔计162箱岩芯大样。

外业结束后运送到“协调小组”指定的岩芯存放地点，交“协调小组”统一管理，并按有关规定进行包装和标识。

2.1.3取样(1)在粘性土、砂性土、全风化层中，一般每1.5m～2.0m取原状样一件；如土层厚度大于或等于5m，分别在上、中、下各取代表性原状土样1件；遇有土层变化，立即取样。

经统计本工程原状土样的取样最大间隔＜3.0m，松散层平均取样间隔为2.01m，满足技术要求。

(2)在基岩地层中，强风化基岩采样间隔为2～3m，弱风化、微风化为3～5m。

如层厚≥5m，分别在上、中、下各取代表性岩样1件。

经统计本工程岩样的平均取样间隔为3.27m，满足技术要求。

(3)在ZK8孔位置处分别采取涨平潮、退平潮海水样各1组。

2.1.4 原位测试在所有钻孔中对100m以内松散地层及全、强风化均进行了标准贯入试验或圆锥动力触探。

标贯试验在采取原状土样后，立即进行。

标准贯入试验主要在砂性土、粘性土及风化基岩中进行，圆锥动力触探在碎石土和风化基岩中进行。

标准贯入试验采用63.5kg落锤，落距为76cm自由脱钩下落，先击入15cm不计击数，再记录后30cm中的每10cm的锤击数，当锤击数大于50击时则停止试验，记录实际贯入量，换算成30cm的锤击数。

圆锥动力触探试验（重Ⅱ型）采用63.5kg落锤，落距为76cm自由脱钩下落，记录10cm的锤击数。

本次原位测试在施工前对探杆和落锤进行了检测，测试时按要求进行清孔和记录，数据可靠。

2.1.5波速测试⑴测试方法及其基本原理利用钻孔进行土层纵(P)、横(S)波速度测量是工程中测量土层动力性能的常用方法。

这种方法是在钻孔中设置激震源激发弹性波，沿钻孔内不同深度布设测点，通过井下拾震器依次在各测点接受由激震源产生的弹性波，经地面记录器放大并进行数据采集记录，然后，对数据记录进行震相识别确定出波的到时，继而由震源到拾震器的距离确定出波的传播速度。