广州大坦沙地区三维地质结构模型建成及其对城市建设和规划的指
导性意义
摘要:广州市城市地质调查项目本着以地质工作服务于城市建设需要的目的，在大坦沙设计了大量的钻探工作量，通过对岩芯的对比分析和多种测试成果，以及对周边金沙洲地区出露基岩和构造的多次验证分析，对大坦沙地表以下的三维地质结构特征有了新的认识，并构建了高精度三维地质结构模型，对近年来大坦沙地区频发的地面塌陷灾害的成因机制做了专业剖析。
对大坦沙区域的前景规划从地质专业角度给了适当的意见和建议。
关键词:广州城市地质大坦沙三维地质结构地质灾害城市建设
Achivement of 3D geological structure model in Guangzhou Datansha area And Meaning of Guiding City Construction
Abstract:Urban Geological Survey Project of Guangzhou is working on service of the city-building needs.We drill a lot in Datansha of Guangzhou.Then we have some new knowledges about 3D geological structure below Datansha.In another way,we construct a high-precision three-dimensional model of geological structure there.From the model,we can analysis how can surface collapse hazards of Datansha area happen in recent years professionally.So from the view of geological staff,we
conclude some appropriate advice or recommendations about regional vision of Datansha.
Key Word:Guangzhou urban geology;Datansha;3D geological structure;Geogolical hazards;City construction
广州大坦沙位于广州市西郊珠江主河道，为一面积约3.5km2的沙心洲，2007年，广州市政府通过了城建规划，大坦沙的定位是商务、旅游、文化休闲区。
但该区域特殊的地质背景给建设带来了特殊的问题。
近几年大坦沙岛一带发生了多起地面塌陷事件，规模较大，且连续发生，造成了较大的经济损失，严重影响了该区域的社会和谐与安全稳定。
历史资料表示，地表完全为松散层覆盖的大坦沙，其基岩地层以古近纪红层为主，另有若干晚石炭世灰岩地层以断裂接触方式存在。
广州城市地质调查项目于2005年9月由中国地质调查局下达任务书，2006年7月初通过设计评审，从广州城市的地质环境和地质资源的实际状况和自然属性出发,探讨广州城市地质与城市可持续发展之路。
项目在大坦沙区域的工作卓有成效。
1 具体工作及成果总结
针对大坦沙地区的地质灾害问题和构造分析需要，广州市地质调
查院(广州城市地质调查项目协作单位)在3.5km2面积范围之内施工了119个钻孔，进尺6868.24m，广东省地质调查院在大坦沙东侧的珠江河道中布置了了水上浅层地震测线。
收集了珠岛花园、污水处理厂、地铁五号线建设项目、地铁六号线建设项目等各行业部门的工程勘查资料。
技术人员编制了大坦沙地区基岩地质图，绘制了东西、南北两个方向共18条剖面，剖面总长度达44.22km。
在上述工作基础上，依托于广州城市地质调查项目独立研发的三维地质信息系统，构建了大坦沙三维地质结构高精度模型。
我们对大坦沙地下的三维地质结构特征有了更为准确的认识。
大坦沙地下的基岩层位为白垩纪大塱山组和早石炭世石蹬子组。
其中石蹬子组岩性主要为中～厚层状灰岩、白云质灰岩、角砾状灰岩，局部夹少量炭质泥岩，溶蚀发育，倾向北西。
大塱山组可分为上、中、下三段，下段为复成分砾岩、灰质砾岩为主，溶蚀强烈，中段以中～厚层状姜状瘤状灰质砾岩、姜状瘤状砾状灰岩、含钙质泥质粉砂岩、含钙质泥岩、泥灰岩为主，岩溶作用非常强烈，上段中～厚层含钙质状粉砂、含砾含钙质结核泥质粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主，溶蚀较不发育。
红层碎屑岩和晚古生代灰岩之间接触关系为角度不整合。
大坦沙地区断裂构造发育按规模可划分出三级。
一级断裂为市一
中南东方向隐伏的北东向断裂，钻孔揭露了厚层的构造角砾岩和破碎带，及其附近衍生的巨高溶洞，从空间分布位态上，推断为区域上广从断裂带通过大坦沙的表现。
二级断裂为北北西、北西、北西西方向的几组断裂，其活动时代更为久远，活动影响范围稍有不如，局部地段有花岗闪长岩岩体和辉绿岩岩墙顺断面侵入喷发。
三级断裂为一些次生断裂或者配套伴生的大型裂隙发育成长而成的断裂。
这三级断裂纵横交错，将大坦沙岛的基岩区切割为棋盘格状。
并有局部断裂的活动性呈现出控制第四系松散层堆积的特征。
第四系覆盖层厚度17.8m～28.7m,以较厚的砂层为主，土洞较发育，多分布在隔水—透水—隔水型地层中。
2 地质环境问题剖析
据不完全统计，至2003年至2008年，大坦沙岛及附近区域共发生地面塌陷或地面沉降达21宗，其中塌陷17宗，地面沉降4宗。
大坦沙岛地质环境条件脆弱，可溶岩的存在，岩溶、土洞发育，盖层结构松散，地质构造发育等均成为地面塌陷的基础要素。
桩基和钻探施工是塌陷发生的直接诱因，17宗地面塌陷灾害有6宗属桩基或钻探施工，占35%。
施工抽取地下水，致使下部岩溶裂隙溶洞水水位降低，通过岩溶管道对远处形成吸虹作用，地下水携带盖层物质进入岩溶通道，形成地面塌陷。
部分塌陷区与抽水点的距离远，有的达1km以
上，可能与沿断裂岩溶管道的真空吸蚀作用有关。
3 一点建议
地质灾害防治主要措施采取预防为主，加强地下水及地质环境监测保护力度，加强地质灾害危险性评估与岩溶塌陷预警、预报。
在设计桩基时，不能选用岩溶上方的盖层作为持力层。
桩基应该穿过岩溶发育面，选用岩溶下方的稳定基岩作为建筑物的持力层。
调整地基与基础设计规范，严格限制在隐伏岩溶区采用钢筋混凝土静压桩或其他摩擦桩。
对建筑物高度也应该有适当的限制，以免超过荷载极限诱发塌陷。