甘肅通渭縣某風力發(fā)電項目巖土工程特性及地質災害評價

王寧

摘要：擬建風電場場址位于通渭縣，工程重要等級為二級，工程勘察等級為甲級，工程區(qū)屬渭河中上游北部的黃土低山丘陵區(qū)，地貌以溝壑和梁峁占主體。區(qū)域地質構造屬中央造山系祁連山造山帶東段，位于中祁連地塊，地下水主要為黃土潛水。每臺風力發(fā)電機組，需開挖一個直徑為20m，深度3.0m～4.0m的圓形基坑，應按照不小于1∶0.75的坡率放坡。黃土濕陷為工程區(qū)的主要地質災害，對地基處理時應嚴格按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）實施，并對地表做好防排水措施，防止基礎下沉。研究結果為工程設計與建設提供可靠的數據支撐。

關鍵詞：某風力發(fā)電項目；巖土工程特性；地質災害；評價

1.地層巖性

工程區(qū)地處華家?guī)X山區(qū)，屬構造侵蝕低中山區(qū)，大部分風力發(fā)電機組部位黃土覆蓋，局部基巖裸露，根據鉆孔揭露，工程區(qū)地層巖性分述如下：

（1）黃土狀粉質粘土（Q3pr）：褐黃色，淺黃色，LY-19號風機35.0m～40.50m為灰黑色，土質較均，局部表層為耕土，無搖振反應，干強度高、韌性高，稍有光澤，呈硬塑-可塑狀。

（2）泥巖（N）：棕紅色，泥質結構，以粘土礦物為主，中厚層狀構造，巖芯呈短柱狀，具有飽水軟化，失水開裂的特性，成巖作用較差，呈強風化-中風化狀態(tài)。

2.地質構造

工程區(qū)區(qū)域地質構造屬中央造山系祁連山造山帶東段，位于中祁連地塊。通渭縣除構造巖漿活動強烈之外，斷裂與褶皺構造形跡也較發(fā)育。工程區(qū)內的斷裂主要有兩條（圖1），均有北側進入工程區(qū)，且兩條近平行分布，一條為申家山—峽門斷裂（f1），該斷裂發(fā)生于花崗巖與新近系泥巖之間，屬壓性逆斷層，長約12km，走向340°左右，傾向北東東，傾角50°～60°，上盤花崗巖裂隙發(fā)育。另一條位于龍陽鎮(zhèn)（f2），與申家山—峽門斷裂性質相同，長約6km，走向20°左右。f2號斷層距離LY-28號風機較近，約400m。

3.水文地質條件

工程區(qū)地下水總體貧乏，分布及賦存條件受地形地貌和含水層巖性控制。根據地下水的賦存條件和含水介質劃分，工程區(qū)主要為區(qū)內地下水主要為黃土潛水。

黃土潛水：賦存于黃土丘陵的梁峁中，含水層巖性為黃土狀粉質粘土，含水層厚度變化較大。其唯一補給來源是大氣降水的垂直入滲，下伏基巖一般構成隔水底板，具大孔隙及垂直節(jié)理構成黃土潛水賦存與徑流空間，由黃土梁向就近的河（溝）谷方向徑流，多以泉的形式排泄，其次為地面蒸發(fā)排泄。黃土潛水補給條件差，排泄條件好，富水性一般較弱。受地層較高易溶鹽含量及地面蒸發(fā)作用的影響，黃土潛水的水質一般呈微咸水。

本次勘察在勘探揭露深度范圍內未見地下水，可不考慮地下水對基礎的影響。

4.地基土工程地質評價

4.1地基土濕陷性評價

根據土工試驗結果：工程區(qū)16個風力發(fā)電機組中，有15個風力發(fā)電機組部位上部黃土狀粉質粘土層具有濕陷性，根據《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025-2004，統(tǒng)計結果見下表1。

4.2液化評價

場地內無飽和的粉土及砂土層，根據《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）中的有關規(guī)定，判為不液化土層，可不考慮液化影響。

4.3地基土承載力特征值

根據建筑場地地基土的工程特性及原位測試資料，地基土的承載力特征值及變形參數建議如下表2。

5.持力層選擇及基礎類型建議

根據場地地層分布及擬建建筑物特點，建議擬建物基礎持力層及基礎類型建議如表3。

LY-11號風力發(fā)電機組，可對黃土狀粉質粘土層采用灰土擠密樁進行整片處理，根據《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）風力發(fā)電機組高度大于50m屬甲類構筑物，地基處理時，應處理基礎底面以下的全部濕陷性土層，該風機部位的最大濕陷深度為14.5m，為了有效封閉處理后的地基，建議對地基土的處理范圍外擴，應超出基礎底面寬度的3/4，并不小于1m。并且建議對處理后的地基土做載荷試驗，以便進一步確定其承載力。

LY-19號風力發(fā)電機組部位地基土為非濕陷性土層，可對基礎底面采用灰土墊層法進行處理。

LY-18和LY-21號風力發(fā)電機組，采用筏型基礎，持力層埋藏略深，可采用素混凝土換填處理。

另外，每臺風力發(fā)電機組都布置一臺箱變，由于箱變的荷載較小，可采用淺基礎，但對于上部具有濕陷性黃土狀粉質粘土的部位，應采用灰土墊層法對地基進行整片處理，且為了有效封閉處理后的地基，建議對地基土的處理范圍外擴，一般不宜小于0.5m。

根據場地地層及工程特點，樁宜采用旋挖鉆孔灌注樁，其樁端進入泥巖層或砂礫巖層深度不小于1m。根據場地地層特點，依據《巖土工程地質勘察規(guī)范》（DB62/T25-3063-2012）（甘肅省地方標準）和《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008，樁極限端阻力標準值qpk及樁極限側阻力標準值qsik建議按表4選取。

每臺風力發(fā)電機組，需開挖一個直徑為20m，深度3.0m～4.0m的圓形基坑，應按照不小于1∶0.75的坡率放坡。另外，若LY-11和LY-19號風力發(fā)電機組以黃土狀粉質粘土為基礎持力層，采用樁基礎，極限端阻力按照1000KPa選取。

6.地質災害危險性評價

工程區(qū)地貌單元屬黃土低山丘陵區(qū)，所有風力發(fā)電機組均布置在山體的梁、峁部位，且該區(qū)域山體周圍溝谷較為開闊，溝間粱、峁較為寬緩（后附每個風力發(fā)電機組機組所在部位的照片）。發(fā)生崩塌、滑坡的可能性小，可能造成的損失小，危險性小。工程建設時，基坑開挖可能會造成上部黃土狀粉質粘土滑塌或者上部強風化基巖崩塌，對施工人員以及機械設備造成危險，但由于基坑開挖深度較小，且一般都會采用穩(wěn)定的坡率進行放坡，所以發(fā)生崩塌、滑坡的可能性小，危險性小。黃土濕陷為工程區(qū)的主要地質災害，由于風力發(fā)電機組的基礎大部分以基巖為基礎持力層，所以黃土濕陷對風力發(fā)電機組的危害較小，但LY-11和LY-19號風力發(fā)電機組和箱變如果基礎處理不當，一旦地基土濕陷下沉，直接威脅擬建構筑物，加之近些年極端天氣頻發(fā)，突降暴雨或者連續(xù)陰雨天，造成黃土濕陷的可能性大，建議對地基處理時應嚴格按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）實施，并對地表做好防排水措施，防止基礎下沉。

7.結論

根據場地地層及工程特點，基礎類型建議按表23選取。樁宜采用旋挖鉆孔灌注樁，其樁端進入泥巖層深度不小于1m。樁極限端阻力標準值qpk及樁極限側阻力標準值qsik建議按表4選取。上部的黃土狀粉質粘土具有Ⅰ級（輕微）～Ⅳ（很嚴重）濕陷性，最大濕陷深度不同風機部位有較大差別，3.30m～17.50m不等。對地基處理時應嚴格按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）實施，并對地表做好防排水措施，防止基礎下沉，特別是LY-11和LY-19號風力發(fā)電機組部位。

參考文獻：

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