伊拉克電廠擴(kuò)建區(qū)域巖土工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

何隆祥，王 鼐，劉禮領(lǐng)，李偉強(qiáng)

(中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430000)

0 引 言

伊拉克電廠擴(kuò)建區(qū)位于伊拉克米桑省阿馬拉市Amara東南側(cè)，為一聯(lián)合循環(huán)電站擴(kuò)建項(xiàng)目，由原來(lái)單循環(huán)500 MW的基礎(chǔ)上增加250 MW，使全廠出力為750 MW(ISO條件)，主要增加4臺(tái)余熱鍋爐，2臺(tái)汽輪機(jī)，2臺(tái)空冷島，構(gòu)成2套2拖1聯(lián)合循環(huán)燃機(jī)。為了確保擴(kuò)建電廠安全高效運(yùn)行，對(duì)擬建區(qū)域進(jìn)行巖土工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，評(píng)估擬建區(qū)域場(chǎng)地穩(wěn)定性，進(jìn)而提出修建建議。

1 研究區(qū)巖土工程條件及評(píng)價(jià)

1.1 地形地貌

擬建電廠區(qū)域地面高程約7 m，相對(duì)高差約1 m，電廠擴(kuò)建區(qū)緊挨AMARA電廠。地形整體相對(duì)平緩，坡度約5°～10°，高程在82～85 m之間。研究區(qū)范圍內(nèi)無(wú)不穩(wěn)定邊坡，未發(fā)現(xiàn)地面下沉和塌陷等不良地質(zhì)作用。

1.2 各土層巖土工程特性評(píng)價(jià)

(1)素填土

稍密狀態(tài)，堆積時(shí)間約10年。經(jīng)軋制處理后，表面為干濕交替形成的硬殼層。該層物理力學(xué)性質(zhì)差異較大，局部有機(jī)質(zhì)含量大于5 %，原位測(cè)試SPT擊數(shù)為3～14擊，差異較大，土層不均勻。未經(jīng)處理，不宜作為天然地基的承重層；

(2)層粉質(zhì)粘土

該層為局部分布，軟塑性，物理力學(xué)性能較差，在滿足強(qiáng)度和變形要求的前提下，筏基或增大基礎(chǔ)尺寸和埋深可作為地基承載層和底層；

(3)層粉質(zhì)粘土

塑性狀態(tài)、穩(wěn)定分布、一般物理力學(xué)性質(zhì)，可作為輔助建筑物(結(jié)構(gòu))的天然地基；

(4)層粉質(zhì)粘土

該層分布廣泛，埋藏較深，物理力學(xué)性質(zhì)較好?？勺鳛榻ㄖ?結(jié)構(gòu))的樁基承載層；

(5)層粉細(xì)砂

中密—密實(shí)，埋藏深，物理力學(xué)性能好，可作為建(構(gòu))筑物樁端持力層；

(6)層粉細(xì)砂層

密實(shí)，埋藏深，物理力學(xué)性能好，可作為建(構(gòu))筑物樁端持力層。

1.3 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地開(kāi)闊、平坦，場(chǎng)區(qū)巖土層分布較均勻，其上部土層性質(zhì)一般，屬于對(duì)建筑抗震一般地段。本次勘察在主廠房斷面選取了具有代表性的2個(gè)鉆孔進(jìn)行剪切波速試驗(yàn)。在0～20 m深度范圍內(nèi)，兩個(gè)鉆孔測(cè)得的等效剪切波速分別為245 m/s、238 m/s。因此，場(chǎng)地0～20 m深度范圍內(nèi)平均等效橫波速度為241.5 m/s。整個(gè)場(chǎng)地屬于同一地貌單元，土層總體分布相當(dāng)均勻。因此，該值可以代表整個(gè)場(chǎng)地的條件。

1.4 基坑開(kāi)挖及降水

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)的地基土主要包括①填土層；②軟質(zhì)塑性粉質(zhì)粘土；③塑性粉質(zhì)粘土。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，可以采用坡度。建議素填土層坡率為1：1.5～1：1.25，必要時(shí)支護(hù)第二軟塑性粉質(zhì)粘土，第三塑性粉質(zhì)粘土為1：1～1：0.75。此外，基坑邊坡受降雨影響較大，施工應(yīng)盡可能少地在旱季或雨季進(jìn)行。場(chǎng)地淺層地下水量少，基坑滲漏主要受降水和地表水匯水的影響；基坑排水應(yīng)考慮降水的影響，排水可通過(guò)開(kāi)溝、集水井進(jìn)行。

1.5 基礎(chǔ)方案

發(fā)電廠(廠房、廠房、變壓器、變壓器架、空冷平臺(tái)等)主要建筑物(結(jié)構(gòu))的共同特點(diǎn)對(duì)廠房、重載、地基沉降要求非常嚴(yán)格。地基承載力大，沉降變形小。由于這一地段的大部分建筑物是發(fā)電廠的重點(diǎn)建筑物，其上部荷載相對(duì)較大，對(duì)地基變形控制的要求很高，因此建議在該地段采用建筑物(結(jié)構(gòu))的樁基。對(duì)于中央控制建筑物、輔助機(jī)械通風(fēng)冷卻塔等建筑物，地下室土層的工程地質(zhì)性質(zhì)良好。如果驗(yàn)算符合沉降變形要求，也可采用自然地基，電站一般附屬建筑物截面的共同特點(diǎn)是共同意義和相當(dāng)小的荷載，均可以建在自然地基上。

1.6 樁基

(1)樁型選擇

根據(jù)調(diào)查資料，基巖土層主要由粉質(zhì)粘土和粉細(xì)砂組成。結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)，建議采用鉆孔灌注樁，最終應(yīng)通過(guò)試樁確定相應(yīng)的樁基設(shè)計(jì)和施工參數(shù)。

(2)成樁可能性分析

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地基土的組成及該鉆孔作業(yè)，施工現(xiàn)場(chǎng)主要包括粉質(zhì)粘土和中密密實(shí)細(xì)砂，可采用螺旋鉆、泥漿壁循環(huán)鉆進(jìn)，具有良好的造孔條件。綜上所述，建議采用以旋挖和螺旋鉆為主的成樁工藝。

(3)樁端持力層的選擇

根據(jù)本次勘察成果，樁端持力層為第4層硬塑性粉質(zhì)粘土和第5、第6層中密—密實(shí)粉質(zhì)細(xì)砂，力學(xué)性能好，強(qiáng)度高，可采用第4、第5、第6層。

1.7 各建筑地段基礎(chǔ)型式選擇與分析

(1)主廠房地段

主廠房地段主要有中控樓、余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)房、空冷凝汽器等建筑物。由于本區(qū)大部分建筑物都是高、上部荷載較大、對(duì)地基變形控制要求嚴(yán)格的關(guān)鍵建筑物，建議采用鉆孔樁基礎(chǔ)，選擇層狀或半剛性硬塑粉質(zhì)粘土和中密密粉細(xì)砂作為樁基礎(chǔ)、持力層，樁端進(jìn)入5或6層的深度不小于樁徑的1.5倍。需要指出的是，中控樓地下室土層為塑性黏性土3層，局部為軟塑性粉質(zhì)粘土夾層2層。提出了地基沉降變形的計(jì)算方法。如果滿足沉降和變形要求，可以使用天然地基。如果沉降變形要求不符合要求，則應(yīng)采用樁基礎(chǔ)。

(2)附屬建(構(gòu))筑地段

附屬建筑物主要包括倉(cāng)庫(kù)、半水處理系統(tǒng)區(qū)、工業(yè)水處理廠、比較水泵站、飲用水箱、風(fēng)冷控制器400 V配電室、軟化水水箱、輔助機(jī)械通風(fēng)冷卻塔等。倉(cāng)庫(kù)及除鹽水處理系統(tǒng)區(qū)、飲用水罐地表為素填土，基底土層主要為塑性粉質(zhì)粘土②層。建議采用表面填料的去除方法，以塑性粉質(zhì)粘土的層③作為地基承載層。風(fēng)冷控制器400 V配電室、比較水泵站、除鹽水箱，表層為素填土，基巖層為軟塑層②、塑性粉質(zhì)粘土層③。由于兩層粘性土的力學(xué)性質(zhì)差別很大，為了避免不均勻沉降，建議進(jìn)行地基處理或增加地基面積和埋深，對(duì)地基土和下臥層的強(qiáng)度和變形進(jìn)行驗(yàn)算，以滿足沉降變形的要求。工業(yè)水處理廠地表為素填土，基底土層主要為塑性粉質(zhì)粘土③層。建議采用表面填料的去除方法，以塑性粉質(zhì)粘土的層③作為地基承載層。

2 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，研究區(qū)處于相對(duì)穩(wěn)定地帶，無(wú)全新活動(dòng)斷裂通過(guò)滿足距離要求，適宜建廠；擬建區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定邊坡、地面沉降等不良地質(zhì)體，巖性以粘性土及粉砂粉細(xì)沙為主，為電廠的擴(kuò)建提供了基礎(chǔ)。此外，擬建區(qū)域地下水淺表含量較少，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，對(duì)電廠擴(kuò)建有利。