风电场场址工程地质条件研究

风电场场址工程地质条件研究

摘要:文章对某风电场场址工程地质条件进行分析,并结合实际情况提出基础选型和建议。

关键词:风电场;场址;程地质条件

1工程概况

该风电场距资源县城约20 km,距桂林市约100 km。风电场场址可利用区域长约8 km,宽1.2 km,中心地理座标为东经110°31′,北纬26°09′。场址中心有简易公路与外部连接。

2区域地质条件

研究区属构造中山地貌。山体连绵起伏,多呈浑圆状,山顶高程1 100 m～1 800 m,山沟高程600 m～1400m,相对高差200 m～800 m。山体自然坡度多为15°～30°。区域场地主要为荒草地,少量为灌木林。

区域主要地层有第四系残坡积(Qedl)含砾砂粉质粘土及粉质粘土、寒武系(∈)变质砂岩、震旦系(Z)砂岩、燕山早期侵入(γ52)黑云母普通花岗岩。

根据《广西区域地质志地质构造图》资料,拟选场址区区域地质构造处于南华准地台、桂北台隆之越城岭断褶带内。构造发展上,基底构造明显控制盖层构造的发展。按构造运动和沉积建造可划分为三大构造阶段,即前泥盆系地槽发展阶段、晚古生代地台发展阶段、中生代地台发展阶段。构造运动的主要特点是:板溪群末的振荡运动以地壳上升活动为主,有超基性岩或基性花岗岩的岩体、岩脉沿构造裂隙侵入,运动后使元古代的地槽结束,组成区内的下层(西北部)构造基底。

3场址岩土工程及水文地质条件

风电场场址属构造中山地貌。山体连绵起伏,多呈浑圆状,整体呈北高南低,山顶高程1 300 m～1 800 m,山沟高程900 m～1 400 m,相对高差200 m～500 m。山体自然坡度多为15°～30°。场址主要为荒草地,少量为灌木林。

场址调查区内未发现崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用。但山体自然边坡较陡且植被被严重破坏的局部地段,有小型坍塌现象,对场址的稳定性无影响。

区域主要地层有第四系、震旦系及燕山早期侵入花岗岩。{1}第四系残坡积(Qedl)层:以含砾砂粉质粘土及粉质粘土为主,广泛分布于基岩表面,一般厚度0.5 m～2.5 m,局部厚度达6 m。{2}元古界震旦系上统陡山沱组(Zbd)沉积岩:主要分布

于场区南部(31号～33号风机附近)。岩性主要为砂岩,灰色,中～中厚层状,中细粒结构,层理构造,岩质较坚硬,节理裂隙网格状发育,泥质及铁锰质充填。由于花岗岩的侵入,局部地段为轻度变质含砾砂岩、长石石英砂岩。岩层产状80°/SE∠29°。{3}燕山早期侵入花岗岩(γ52):岩性以斑状黑云母普通花岗岩为主,相带不明显,中细粒结构,块状构造,交代侵入及一般侵入接触,与沉积岩接触面内倾,倾角70°左右。

由于花岗岩和砂岩的岩性差异,其风化特征也有所不同。花岗岩在垂直方向的风化特征,可分全、强、弱、微四个风化带,由于受断层、裂隙和地下水的作用影响,常形成有球状风化、槽(囊)状风化和夹层状风化等现象,球状风化主要见于全、强风化岩体内。{1}全风化花岗岩:岩体呈碎屑状风化,母岩的结构已完全破坏,以疏松状岩石为主,夹少量岩块与碎石,局部夹球状风化。除石英外,其余矿物均风化呈次生矿物,具有浸水缓慢崩解的特点。厚度一般0.2 m～4.2 m,局部>6 m。{2}强风化花岗岩:母岩颜色大部分改变为黄色、黄褐色,原岩中,长石大部分风化呈高岭土,由疏松至半疏松状岩石夹坚硬至半坚硬岩石组成,岩体完整性差,岩石多呈碎块状,厚度变化较大,层厚0.2 m～4.9 m。{3}弱风化花岗岩:岩性较均一、岩体颜色与母岩颜色基本一致,仅沿裂面风化呈灰黄色或有锈色,强度较高,透水性小。裂隙少量发育,岩体属中等较完整的块状岩石,据岩石物理力学试验,其单轴饱和抗压强度在20.7 MPa～49.8 MPa,厚度未揭穿。{4}微风化花岗岩:灰白色,主要矿物成分为石英、长石、黑云母,中细粒结构,块状构造,节理裂隙不发育,节理倾角多为60°～80°,岩质坚硬,敲击声脆。全风化砂岩:灰黄色、灰色,岩石结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,极软,矿物成分已基本变化,胶结物已软化,干钻可钻进,部分风化为土状,岩芯遇水易软化分散,用手易捻碎呈细砂状及粉土状,厚0 m～4 m。强风化砂岩:灰黄色,局部为灰色,岩体结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙发育,岩体破碎,干钻不易钻进,用手不易捻碎,锤击声哑。弱风化砂岩:灰色、深灰色,基本保持原有岩石颜色,矿物成分基本未变化,风化裂隙不发育,岩体被构造节理切割成块状,锤击声脆。

地表水:分布于自然地形较低的冲沟内,补给来源是赋存于基岩裂隙密集发育带和断层带中的裂隙水及大气降水,由于集雨面积小,流量不大。但由于场址区植被茂盛水土保持良好,冲沟内常年有水。场址北面的地表水系有一鱼塘,水塘内常年有水,同时有一人工开挖的水坑,用于天保项目区生活用水。场址南部地表水系较多,但水量较小,在24号风机东侧的冲沟内常年有水,水量中等,可供南区施工用水。地下水:场地地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水。孔隙潜水赋存于场地内的坡残积土层和全风化花岗岩岩体中,补给来源主要为大气降雨,由高往低向基岩裂隙密集发育带、断层带及自然地形较低的冲沟排泄。基岩裂隙水赋存于基岩裂隙密集发育带、断层带,补给来源主要为大气降雨和孔隙潜水,由高往低向自然地形较低的冲沟排泄。由于风机均位于脊或山顶,地势较高,地下水对风机基础无影响。

4风电场区工程地质条件分析与评价

4.1场地稳定性和适宜性分析评价

场地无区域活动性断裂通过,区域活动性断裂距离场址区最近距离>10 km,场区处于构造相对稳定区,同时,各风机场地附近无滑坡、崩塌等不良地质作用,场址场地稳定性较好,建筑场地属稳定场地。

4.2场地类别

场址区覆盖层为含砾砂粉质粘土和粉质粘土,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表4.1.3划分,土层剪切波速值为500 m/s≥Vs>250 m/s,覆盖层(含全风化花岗岩、全风化砂岩)厚度大部分大于5.0 m, 小于50.0 m,按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表4.1.6划分,属Ⅱ类场地。

4.3地基与基础型式

场地覆盖层主要以含砾砂粉质粘土为主,局部地段为粉质粘土,土层较薄,下覆基岩为花岗岩,南区局部为砂岩,岩土层力学强度较高,可采用天然地基。地基持力层可置于花岗岩(局部砂岩)全风化层,鉴于全风化岩上部覆盖层厚度不均及下部强风化岩顶板埋深的差异,部分风机基础会出现置于覆盖层与全风化岩混合地基、强风化岩与全风化岩混合地基的现象。覆盖层与全风化岩混合地基或强风化岩与全风化岩混合地基由于不同类型岩土层之间存在物理力学性质上的差异,在风机的重压下,地基会出现不均匀变形沉降,需采取工程措施。

5结语

区域构造稳定性较好,场址附近无不良地质作用,建筑场地稳定,具备建设的工程地质条件。场地覆盖层主要以含砾砂粉质粘土为主,局部地段为粉质粘土,土层较薄,下覆基岩为花岗岩,南区局部为砂岩,岩土层力学强度较高,可采用天然地基。

参考文献:

[1] 林宗元.岩土工程勘察设计手册[M].沈阳:辽宁科学出版社, 1996.

[2] 区永和,陈爱光.水文地质学概论[M].北京:中国地质大学出 版社,1988.

[3] 陈崇希,林敏.地下水动力学[M]. 北京:中国地质大学出版 社,1999.