陕西榆阳风电场一期可研报告-工程地质.doc

3 工程地质83.1. 前言3.1.1 工程概况榆阳新天小壕兔风电场一期49.5mw工程（以下简称“小壕兔风电场一期工程”）场址位于榆林市榆阳区小壕兔乡，东经10926431093000、北纬384636384904，占地约14km2，距榆林市约60公里。场址区南北长约5km，东西宽约3km。场址区海拔高度在1270m1300m之间，地处毛乌素沙漠东部，场地开阔，地势平缓。风场附近包茂高速、g210国道位于场地东侧，对外交通较为便利。小壕兔风电场一期工程规划总装机容量100mw，计划分二期建设。本工程为一期工程，设计安装25台单机容量2000kw的风力发电机组，总装机容量49.5mw，新建110kv升压站一座，施工工期1年。受新天绿色能源股份有限公司委托，我院计划于2012年5月开展了小壕兔风电场一期工程可行性研究设计工作。3.1.2 勘察内容 根据相关规范及标准，本阶段的勘察内容如下： （1） 根据国家地震局2001年版中国地震动峰值加速度区划图(gb18300-2001)，确定风电场场址的地震动峰值加速度及相应的地震基本烈度。 （2） 查明场址区的工程地质条件和水文地质条件，主要包括下列内容： a）场址区的地形地貌形态，成因类型和特征； b）地层的成因、地质年代、岩土类型及性质； c）土的物质组成、层次结构、分布规律、水平向和垂直向的均匀性及其物理力学性质等。 d）场址区的砂层等特殊性土层的分布范围、分层厚度、结构、天然密实程度和物理力学性质等。 e）场址区不良地质作用的发育程度、成因类型、分布范围和规模。 f）查明工程场址区的水文地质条件，地下水的埋藏深度，地表水和地下水的水质，评价其对建筑物的腐蚀性。 g）提出场址区岩土体的物理力学参数和地基承载力，包括建筑物和塔架地基各岩土层的承载力特征值、侧阻力及端阻力标准值。初步评价场址的主要工程地质问题。 h）提出地基土层的电阻率。 （3） 进行场址区地质灾害调查与评估，包括滑坡、泥石流及判别度及其以上地区软土地基产生液化的可能性等，提出工程处理措施建议。 （4） 进行天然建筑材料调查。 （5） 进行施工和生活用水水源调查。 （6） 提出风电场工程地质评价结论与建议。3.1.3 勘察依据本次工程地质勘察工作所依据的标准、规范主要有： （1） 风电场场址工程地质勘察技术规定发改能源（2003）1403号 ； （2） 岩土工程勘察规范（gb50021-2001）（2009版）； （3） 中国地震动参数区划图（gb18306-2001）； （4） 土工试验方法标准（gb/t50123-1999）； （5） 建筑抗震设计规范（gb500112001）； （6） 建筑桩基技术规范（jgj 94-2008）。3.1.4 勘察过程及完成工作量 受新天绿色能源股份有限公司委托，西北勘测设计研究院承担了小壕兔风电场一期工程的地质勘察任务，完成的主要工作量见表3.1。表3.1 小壕兔风电场一期工程勘察完成工作量项 目单 位总 计备 注勘探钻探/个300/6坑槽m3800取样水样组0土样组120现场试验标准贯入试验m100室内试验土工常规试验组100直剪试验组42颗分试验组44工程地质工程地质调查与测绘km240剖面测绘km15勘探、试验等资料整理、分析套1地质报告编写份13.2. 区域地质3.2.1区域地质概况场址区位于毛乌素沙漠南缘，毛乌素沙漠绵延于北，黄土梁峁横亘于南。高程一般1200m1350m，地形起伏较大，高差较小，整体为东北高，南西低。区内水系主要有红柳河、芦河、大理河等河流，总体流向由西南向东北。由于地下水位较浅，大小洼地、水库星罗棋布，洼地处地下水多出露地表，形成湿地。场址区地质构造单元上属华北地台的鄂尔多斯台斜、陕北台凹的中北部，隶属华北板块中的鄂尔多斯晚古生代中新生代上迭式盆地，是由周缘河套、渭河、银川及山西断陷带所围限的相对构造稳定区。第四系下伏的基岩构造型式主要表现为断裂构造，中生代地层单斜缓倾，褶皱构造不发育，具地台构造特征。由于本区黄土广覆，断裂在地表的迹象和证据较少，主要根据水系变化、沟壑深切、航磁异常及影像特征等综合分析推断。据遥感地质调查，区内主要断裂均为隐伏状的基底断裂，对工程建设的影响甚微。3.2.2 新构造活动与地震场址区位于鄂尔多斯周缘较稳定地台区，属古老的地台，未见岩浆岩生成和岩浆活动。场址区及近场区新构造运动的特点是：新构造少，活动弱。活动断裂不发育，无历史地震记载和现代地震活动记录，地震活动的强度及频度均很低。根据场址区地震安全性评价工作报告，场址区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.043g0.045g，小于0.05g。根据国家地震局2001年1：400万中国地震动峰值加速度区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图资料，场址区50年超越概率10%的地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相对应的地震基本烈度小于度。场址区属构造稳定区。3.2.3 自然地理条件场址区属温带半干旱内陆性季风气候，四季变化明显，根据靖边县气象站19802009年实测气象资料统计，年平均风速为2.4m/s，多年平均气温为8.7，年平均气压为867.7hpa，年平均相对湿度为52%，年平均降水量为382mm，极端最高温度为36.4，极端最低温度为-27.3。3.3. 场址区基本地质条件3.3.1 地形地貌场址区位于榆林市榆阳区小壕兔乡，距榆林市城区约65km。场址区地势开阔、平缓，海拔高程1270m1310m，平均地形坡度14。地势东北高西南低，地形凌乱，沙窝和小沙丘分布密集，但高差一般小于10m。地表植被为人工种植的沙柳、柠条等耐旱植物。3.3.2 地层岩性根据本阶段勘探揭露，场址区地层以第四系松散堆积物为主，主要由风积的细砂及中砂层及下伏第三系砂岩组成。层，全新统风积（q4eol）粉细砂，浅黄色，颗粒较纯净，主要为细砂，含少量粘土、粉砂，上部干燥，下班稍湿至湿。厚度一般0.4m4.4m。主要分布在场区表层，为新近堆积的分析沙层。层，全新统风积（q4eol），中砂，灰白色。以中砂为主，含少量细砂及粘土，上部稍湿下部湿至饱和，上部以中密为主，下部密实。广泛分布于场址区勘探范围内，较为稳定。厚度一般大于18m。层，第三系（n1），砂岩，棕红色，中粗砂为主，泥质胶结，岩性较坚硬，岩芯呈柱状，或长柱状。上部全风化，下部为强风化。强风化厚度一般35m。3.3.3 水文地质场址区地下水为第四系松散层孔隙性潜水，地下水埋藏浅，埋深在5m15m。地下水位一般高为12651290m。根据现场调查，场区附近村庄钻有多口水井，单口水井出水量可满足大约人口300人的一个村庄人畜用水，水井深度约30m。 施工及生活用水可开采地下水。3.3.4 冻土深度根据中国季节性冻土标准冻深线图及当地工程建设经验，场址区存在季节性冻土，标准季节性冻土深度为地面以下1.50 m。3.3.5 不良物理地质现象场址区整体地势较平缓，地表水系不发育，滑坡、泥石流不发育。但地下水位埋深较浅，地基土为细砂及中砂层，须进行地震液化评价。3.4. 土体物理力学性质根据现场标贯试验，结合室内土工试验成果，经工程地质综合分析，提出场地地基土物理力学参数建议值，见表1.2。表1.2 地基土体物理力学参数建议值岩土名称密实状态埋深（m）重力密度(天然)（kn/m3）孔隙比压缩系数(mpa-1)压缩模量(mpa)内聚力(kpa)摩擦角（o）承载力特征值(kpa)1粉细砂稍密416.00.450.4557021100120中砂中密1017.50.350.15810025180240密实3518.50.250.091015028200260砂岩全风化525.0500800500454006003.5. 场址区主要工程地质条件评价3.5.1 场地地基等级及环境类别根据本工程场址地质条件的复杂程度及场地、地基的复杂程度，依据岩土工程勘察规范（gb50021-2001）对场地和地基复杂程度的划分标准及场地环境类型分类规定判定如下：（1） 根据工程的规模和特征，以及因岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，工程重要性等级为二级，即后果严重的一般工程；（2） 场地基本设防烈度等于度，地形地貌简单，但地下水位较高，对工程有影响，场地等级为一级场地（复杂场地）、地基等级为一级地基（复杂地基）；（3） 场地属干旱区，地基土含水量w5.5，地基土对混凝土、钢筋混凝土中钢筋及钢结构为微腐蚀性。（2）水的腐蚀性场址区属干旱区，但地下水埋深较浅，一般埋深为515m，水化学类型为硫酸钾钠水和硫酸钙镁水。水中的硫酸盐对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢结构为微腐蚀性。3.5.3 地基处理及桩基（1） 地基处理根据现场勘察，场区砂层厚度一般大于18m，总体为场区东北部砂层薄，西南部砂层较厚。根据地基土地质条件，砂层厚度在大于20m，采用端承桩，桩端坐落在密实中粗砂层或第三系砂岩上；砂层厚度大于20m，建议采用端承摩擦桩，中砂层可以作为桩端持力层，也是很好的桩身摩擦介质。根据相关资料，桩基的地基土力学参数见表1.3。表1.3 桩基地基土力学参数建议值岩土名称密实状态埋深（m）干作业钻孔灌注桩泥浆护壁钻孔灌注桩备注极限端阻力标准值qpk（kpa）极限侧阻力标准值qsik（kpa）极限端阻力标准值qpk（kpa）极限侧阻力标准值qsik（kpa）1粉细砂稍密420301525中砂中密10100012005070100012005070密实35180024006080160022006080砂岩全风化350006000500060003.5.4 地基土体电阻率值场地地基土为细砂至中砂层，建议地基土体电阻率值取100m200m。3.5.6 场址振动液化问题 场址50年超越概率10%的地震动峰值加速度小于0.05g，对应的地震基本烈度小于度，属构造稳定区，可不考虑振动液化问题。3.6. 建筑材料 场址区及其周边，主要以风积地貌为主，岩性主要为砂土，无可利用的天然砂砾石料源，混凝土天然骨料缺乏。可采取收购方式直接购买骨料。3.7. 结论及建议（1） 场址50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相对应的地震基本烈度小于度，属构造稳定区。（2） 场址区为复杂场地，地基等级为一级复杂地基；场地环境类别为类。（3）场区主要发育3组地层：层，粉细砂，上部干燥，下班稍湿至湿。厚度一般0.4m4.4m。主要分布在场区表层，为新近堆积的分析沙层；层，中砂，以中砂为主，含少量细砂及粘土，上部稍湿下部湿至饱和，上部以中密为主，下部密实。广泛分布于场址区勘探范围内，较为稳定。厚度一般大于18m；层，砂岩，棕红色，中粗砂为主，泥质胶结，岩性较坚硬。上部全风化，下部为强风化。强风化厚度一般35m。（4）根据现场勘察，场区砂厚度一般大于18m，总体为场区东北部砂层薄，西南部砂层较厚。根据地基土地质条件，砂层厚度小于20m，采用端承桩，桩端坐落在第三系砂岩上，砂岩可以作为桩端持力层；砂层厚度大于20m，建议采用端承摩擦桩，中砂层可以作为桩端持力层，也是很好的桩身