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1、 4 工程地質(zhì)工程地質(zhì) 核 定：王志碩 審 查：胡向陽 校 核：鐘建平 編 寫：梁 海 4 工程地質(zhì)工程地質(zhì) 4.1 前言前言 4.1.1 工程概況工程概況 甘肅武威 9MWp并網(wǎng)光伏電站工程總裝機容量為 9MWp，工程的主要任務是發(fā)電。場址區(qū)位于武威市涼州區(qū)豐樂鎮(zhèn)和金山鄉(xiāng)結合部的空星墩灘。場址距離武威市約 30km，距離古永高速公路約 130m。場址區(qū)地形平坦、開闊，場址地貌單元為祁連山系山前沖洪積平原，地貌類型為荒漠戈壁灘，地理坐標為東經(jīng) 10218511022009，北緯380443380519。可利用土地面積約為 1.18km2。場址東側為古永高速公路和 312國道，場址區(qū)有砂石路相通2、，交通便利，運輸方便。4.1.2 勘察目的和任務勘察目的和任務（1）根據(jù)國家地震局 2001 年版 中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖(GB18300-2001)，確定光伏電站場址的地震動峰值加速度及相應的地震設防烈度。評價場地穩(wěn)定性及建筑適宜性。（2）初步查明地基土地層結構和巖土工程特性，劃分場地土類型和建筑場地類別，評價場地地震效應，評價地基穩(wěn)定性。（3）初步查明場地特殊土的分布范圍及厚度、特征，如鹽漬土、季節(jié)性凍土等，評價其對工程的影響程度，提出相應的工程處理意見。（4）初步查明場地水文地質(zhì)條件，評價地基土、環(huán)境水對建筑材料的腐蝕性，并提出相應的工程處理意見。（5）對場址區(qū)主要工程地質(zhì)問題做出評3、價，如地基持力層的選擇與埋深、抗滑穩(wěn)定、邊坡穩(wěn)定、振動液化等，并提出相應的地基處理意見。（6）提供地基土物理力學參數(shù)建議值、基坑開挖坡比及支護方式，工程降水方案等，查明場地不良物理地質(zhì)現(xiàn)象并提供預防措施建議。（7）提出地基土層的電阻率。（8）查明天然建筑材料及施工水源情況，提供有關建議。14.1.3 勘察依據(jù)勘察依據(jù) 本次工程地質(zhì)勘察工作所依據(jù)的標準、規(guī)范主要有：（1）黃河上游水電開發(fā)有限責任公司的委托和要求；（2）巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）（2009 年版）；（3）凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50324-2001）；（4）土工試驗方法標準（GB50123-1999）；（5）土4、工試驗規(guī)程（SL237-1999）；（6）中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）；（7）建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010）；（8）建筑地基基礎設計規(guī)范（GB/T50007-2002）；（9）建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79-2002）；（10）院質(zhì)量管理體系文件。4.1.4 勘察方法勘察方法（1）勘察方法 根據(jù)可研階段地質(zhì)勘測大綱的要求，本階段的勘察方法以坑槽探為主，結合必要的鉆探、巖土測試，同時采取適量的土樣進行室內(nèi)試驗。（2）完成的主要工作量 接受任務后，我單位立即組織測量、地質(zhì)、勘探、物探等各專業(yè)人員奔赴工地，于 2011 年 1 月 10 日全部到達到現(xiàn)場開展工作，5、工作人員不畏嚴寒，于 2011 年 1 月 17日完成外業(yè)工作，并將試樣送至試驗室，本階段完成的工作量見表 1。表 1 本階段勘察完成工作量 項 目 項 目 單 位 單 位 總 計 總 計 備 注 備 注 測量 1：1000 地形圖測量 km21.5 鉆探/孔 160/14 勘 探 坑槽 m3312 取 樣 土樣 組 35 現(xiàn)場試驗 重型動力觸探試驗 段 35 土工常規(guī)試驗 組 19 室內(nèi)試驗 易溶鹽試驗 組 4 2收集區(qū)域及場址區(qū)有關地質(zhì)資料 套 1 工程地質(zhì)調(diào)查與測繪（1：1000）km21.5 地質(zhì)平、剖面圖繪制 km 6.9 工 程 地 質(zhì) 工程地質(zhì)勘察報告編寫 份 1 4.2 場址區(qū)6、基本工程地質(zhì)條件場址區(qū)基本工程地質(zhì)條件 4.2.1 地形地貌地形地貌 甘肅武威 9MWp 光伏電站場址區(qū)位于甘肅省武威市涼州區(qū)豐樂鎮(zhèn)與金山鄉(xiāng)結合部的空星墩灘，距離縣城約 30km，場址以東北為騰格里沙漠，西南距祁連山坡角約 7km，G312 國道和古永高速公路于場址東側約 130m 處通過。場地地貌單元為山前沖洪積平原，地貌類型為荒漠戈壁灘，場址平緩、開闊，總體地勢西高東低，起伏不大，坡度約為 1.4%，為較好的光伏電站建站場址（圖 1）。圖 1 場址區(qū)地貌圖 34.2.2 地層巖性地層巖性 根據(jù)本次測繪及勘探資料，場址區(qū)地基土主要為第四系上更新統(tǒng)沖洪積（Q3al+pl），現(xiàn)將各地層結構由新至7、老分述如下：層：第四系上更新統(tǒng)沖洪積粉土層（Q3al+pl）：灰黃色，稍濕，結構松散稍密，主要分布于場址南側，層厚一般為 0.3m1.3m。層：第四系上更新統(tǒng)沖洪積卵石層（Q3al+pl）：灰色雜色，稍濕，結構稍密密實，卵石含量約 55%80%，粒徑 2cm5cm，磨圓度較好，充填粉土、粉細砂。卵石成分為灰白色礫巖、砂巖、磚紅色礫巖等，該層分布均勻，層位穩(wěn)定。4.2.3 水文地質(zhì)水文地質(zhì) 距場址區(qū)最近的地表水為東部的西大河，距場址區(qū)最近處約 6km，為場內(nèi)地下水聚集地及排泄區(qū)。場址內(nèi)地下水徑流方向由西南向東北，含水地層為沖洪積卵石層，地下水類型為孔隙潛水，場址區(qū)地下水埋深大于 100m，地下水8、補給來源主要來自大氣降雨和場址南側山區(qū)基巖裂隙水徑流補給。4.2.4 凍土深度凍土深度 工程區(qū)氣候干旱少雨，分布季節(jié)性凍土，根據(jù)中國季節(jié)性凍土標準凍深線圖及當?shù)毓こ探ㄔO經(jīng)驗，場址區(qū)標準季節(jié)性凍土深度為 160cm（圖 2）。圖 2 場址區(qū)季節(jié)性凍土標準凍深線圖 4 54.2.5 不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不良物理地質(zhì)現(xiàn)象 場址區(qū)地勢平緩、開闊，滑坡、泥石流等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。4.3 巖（土）體物理力學性質(zhì)巖（土）體物理力學性質(zhì) 為了解地基巖（土）層的工程地質(zhì)特性，獲取巖（土）體的物理力學參數(shù)，本階段進行了 35 組土工試驗，試驗結果見表 2、表 3。由試驗結果可知，地基土野外和室內(nèi)定名基本一致。為9、了解地基土力學性質(zhì)，現(xiàn)場進行了重型動力觸探測試，測試成果見表 4。5表 2 場址區(qū)地基土物理性質(zhì)實驗成果表 顆粒分析 土的分類 取樣深度 土粒 比重液限 塑限 塑性 指數(shù)0.075 0.0050.07520.0 20.02.02.00.500.500.250.250.075 0.075 d60d30d10Cu Cc 土的分類 取樣深度(m m)室內(nèi)編號 現(xiàn)場編號m%mm mm mm/GB50021-2001 1 ZK1-1 1-1.3 58.8 30.4 2.9 4.9 2.4 0.6 30.20 16.00 1.50 20.13 5.65 卵石 2 ZK4-1 1-1.3 57.6 26.810、 4.2 6.7 3.9 0.8 31.00 12.50 0.40 77.50 12.60 卵石 3 ZK4-2 3-3.3 74.6 17.8 1.9 3.3 1.9 0.5 32.50 23.00 4.00 8.13 4.07 卵石 4 ZK6-1 1-1.3 64.8 28.4 1.8 2.6 2.0 0.4 27.50 17.00 5.60 4.91 1.88 卵石 5 ZK6-2 3-3.3 60.9 25.8 3.6 6.5 2.6 0.6 32.00 15.20 0.55 58.18 13.13 卵石 6 ZK9-1 1-1.3 35.7 39.2 6.8 11.0 6.3 1.11、0 17.50 3.30 0.30 58.33 2.07 圓礫 7 ZK9-2 3-3.3 68.5 20.0 3.2 4.9 2.7 0.7 36.00 19.00 1.40 25.71 7.16 卵石 8 ZK13-11-1.3 49.5 22.0 6.2 16.3 5.5 0.5 25.30 2.40 0.31 81.61 0.73 圓礫 9 ZK13-23-3.3 61.3 16.7 4.5 11.8 4.6 1.1 46.00 10.00 0.32 143.75 6.79 卵石 10 ZK13-35-5.3 74.0 15.6 1.9 5.7 2.3 0.5 39.00 22.00 12、1.50 26.00 8.27 卵石 11 ZK13-47-7.3 65.0 18.5 3.1 9.9 3.1 0.4 40.00 16.00 0.35 114.29 18.29 卵石 12 ZK16-11-1.3 71.3 14.9 3.1 6.3 3.7 0.7 39.00 20.50 0.44 88.64 24.49 卵石 13 ZK16-23-3.3 60.6 19.5 4.3 12.5 2.7 0.4 28.00 11.00 0.34 82.35 12.71 卵石 14 ZK25-11-1.3 59.1 23.3 3.9 8.1 4.7 0.9 29.00 14.00 0.35 8213、.86 19.31 卵石 15 ZK25-23-3.3 49.8 29.9 4.9 11.7 3.2 0.5 24.00 9.30 0.35 68.57 10.30 圓礫 16 ZK33-1 50.6 27.2 4.5 10.9 5.9 0.9 24.00 7.50 0.31 77.42 7.56 卵石 17 ZK33-2 52.3 29.1 4.1 8.1 5.7 0.7 25.30 12.00 0.33 76.67 17.25 卵石 根據(jù)現(xiàn)場勘測及工程類比，初步提出場址區(qū)地基土物理力學參數(shù)建議值，見表 5。表 4 場址區(qū)地基土重型動力觸探（N63.5）試驗成果統(tǒng)計值 卵石層 統(tǒng)計項目 單位14、 動力觸探擊數(shù) 統(tǒng)計數(shù)量 個 75 最大值 擊 50 最小值 擊 12.6 平均值 擊 40.5 標準差 11.03 變異系數(shù) 0.27 備注：動探的擊數(shù)是經(jīng)修正后的數(shù)據(jù) 表 5 場址地基土物理力學參數(shù)建議值表 巖土 名稱 密實 狀態(tài) 壓縮 模量(MPa)內(nèi)聚力(kPa)摩擦角（）承載力 特征值(kPa)粉土層 松散稍密 57 15202022 100120 卵石層 中密密實 2545310 2830 320350 4.4 場址區(qū)的主要工程地質(zhì)問題評價場址區(qū)的主要工程地質(zhì)問題評價 4.4.1 巖土工程勘察分級巖土工程勘察分級 依據(jù)巖土工程勘察規(guī)范，場址區(qū)巖土工程勘察分級如下：（1）根據(jù)工程的規(guī)15、模和特征，以及因巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用的后果，工程重要性等級為二級，即后果嚴重的一般工程；（2）場址區(qū)地震設防烈度為度區(qū)，場地復雜程度為二級，即中等復雜程度場地；（3）根據(jù)地基復雜程度，地基土存在季節(jié)性凍土等特殊性土，地基復雜程度為二級，即中等復雜地基；（4）場址區(qū)地層主要為第四系上更新統(tǒng)卵石層，為強透水層，場地環(huán)境類別為類，場地類別為類；（5）根據(jù)工程重要性等級、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級，該工程巖土 6工程勘察等級為乙級。4.4.2 地震效應評價地震效應評價（1）地震基本烈度 工程區(qū)地震分區(qū)為華北地震區(qū)（4）陰山燕山地震亞區(qū)（8）。根據(jù)國家地震局2001 年 1：416、00 萬中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖及中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖（GB18306-2001）資料，工程區(qū)地震動峰值加速度為 0.20g（見圖 3），地震動反應譜特征周期為 0.45s（見圖 4），相對應的地震基本烈度為度。場址區(qū)屬構造穩(wěn)定性較差區(qū)。圖 3 武威光伏電站地震動峰值加速度區(qū)劃圖 圖 4 武威光伏電站地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖 7（2）地基土類型及建筑場地類別 場址區(qū)地勢平緩、開闊，地基土為第四系上更新統(tǒng)中密密實的卵石層，地基土類型為中硬土。覆蓋層厚度大于 5m，工程區(qū)屬可進行建設的抗震較有利地段，建筑的場地類別為類。場址區(qū)及附近無活動性斷裂通過，不存在發(fā)震斷裂。（3）地基土的液化17、評價 場址區(qū)地震烈度為度，地基土巖性為卵石層，為強透水地層，場址區(qū)地下水埋深較大，故不存在振動液化問題。4.4.3 地基土腐蝕性地基土腐蝕性 本次勘察對鉆孔內(nèi) 0m3m 范圍內(nèi)土樣進行了易溶鹽分析，地基土對混凝土結構及鋼結構腐蝕性評價見表 6。判定地基土對混凝土及混凝土結構具有微腐蝕性，對鋼結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕。表 6 地基土對混凝土結構及鋼結構腐蝕性評價表 評價類型 腐蝕介質(zhì) 界限指標 腐蝕 等級 試驗指標 腐蝕程度度評價 備注 750 微腐蝕 7504500 弱腐蝕 45009000 中等腐蝕硫酸鹽含量 SO2-4（mg/kg）9000 強腐蝕 144.1312.2 微腐蝕18、 6.5 微腐蝕 5.06.5 弱腐蝕 4.05.0 中等腐蝕按地層滲透性對混凝土結構 PH值 4.0 強腐蝕 8.749.18微腐蝕 該 區(qū) 為 強透水地層。400 微腐蝕 400750 弱腐蝕 7507500 中等腐蝕對鋼筋混凝土結構中鋼筋 Cl-（mg/kg）7500 強腐蝕 35.553.2微腐蝕 地 下 水 位以 上 主 要為卵石層 5.5 微腐蝕 5.54.5 弱腐蝕 4.53.5 中等腐蝕對鋼結構 PH 值 3.5 強腐蝕 8.749.18微腐蝕 84.4.4 地基土視電阻率地基土視電阻率 根據(jù)工程類比，粉土層電阻率值為 4.6 m70.8 m，卵石層視電阻率 300 m240019、m，建議設計按大值選取。4.4.5 季節(jié)性凍土評價季節(jié)性凍土評價 根據(jù)中國季節(jié)性凍土標準凍深線圖，工程區(qū)標準季節(jié)性凍土深度為 1.6m。場址區(qū)季節(jié)性凍土帶地層為卵石層和粉土層。地下水埋深較大，季節(jié)性凍土帶內(nèi)土層含水量低，一般呈稍濕，凍土構造類別為整體構造，凍土類型為少冰凍土。凍土層含水量10%，凍結期間地下水位埋深100m，故凍脹等級為級，凍脹類別為不凍脹，季節(jié)性凍土對建筑物基礎影響小。4.4.6 地基土工程地質(zhì)評價地基土工程地質(zhì)評價 場址區(qū)地層至上而下分為 2 個主層，為第四系上更新統(tǒng)沖洪積粉土層和卵石層。場址區(qū)地基土粉土層（第層）位于季節(jié)性凍土帶內(nèi)，含水量較低，凍土類型為少冰凍土，凍脹等級20、為級，凍脹類別為不凍脹，季節(jié)性凍土對建筑物基礎影響不大，結構松散稍密，承載力低，為 100 kPa120 kPa，屬高壓縮性土，不宜作為天然地基使用；第層卵石層，結構稍密密實，壓縮性低，承載力較高，為 320 kPa350 kPa，可作為光伏電站良好的基礎持力層和下臥層。場址區(qū)地勢較平緩、開闊，滑坡、泥石流、移動沙丘等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，適宜修建光伏發(fā)電工程。4.5 場址區(qū)穩(wěn)定性及適宜性評價場址區(qū)穩(wěn)定性及適宜性評價 （1）場址基本地震烈度為度，屬構造基本穩(wěn)定區(qū)；（2）場址區(qū)位于荒漠戈壁灘，地勢平緩、開闊。滑坡、泥石流等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。（3）場址區(qū)主要為第四系地層，由上而下分別為粉土21、層（層）及卵石層（層）。粉砂層分布于表部，厚度小，結構松散。卵石層厚度大，層位穩(wěn)定，結構密實，力學性質(zhì)較好，場址地基土的均勻性較好。（4）場址區(qū)存在季節(jié)性凍土，最大凍土深度為地面以下 1.6m。（5）場址區(qū)局部存在鹽漬土，對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筯混凝土中的鋼筋 9具微腐蝕性，對鋼結構具微腐蝕性。（6）場址區(qū)地下水埋深較大，地下水對建筑物基礎影響小。綜上所述，場址區(qū)構造穩(wěn)定性較差，地基土為中硬土，地基土的均勻性較好，季節(jié)性凍土及地下水對建筑物基礎影響小，滑坡、泥石流等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，適宜光伏電站建設。4.6 施工水源及生活用水水源施工水源及生活用水水源 場址區(qū)地表水不發(fā)育。據(jù)當?shù)赜?2、水調(diào)查資料，場址區(qū)西側約 50m 處有一供水管井，輸水量大，水質(zhì)較好，滿足施工及生活用水質(zhì)量要求，基本可解決該工程施工、生活用水需求。4.7 天然建筑材料天然建筑材料 本次對混凝土骨料進行了調(diào)查。場址區(qū)附近砂石料場較多，最近的位于場址東側約 600m 的 G312 國道旁，主要為卵礫石層，質(zhì)量及儲量可滿足工程要求。4.8 結論及建議結論及建議（1）工程區(qū)地震動峰值加速度為 0.20g，地震動反應譜特征周期為 0.45s，相對應的地震基本烈度為度，屬構造穩(wěn)定性較差區(qū)。（2）場址范圍內(nèi)地形較開闊平緩，地基土為第四系上更新統(tǒng)沖洪積堆積物。第層粉土層，該層厚度不大，一般為 0.3m1.3m，結構松散稍23、密，壓縮性較高，力學性質(zhì)較差，承載力較低，且屬于季節(jié)性凍土層，不宜作為地基持力層；第層卵石層，結構中密密實，壓縮性低，承載力較高，可作為光伏電站良好的基礎持力層和下臥層。（3）根據(jù)地基土易溶鹽分析結果，判定場址區(qū)地基土對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋和鋼結構具微腐蝕性。地下水埋深較大，對建筑物基礎基本無影響。（4）根據(jù)中國季節(jié)性凍土等深線圖及當?shù)毓こ探?jīng)驗，工程區(qū)存在季節(jié)性凍土，最大凍土深度為地面以下 1.6m。季節(jié)性凍土為少冰凍土，整體結構，凍脹等級為級，凍脹類別為不凍脹，季節(jié)性凍土對工程建設影響小。（5）根據(jù)工程類比，粉土層電阻率值為 4.6m70.8m，卵石層視電阻率300m2400m，建議設計按大值選取。（6）光伏電站范圍內(nèi)滑坡、泥石流、移動沙丘等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。10（7）建議施工水源和生活用水源采用場址西側 100m 處的水井，水質(zhì)和水量均能滿足工程需要。（8）砂礫料場分布較多，最近的位于場址區(qū)東部 600m 處，運距近，質(zhì)量、儲量滿足要求，亦可在當?shù)胤稚⑹召彙＃?）建議切實做好生產(chǎn)、生活用水管理，防止水體滲入地基，對建筑物基礎產(chǎn)生不良影響。11