1、 4 工程地质工程地质 核 定：王志硕 审 查：胡向阳 校 核：钟建平 编 写：梁 海 4 工程地质工程地质 4.1 前言前言 4.1.1 工程概况工程概况 甘肃武威 9MWp并网光伏电站工程总装机容量为 9MWp，工程的主要任务是发电。场址区位于武威市凉州区丰乐镇和金山乡结合部的空星墩滩。场址距离武威市约 30km，距离古永高速公路约 130m。场址区地形平坦、开阔，场址地貌单元为祁连山系山前冲洪积平原，地貌类型为荒漠戈壁滩，地理坐标为东经 10218511022009，北纬380443380519。可利用土地面积约为 1.18km2。场址东侧为古永高速公路和 312国道，场址区有砂石路相通2、，交通便利，运输方便。4.1.2 勘察目的和任务勘察目的和任务（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)，确定光伏电站场址的地震动峰值加速度及相应的地震设防烈度。评价场地稳定性及建筑适宜性。（2）初步查明地基土地层结构和岩土工程特性，划分场地土类型和建筑场地类别，评价场地地震效应，评价地基稳定性。（3）初步查明场地特殊土的分布范围及厚度、特征，如盐渍土、季节性冻土等，评价其对工程的影响程度，提出相应的工程处理意见。（4）初步查明场地水文地质条件，评价地基土、环境水对建筑材料的腐蚀性，并提出相应的工程处理意见。（5）对场址区主要工程地质问题做出评3、价，如地基持力层的选择与埋深、抗滑稳定、边坡稳定、振动液化等，并提出相应的地基处理意见。（6）提供地基土物理力学参数建议值、基坑开挖坡比及支护方式，工程降水方案等，查明场地不良物理地质现象并提供预防措施建议。（7）提出地基土层的电阻率。（8）查明天然建筑材料及施工水源情况，提供有关建议。14.1.3 勘察依据勘察依据 本次工程地质勘察工作所依据的标准、规范主要有：（1）黄河上游水电开发有限责任公司的委托和要求；（2）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009 年版）；（3）冻土工程地质勘察规范（GB50324-2001）；（4）土工试验方法标准（GB50123-1999）；（5）土4、工试验规程（SL237-1999）；（6）中国地震动参数区划图（GB18306-2001）；（7）建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；（8）建筑地基基础设计规范（GB/T50007-2002）；（9）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）；（10）院质量管理体系文件。4.1.4 勘察方法勘察方法（1）勘察方法 根据可研阶段地质勘测大纲的要求，本阶段的勘察方法以坑槽探为主，结合必要的钻探、岩土测试，同时采取适量的土样进行室内试验。（2）完成的主要工作量 接受任务后，我单位立即组织测量、地质、勘探、物探等各专业人员奔赴工地，于 2011 年 1 月 10 日全部到达到现场开展工作，5、工作人员不畏严寒，于 2011 年 1 月 17日完成外业工作，并将试样送至试验室，本阶段完成的工作量见表 1。表 1 本阶段勘察完成工作量 项 目 项 目 单 位 单 位 总 计 总 计 备 注 备 注 测量 1：1000 地形图测量 km21.5 钻探/孔 160/14 勘 探 坑槽 m3312 取 样 土样 组 35 现场试验 重型动力触探试验 段 35 土工常规试验 组 19 室内试验 易溶盐试验 组 4 2收集区域及场址区有关地质资料 套 1 工程地质调查与测绘（1：1000）km21.5 地质平、剖面图绘制 km 6.9 工 程 地 质 工程地质勘察报告编写 份 1 4.2 场址区6、基本工程地质条件场址区基本工程地质条件 4.2.1 地形地貌地形地貌 甘肃武威 9MWp 光伏电站场址区位于甘肃省武威市凉州区丰乐镇与金山乡结合部的空星墩滩，距离县城约 30km，场址以东北为腾格里沙漠，西南距祁连山坡角约 7km，G312 国道和古永高速公路于场址东侧约 130m 处通过。场地地貌单元为山前冲洪积平原，地貌类型为荒漠戈壁滩，场址平缓、开阔，总体地势西高东低，起伏不大，坡度约为 1.4%，为较好的光伏电站建站场址（图 1）。图 1 场址区地貌图 34.2.2 地层岩性地层岩性 根据本次测绘及勘探资料，场址区地基土主要为第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl），现将各地层结构由新至7、老分述如下：层：第四系上更新统冲洪积粉土层（Q3al+pl）：灰黄色，稍湿，结构松散稍密，主要分布于场址南侧，层厚一般为 0.3m1.3m。层：第四系上更新统冲洪积卵石层（Q3al+pl）：灰色杂色，稍湿，结构稍密密实，卵石含量约 55%80%，粒径 2cm5cm，磨圆度较好，充填粉土、粉细砂。卵石成分为灰白色砾岩、砂岩、砖红色砾岩等，该层分布均匀，层位稳定。4.2.3 水文地质水文地质 距场址区最近的地表水为东部的西大河，距场址区最近处约 6km，为场内地下水聚集地及排泄区。场址内地下水径流方向由西南向东北，含水地层为冲洪积卵石层，地下水类型为孔隙潜水，场址区地下水埋深大于 100m，地下水8、补给来源主要来自大气降雨和场址南侧山区基岩裂隙水径流补给。4.2.4 冻土深度冻土深度 工程区气候干旱少雨，分布季节性冻土，根据中国季节性冻土标准冻深线图及当地工程建设经验，场址区标准季节性冻土深度为 160cm（图 2）。图 2 场址区季节性冻土标准冻深线图 4 54.2.5 不良物理地质现象不良物理地质现象 场址区地势平缓、开阔，滑坡、泥石流等不良物理地质现象不发育。4.3 岩（土）体物理力学性质岩（土）体物理力学性质 为了解地基岩（土）层的工程地质特性，获取岩（土）体的物理力学参数，本阶段进行了 35 组土工试验，试验结果见表 2、表 3。由试验结果可知，地基土野外和室内定名基本一致。为9、了解地基土力学性质，现场进行了重型动力触探测试，测试成果见表 4。5表 2 场址区地基土物理性质实验成果表 颗粒分析 土的分类 取样深度 土粒 比重液限 塑限 塑性 指数0.075 0.0050.07520.0 20.02.02.00.500.500.250.250.075 0.075 d60d30d10Cu Cc 土的分类 取样深度(m m)室内编号 现场编号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 圆砾 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 圆砾 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 圆砾 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 根据现场勘测及工程类比，初步提出场址区地基土物理力学参数建议值，见表 5。表 4 场址区地基土重型动力触探（N63.5）试验成果统计值 卵石层 统计项目 单位14、 动力触探击数 统计数量 个 75 最大值 击 50 最小值 击 12.6 平均值 击 40.5 标准差 11.03 变异系数 0.27 备注：动探的击数是经修正后的数据 表 5 场址地基土物理力学参数建议值表 岩土 名称 密实 状态 压缩 模量(MPa)内聚力(kPa)摩擦角（）承载力 特征值(kPa)粉土层 松散稍密 57 15202022 100120 卵石层 中密密实 2545310 2830 320350 4.4 场址区的主要工程地质问题评价场址区的主要工程地质问题评价 4.4.1 岩土工程勘察分级岩土工程勘察分级 依据岩土工程勘察规范，场址区岩土工程勘察分级如下：（1）根据工程的规15、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）场址区地震设防烈度为度区，场地复杂程度为二级，即中等复杂程度场地；（3）根据地基复杂程度，地基土存在季节性冻土等特殊性土，地基复杂程度为二级，即中等复杂地基；（4）场址区地层主要为第四系上更新统卵石层，为强透水层，场地环境类别为类，场地类别为类；（5）根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，该工程岩土 6工程勘察等级为乙级。4.4.2 地震效应评价地震效应评价（1）地震基本烈度 工程区地震分区为华北地震区（4）阴山燕山地震亚区（8）。根据国家地震局2001 年 1：416、00 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（GB18306-2001）资料，工程区地震动峰值加速度为 0.20g（见图 3），地震动反应谱特征周期为 0.45s（见图 4），相对应的地震基本烈度为度。场址区属构造稳定性较差区。图 3 武威光伏电站地震动峰值加速度区划图 图 4 武威光伏电站地震动反应谱特征周期区划图 7（2）地基土类型及建筑场地类别 场址区地势平缓、开阔，地基土为第四系上更新统中密密实的卵石层，地基土类型为中硬土。覆盖层厚度大于 5m，工程区属可进行建设的抗震较有利地段，建筑的场地类别为类。场址区及附近无活动性断裂通过，不存在发震断裂。（3）地基土的液化17、评价 场址区地震烈度为度，地基土岩性为卵石层，为强透水地层，场址区地下水埋深较大，故不存在振动液化问题。4.4.3 地基土腐蚀性地基土腐蚀性 本次勘察对钻孔内 0m3m 范围内土样进行了易溶盐分析，地基土对混凝土结构及钢结构腐蚀性评价见表 6。判定地基土对混凝土及混凝土结构具有微腐蚀性，对钢结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀。表 6 地基土对混凝土结构及钢结构腐蚀性评价表 评价类型 腐蚀介质 界限指标 腐蚀 等级 试验指标 腐蚀程度度评价 备注 750 微腐蚀 7504500 弱腐蚀 45009000 中等腐蚀硫酸盐含量 SO2-4（mg/kg）9000 强腐蚀 144.1312.2 微腐蚀18、 6.5 微腐蚀 5.06.5 弱腐蚀 4.05.0 中等腐蚀按地层渗透性对混凝土结构 PH值 4.0 强腐蚀 8.749.18微腐蚀 该 区 为 强透水地层。400 微腐蚀 400750 弱腐蚀 7507500 中等腐蚀对钢筋混凝土结构中钢筋 Cl-（mg/kg）7500 强腐蚀 35.553.2微腐蚀 地 下 水 位以 上 主 要为卵石层 5.5 微腐蚀 5.54.5 弱腐蚀 4.53.5 中等腐蚀对钢结构 PH 值 3.5 强腐蚀 8.749.18微腐蚀 84.4.4 地基土视电阻率地基土视电阻率 根据工程类比，粉土层电阻率值为 4.6 m70.8 m，卵石层视电阻率 300 m240019、m，建议设计按大值选取。4.4.5 季节性冻土评价季节性冻土评价 根据中国季节性冻土标准冻深线图，工程区标准季节性冻土深度为 1.6m。场址区季节性冻土带地层为卵石层和粉土层。地下水埋深较大，季节性冻土带内土层含水量低，一般呈稍湿，冻土构造类别为整体构造，冻土类型为少冰冻土。冻土层含水量10%，冻结期间地下水位埋深100m，故冻胀等级为级，冻胀类别为不冻胀，季节性冻土对建筑物基础影响小。4.4.6 地基土工程地质评价地基土工程地质评价 场址区地层至上而下分为 2 个主层，为第四系上更新统冲洪积粉土层和卵石层。场址区地基土粉土层（第层）位于季节性冻土带内，含水量较低，冻土类型为少冰冻土，冻胀等级20、为级，冻胀类别为不冻胀，季节性冻土对建筑物基础影响不大，结构松散稍密，承载力低，为 100 kPa120 kPa，属高压缩性土，不宜作为天然地基使用；第层卵石层，结构稍密密实，压缩性低，承载力较高，为 320 kPa350 kPa，可作为光伏电站良好的基础持力层和下卧层。场址区地势较平缓、开阔，滑坡、泥石流、移动沙丘等不良物理地质现象不发育，适宜修建光伏发电工程。4.5 场址区稳定性及适宜性评价场址区稳定性及适宜性评价 （1）场址基本地震烈度为度，属构造基本稳定区；（2）场址区位于荒漠戈壁滩，地势平缓、开阔。滑坡、泥石流等不良物理地质现象不发育。（3）场址区主要为第四系地层，由上而下分别为粉土21、层（层）及卵石层（层）。粉砂层分布于表部，厚度小，结构松散。卵石层厚度大，层位稳定，结构密实，力学性质较好，场址地基土的均匀性较好。（4）场址区存在季节性冻土，最大冻土深度为地面以下 1.6m。（5）场址区局部存在盐渍土，对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筯混凝土中的钢筋 9具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。（6）场址区地下水埋深较大，地下水对建筑物基础影响小。综上所述，场址区构造稳定性较差，地基土为中硬土，地基土的均匀性较好，季节性冻土及地下水对建筑物基础影响小，滑坡、泥石流等不良物理地质现象不发育，适宜光伏电站建设。4.6 施工水源及生活用水水源施工水源及生活用水水源 场址区地表水不发育。据当地用22、水调查资料，场址区西侧约 50m 处有一供水管井，输水量大，水质较好，满足施工及生活用水质量要求，基本可解决该工程施工、生活用水需求。4.7 天然建筑材料天然建筑材料 本次对混凝土骨料进行了调查。场址区附近砂石料场较多，最近的位于场址东侧约 600m 的 G312 国道旁，主要为卵砾石层，质量及储量可满足工程要求。4.8 结论及建议结论及建议（1）工程区地震动峰值加速度为 0.20g，地震动反应谱特征周期为 0.45s，相对应的地震基本烈度为度，属构造稳定性较差区。（2）场址范围内地形较开阔平缓，地基土为第四系上更新统冲洪积堆积物。第层粉土层，该层厚度不大，一般为 0.3m1.3m，结构松散稍23、密，压缩性较高，力学性质较差，承载力较低，且属于季节性冻土层，不宜作为地基持力层；第层卵石层，结构中密密实，压缩性低，承载力较高，可作为光伏电站良好的基础持力层和下卧层。（3）根据地基土易溶盐分析结果，判定场址区地基土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋和钢结构具微腐蚀性。地下水埋深较大，对建筑物基础基本无影响。（4）根据中国季节性冻土等深线图及当地工程经验，工程区存在季节性冻土，最大冻土深度为地面以下 1.6m。季节性冻土为少冰冻土，整体结构，冻胀等级为级，冻胀类别为不冻胀，季节性冻土对工程建设影响小。（5）根据工程类比，粉土层电阻率值为 4.6m70.8m，卵石层视电阻率300m2400m，建议设计按大值选取。（6）光伏电站范围内滑坡、泥石流、移动沙丘等不良物理地质现象不发育。10（7）建议施工水源和生活用水源采用场址西侧 100m 处的水井，水质和水量均能满足工程需要。（8）砂砾料场分布较多，最近的位于场址区东部 600m 处，运距近，质量、储量满足要求，亦可在当地分散收购。（9）建议切实做好生产、生活用水管理，防止水体渗入地基，对建筑物基础产生不良影响。11