中铁第五勘察设计院集团有限公司广西分院广西南宁530002
摘要：该风电场整个场址东西宽1.5km～5km，南北长4.5km～9km，总面积约36km2，风机基础拟采用扩展式基础，底面直径约为16.5m，基础底面埋深约3m。结合勘察数据对场地的岩土工程条件进行了系统分析，并提出了地基基础建议，对类似工程具有一定借鉴意义。
关键词：风电场；岩土工程条件
一、工程概述
该风电场整个场址东西宽1.5km～5km，南北长4.5km～9km，总面积约36km2（含部分水库消落区面积），总装机规模调整为99MW，拟分两期开发，每期开发49.5MW。一期工程位于整个场址西侧，风机全部布置在龟石水库校核洪水位（183.6m，黄基）以上高程，场址东西宽约1km～3km，南北长4km～9km，面积约20km2，拟安装33台单机容量1500kW风电机组，装机容量49.5MW。各个风机机位的连接道路按四级公路标准，采用宽4.5m的泥结碎石路面，道路全长约15km。风机基础拟采用扩展式基础，底面直径约为16.5m，基础底面埋深约3m。
二、区域地质构造与地震
2.1区域地质构造
根据《广西区域地质志》及1/20万贺县幅、江永幅区域地质资料，场址区位于南华准地台（一级）、桂中-桂东台陷（二级）的东部、大瑶山凸起（三级）的东北端。
根据《广西区域地质志》及1/100万地质构造附图，距拟建风电场场址较近的区域性断裂主要为：栗木～马江断裂、富川断裂及贺街～夏郢断裂带；其中栗木～马江断裂、贺街～夏郢断裂带均属微弱全新活动断裂，与风电场最近距离大于40km，富川断裂属非全新活动断裂，与风电场最近距离约10km，场址区域构造相对稳定。
2.2地震
根据《广西通志?地震志》资料，风电场场址区在地震构造分区上属桂东北低强震地震构造区的东部。史料记述该区曾发生4.75级以上地震8次，最大地震5级，而且多发生于1700年以前；1700年以来，4.75级以上地震基本平息，小地震活动也很稀少。1970年到1985年，仪器记录到的地震很少，震级都在3.0级以下。该区是一个可能发生4.5～5.0级地震的低强震构造区。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001图A1），场址区区域地震动峰值加速度值为小于0.05g，对应的地震基本烈度为小于6度。
三、场地工程地质条件
3.1地形地貌及不良地质作用
风电场一期工程场址区属富江右岸一级阶地及缓丘地貌。整体地势为西部较高，起伏较大，东部靠近龟石水库一侧，较为平缓，局部起伏较大。场地地面高程170m～215m，相对高差10m～35m。丘体自然坡度一般为10°～15°，最陡约25°。场地内分布有水田、旱地、林地、荒地等，荒坡现已基本开发利用，以种植玉米和果树为主。
风机位均处于缓丘顶或丘坡上，地面高程184m～215m，地形呈浑圆状，坡度多为5°～15°，各风机位及附近未发现滑坡、崩塌、岩溶塌陷、泥石流等大规模不良地质作用。
3.2地质构造
a）场址位于富川断裂西侧，根据1/20万地质图，场址内发育2条北西向断层F1、F2，为性质不明断层，走向约330°～350°，沿4#、7#、10#、14#、20#、21#、29#附近通过，场地范围内分别延伸8km。
b）根据现场地质调查，场地岩层出露较少，现场测得岩层产状变化较大，根据现场实测岩层产状及1/20万地质图上的区域产状和地层分布（见图4.2），整个风电场范围内主要存在一轴线为北西向的向斜，两断层分别穿过向斜的两翼，使得场地岩层产状变化紊乱。
3.3地基岩土分布特征
根据钻孔、地质测绘调查、区域地质图，场址内覆盖层以第四系冲洪积层（Qal+pl）粘土，粉质粘土为主；下伏基岩主要为石炭系（C）灰岩、泥质灰岩、白云岩及泥盆系（D）粉砂岩、页岩夹灰岩、泥灰岩等。
3.4水文地质条件
a）地表水
场区内地表水体主要为富江、龟石水库及与其相连的各沟渠、水塘。龟石水库的主要来源为富江或大气降水，季节性变化明显，本次勘察时水位高程为176～177m。龟石水库的正常蓄水位高程为182.6m。
b）地下水
场址区地下水类型主要有土层孔隙水、岩溶水。
风机位处土层孔隙水分布于粘性土层中，以上层滞水的形式存在于土层中，水量较小，易排干。
岩溶水分布于碳酸盐岩岩溶管道、裂隙中，由附近地表水补给，水量较丰富，为场址区内主要的地下水。它的赋存和分布受可溶岩的岩性及地质构造的控制，并通过岩溶管道与龟石水库有一定水力联系，水位埋深随水库水位变化而变化。
3.5岩溶发育特征
根据地质调查，场地内岩溶发育较弱，主要岩溶特征有：
a）10#风机与14#风机间的半山坡发育一岩溶漏斗，呈锅底型，直径20～25m，深2m～5m，距14#风机较近，约250m。
b）6#、10#、16#风机附近的水库溪沟边有灰岩石芽出露，突出周围地面约0.5m～3m，出露面积共约20m2～100m2，，出露点高程为175m～180m。
c）27#到29#风机间的低洼水塘已勘察时处于干涸状态，塘底出露多处灰岩石芽，石芽凸出地表1m～3m，出露面积共约100m2，塘底高程为174m～176m。
各风机位周围，未发现有岩溶漏斗、塌陷现象。
四、岩土工程分析与评价
4.1场地稳定性和适宜性评价
10#风机与14#风机间的漏斗位于断层F1上，从工程地质平面图可知，该漏斗正好位于性质不明的断层F1上，推测其为地表水排泄下渗区。由于上部土层较厚，所以形成锅底的形状。推测该漏斗有进一步扩大的可能，但其离最近的14#风机约250m，不会对其产生影响。
F1断层在全新世以来无明显活动，且各风机位已经避开了F1断层。
各风机位及附近不存在不良地质作用，场地稳定。
4.2场地和地基的地震效应
风机位多位于地势较高的丘顶、丘坡地段，场地土为中软土，场地属抗震一般地段。
根据本次物探测试成果场地岩土层剪切波速范围值为218.3m/s～235.4m/s，等效剪切波速平均值为229.1m/s。本工程钻孔揭示覆盖层厚度大于5.0m，按建筑场地类别划分，属Ⅱ类场地。
4.3岩土层特性评价
a）硬塑状粘土：分布广泛，含有卵砾石，力学强度较高，厚度大，分布稳定，为良好的地基持力层。
b）可塑状粘土：多分布在硬塑状粘土下部，厚度随基岩构造及岩面起伏有一定变化，其承载力及变形模量相对较小，为不良夹层下卧土层，建议设计进行承载力及变形验算，当不满足要求时，建议进行地基处理。
C）可塑状粉质粘土：局部分布，其承载力及变形模量相对较小，为不良夹层下卧土层，需进行承载力及变形验算，当不满足要求时，建议进行地基处理。
d）软塑状粘土：仅分布在灰岩与上部覆盖土层的交接处且有水流浸润的部位，范围受基岩构造及岩面起伏控制，其承载力及变形模量相对较小，为不良下卧土层，钻孔SB28揭露，建议进行软弱下卧层验算。
4.4水文地质评价
风机机位多位于丘顶或相对较高地段，地表水排泄良好，风机机位不受地表水影响。
风机位处土层孔隙水为上层滞水，无稳定水位，岩溶水埋深大于较大，勘察未揭露。地下水对风机基础无影响。
根据风电场附近其他工程的资料，场址区地下水和土对混凝土结构、混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
施工及生活用水从龟石水库抽取，或接引附近村庄的山泉自来水，或进行打井等方式取水，其中附近村庄的山泉自来水水量不大。
4.5土层胀缩性评价
根据室内胀缩性试验成果（如表5.2-3），主要受力影响范围内的硬塑粘土的自由膨胀率平均值为30.25%，结合同时进行的升压站胀缩性试验成果，硬塑粘土自由膨胀率平均值为30.25%～40%，硬塑粘土为非膨胀土～弱膨胀潜势土，可按弱膨胀潜势考虑。
按《广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程》（DB/T396-2007），场地大气影响深度为6.0m，大气影响急剧层深度为1.5m～2.0m。通过估算，场地膨胀土地基等级为Ⅰ级。
根据设计拟定的基坑埋深（3m），已超过大气影响急剧层深度，地基土无须特殊处理，但应避免暴晒或雨水浸泡，尽量保持土的天然状态，回填后应做好地表排水措施。
4.6土洞及岩溶发育评价
场址区灰岩在个别低洼地段零星出露，钻孔揭露的基岩面埋深14.5m～23.7m，属覆盖型岩溶。
a）土洞
风机位及附近未发现地下水下渗漏斗，实际钻孔也未揭露土洞。
b）岩溶
风机位均位于丘顶或丘脊上，地表水易通过地表排到较低处。场地特别是风机位处的覆盖层较厚，为12m～23.7m，主要为粘性土，属隔水层，渗透性一般较差，地表水下渗通道不畅，也不存在明显的排泄通道，即不存在发育大规模岩溶洞隙的条件。
5.结论与建议
（1）各风机位及附近不存在影响风机稳定的不良地质作用，场地稳定。
（2）风机位可采用天然基础，局部有不良夹层或下卧土层，需进行承载力验算。当变形计算不满足要求时，可采用级配碎石换填基底土层处理。
参考文献：
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[2]国内外城市环境地质工作进展[J].张秀芳，李善峰.中国地质灾害与防治学报.2004（04）
[3]某滨海新区地基土建筑适宜性评判[J].佟建兴，曲秀莉，刘伟.工程质量.2004（07）
作者简介：
江顺利（1981-），男，汉族，工学学士，工程师，湖北武汉人，主要从事岩土工程勘察设计、地质灾害监测及处理等。