风电场可行性研究工程地质Word文档下载推荐.docx
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E
N
A
96°
16′34.2″
40°
54′31.0″
原安北六风电场
B
19′46.2″
54′35.5″
C
19′56.6″
50′16.4″
D
16′44.8″
50′11.9″
16′58.0″
50′00.6″
原安北八风电场
20′10.1″
50′00.1″
20′08.7″
45′40.8″
16′56.9″
45′41.3″
风电场场址区位于著名的“河西走廊”西段的东西风通道上，风能资源丰富，地形、地貌为平坦的“戈壁滩”，可开发利用面积较大，满足风电场建设用地及施工要求。
3.1.2勘察目的和任务
根据甘肃酒泉千万千瓦级风电基地二期工程预可行性研究阶段地勘任务书及工程地质勘测大纲的要求，本阶段勘测工作的目的是为选定的风电场场址提供初步工程地质资料。
本阶段的主要任务如下：
（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）初步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）地层的成因类型、地质年代、岩性、岩层产状、风化程度及分带、岩土层接触面特性等。
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）场址区的软土层、粉细砂层、膨胀性土层、湿陷性黄土层、盐漬土层、冻土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）工程场址区的水文地质条件，相对隔水层的埋藏深度，地表水和地下水的水质，初步评价其对建筑物的腐蚀性。
g）初步提出场址区岩土体的物理力学参数和地基承载力，初步评价场址的主要工程地质问题。
h）初步进行天然建筑材料勘察。
（3）初步判断场地类别及场地最大冻土深度。
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年版；
（3）《冻土工程地质勘察规范》（GB50324-2001）；
（4）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；
（5）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；
（6）《建筑地基基础设计规范》（GB/T50007-2002）；
（7）《地下水质量标准》（GB/T14848－93）；
（8）《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）；
3.1.4勘察过程及完成工作量
根据勘测大纲的要求，西北院工程勘察部于2011年4月中旬开展了工程地质勘测工作，4月底完成了地质勘察的外业工作，5月完成了内业整理及工程地质勘察报告的编制，10月份完成报告的修编。
至可研阶段完成的工作量见表3.2。
表3.2勘察完成工作量
项目
单位
总计
勘探
岩芯钻探
ｍ/个
240/16
坑槽
m3
500
现场试验
重型动力触探试验
m
58
地电阻率测试
组
18
室内试验
土工试验
26
易溶盐试验
3
工程地质
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：
50000）
km2
80
地质平、剖面图绘制
套
勘探、试验等资料整理、分析
份
工程地质勘察报告编写
3.2区域地质概况
3.2.1地形地貌
工程区地处河西走廊西段，南依祁连山山系，北邻北山。
祁连山一般海拔3000m～4000m，山势总体走向为NWW～SEE，与区域构造线方向基本一致。
北山山系总体走向近东西向，测区东北方向为北山山系的马鬃山，为一中低山地和丘陵区，呈近EW或NW向伸展。
疏勒河沿祁连山山系北侧与北山山系南侧的山前倾斜冲洪积平原前缘交汇处由东向西流过，地貌上属安（西）敦（煌）盆地山前洪积倾斜平原，疏勒河河床为该区最低侵蚀基准面。
风电场场址位于疏勒河右岸（北岸），属北山山系山前倾斜冲洪积平原的戈壁滩地貌，地势北东高南西低，海拔高程由北向南从北山山系的2500m降至疏勒河床的1100m，戈壁滩地地势开阔，地形较平缓。
疏勒河两侧的山前倾斜冲洪积平原的戈壁滩地上，发育有大小不一的冲沟。
3.2.2地层岩性
根据沉积建造、岩浆活动及构造变动，工程区地层岩性以新生代沉降为主。
出露地层由老至新为：
前震旦系：
岩性较复杂，主要由片麻岩、片岩、碳酸盐岩、混合岩及火山岩组成，主要出露于测区南部的火焰山、截山、东巴兔山、青山、沙山等地，地层呈北东东向和东西向展布。
侏罗系：
岩性主要由角砾岩、砂砾岩、泥质砂岩、杏仁状玄武岩、炭质页岩夹粗砂岩及煤层组成。
其下部与前震旦系或海西旋迴花岗岩，上部与上第三系疏勒河组，皆呈断层接触。
主要分布于火焰山北麓芦草沟东侧及瓜州口附近。
上第三系上新统：
岩性主要由青灰色、微红色钙质粘土夹砂砾岩透镜体、浅褐黄色砂砾岩、砂岩及泥岩组成，在疏勒河断陷中广泛发育。
其上部为第四系覆盖，下部与前震旦系或侏罗系呈断层或不整合接触，在沙山北坡多有出露。
第四系：
第四系地层分布广泛，主要由冲积、洪积、风积等形成的砾石、砂砾石、细砂、亚砂土、亚粘土、次生黄土和部分砾岩、砂砾岩组成。
其中：
下更新统（Q1pl）：
零星出露于芦草沟西部、东巴兔山南及沙山北坡，分布面积很小。
本组由一套洪积的砾岩及砂岩组成，与下伏上新统疏勒河组或更老地层呈不整合接触。
中更新统（Q2pl）：
分布于火焰山、东巴兔山及沙山南、北麓，构成山前洪积扇，瓜州一带亦有沉积。
根据地表及钻孔资料，其岩性可分为上、下两层，下部主要由微红、淡黄、灰黄或黄褐色粘土、亚粘土及含砾亚粘土等组成（可能为冰水相沉积），最大厚度78m，在瓜州一带有所分布。
上部主要由砾石及砂砾岩组成，泥质胶结，磨圆度好，分选性中等，厚50m～60m，构成山前洪积扇及五、六级阶地。
构成北戈壁（包括测区）、一百四戈壁、南戈壁及山前的洪积扇的上更新统（Q3pl）地层，在地貌组成由山麓向平原倾斜的洪积平原，在河谷两侧，则构成三、四级阶地，岩性主要由砂砾石夹亚砂土及含砾粘土透镜体组成，地表以砾石、碎石及细砂为主，具交错层理，砾石成分主要为石英、硅质灰岩、硬砂岩、辉绿岩及安山岩等。
砾石为次浑园状，分选性差，粒径多在2cm～5cm，个别可达7cm～8cm。
砾石表面经氧化作用，常呈黑色。
厚度一般30m～40m，据钻孔资料最厚可达80余米。
地层下部细，上部粗，反映盆地逐渐缩小的过程。
全新统（Q4）地层主要分布于瓜州、西沙窝以西及踏实等地，成因为湖积～冲积、冲积及风积。
侵入岩：
侵入岩分布较广，主要为花岗岩类及闪长岩类的侵入体，其次为酸性至基性的各类脉岩，岩浆活动有前寒武纪、海西及燕山旋迴。
其中海西旋迴侵入岩最为发育。
3.2.3地质构造
工程区在大地构造分区上位于塔里木地台最东端之菱角部位（一级构造单位），属于塔里木地块的瓜州～敦煌地轴。
区内主要受前震旦纪、海西、燕山及喜马拉雅四个构造旋迴的影响，其中前震旦纪、海西旋迴的构造运动表现较显著，伴随有岩浆活动，使前震旦纪地层深变质，并呈紧闭褶皱。
燕山旋迴的构造运动表现较微弱，一般以断裂为主，岩浆活动不剧烈。
喜马拉雅旋迴的构造运动，以大面积的垂直升降运动为主，其次有断裂出现。
规模较大的褶皱及断裂主要分布于测区北部和南部，呈北东或近东西向分布，距工程区较远，工程区属构造稳定区（图3.1）。
甘肃酒泉千万千瓦级
风电基地二期工程区
图3.1 风电场区域地质构造及地震分布图
3.2.4新构造运动与地震
本区新构造运动表现为强烈的大范围垂直升降运动，其次褶皱、断裂也有所表现。
根据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》（GB18306-2001）资料，场区50年超越概率10％地面地震动峰值加速度为0.05g（图3.2），地震动反应谱特征周期为0.45s（图3.3），相对应的地震基本烈度为Ⅵ度。
图3.2 风电场地震动峰值加速度区划图
图3.3地震动反应谱特征周期区划图
3.3场址区基本工程地质条件
3.3.1地形地貌
风电场场址区地貌上为北山山系山前倾斜冲洪积平原的戈壁滩地，地势北东高南西低，地面高程自北东1630m向南西降至1480m，坡度1％左右。
地势开阔，地形起伏不大。
场区内发育冲沟。
沟中生长耐旱植被，冲沟中的冲洪积物主要来源于其两侧的戈壁平原，戈壁平原地势平坦，地形变化主要受冲沟的切割控制。
3.3.2地层岩性
根据本次初勘成果，风电场场址地基土主要为第四系上更新统洪积松散堆积物及基岩组成，各区地层特征如下
（1）A区
A区位于场址北侧，根据勘探成果，地层主要为第四系上更新统及侏罗系地层。
可分为四个主层，岩性分别为细砂、角砾、砾砂、砂岩等。
①层：
第四系全新统洪积（Q4pl）细砂层，含少量粘性土，褐黄色。
主要分布于戈壁平原表部，分布不稳定，属盐渍类土，土层中见有硫酸盐类结晶（俗名称芒硝和石膏），呈雪花状或纤维状附着在碎石表面或空隙中，局部钻孔中取出的岩芯干燥后呈白粉状。
结构松散～稍密，干燥，锹易开挖。
厚度一般0.2m～0.3m。
②层：
第四系上更新统洪积（Q3pl）角砾层，含少量粘性土，褐黄色。
分布较稳定，场址区均有分布。
粒径一般0.5～3cm，含量约占40%～60％，大者5cm左右，含量约占5％左右。
中等磨圆，一般呈次棱角及次圆状，砂为中粗砂，成分主要为石英岩、砂岩、灰岩、硅质岩等，砾石表面多经一定风化作用。
结构稍密～密实，干燥～稍湿，锹可开挖。
层顶埋深0m～0.4m，层底埋深0.9m～15.0m，层厚0.9m～14.8m，局部未揭穿该层。
②1层：
第四系上更新统洪积Q3pl）粉土层，黄褐色，呈透镜状分布于第②层中。
硬塑状，干燥～稍湿，结构呈稍密～中密状，锹不易开挖。
层顶埋深0m～1m，层底埋深0.4m～5.4m，层厚0.4m～4.4m。
②2层：
第四系上更新统洪积Q3pl）中粗砂层，黄褐色，呈透镜状分布于第②层中。
均一，磨圆度一般，呈次棱角、次圆状，主要成分为砂岩、灰岩、硅质岩和石英岩等。
结构稍密～中密，干燥～稍湿。
层顶埋深2.3m～5.7m，层底埋深15.2m～15.6m，层厚9.5m～13.3m，局部未揭穿该层。
③层：
第四系上更新统洪积（Q3pl）砾砂层，黄褐色，局部呈泥、钙质微胶结。
广泛分布于测区内。
砾石粒径一般0.2cm～1cm，含量约占10%～30％，磨圆度一般，呈次棱角、次圆状，主要成分为砂岩、灰岩、硅质岩和石英岩等。
结构中密～密实，锹不易开挖，干燥～稍湿。
层顶埋深0.3m～4.8m，层底埋3.9m～15.0m，层厚3.6m～14.1m，局部未揭穿该层。
④层：
全强风化基岩，岩性灰岩、泥岩等，浅灰色，主要矿物成分为方解石，矿物成分已风化成土状物质，岩芯呈坚硬土柱状，岩质较软弱，本次勘探未揭穿该层。
层顶埋深5.4m～7.6m，层厚大于2.2m。
（2）B区
B区位于场址南侧，根据勘探成果，地层主要为第四系上更新统及侏罗系地层。
可分为四个主层，岩性分别为细砂、角砾、砂岩等。
厚度一般0.2m～0.7m。
层顶埋深0m～4.5m，层底埋深0.7m～15.0m，层厚0.7m～14.8m，局部未揭穿该层。
层顶埋深0.7m～2.9m，层底埋深4.5m～15.2m，层厚2.0m～14.5m，局部未揭穿该层。
场址区缺失第③层。
层顶埋深0.2m～4.9m，层厚大于1.5m。
3.3.3水文地质条件
瓜州县一带主要河流有疏勒河等，均发源于祁连山北麓，由冰雪融化水和雨水补给。
本风电场属中温带干旱大陆性气候，夏季炎热，冬季寒冷，年最高温度为35°
C，最低温度零下28°
C，气候特别干燥，风大，有“风库”之称，一般风力3～4级，最大可达8级以上。
年平均降水量65.3mm，年平均蒸发量2847.7mm，蒸发量远大于降雨量。
场地为贫水区，含水层的富水性受地形地貌、地层结构和气候的影响及制约。
本次勘探均未揭露出地下水，推测地下水位埋藏深度一般大于20m，属孔隙性潜水型，地下水补给来源主要为大气降水、雪山融水和北山山系的基岩裂隙水，流向大致呈自北东向南西方向，排泄于疏勒河，水力坡降0.6％～0.8％，与地形坡度基本一致，渗透系数约为50m/d。
3.3.4冻土深度
测区内气候干旱少雨，地下水埋藏深度大，冻土为季节性冻土，根据瓜州1961年～1990年30年有关最大冻土深度观测资料统计成果，场址区季节性冻土标准冻深线深度为地面以下1.12m（图3.4）。
图3.4场区季节性冻土标准冻深线等值线图
3.4岩（土）体物理力学性质
3.4.1现场重型动力触探试验
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，本阶段重型动探和标准贯入试验。
试验成果统计值见表3.3～表3.4。
由原位测试确定的地基土承载力、变形模量见表3.5、表3.6。
表3.3A区地基土动力触探（N63.5）指标统计值
统计项目
单位
土层编号
②层
②1层
②2层
③层
④层
统计
个数
个
12
4
9
7
2
动力触探的击数是经修正后的击数
最大值
击
＞50
16.5
49.4
最小值
18.8
10.3
8
31.8
19.4
平均值
12.9
34.4
表3.4B区地基土动力触探（N63.5）指标统计值
统计个数
13
12.5
19.9
表3.5 根据现场试验确定的地基土承载力
地层编号
地层岩性
平均
击数
N63.5（N）
密实
程度
承载力
fak
（kPa）
备注
②
角砾
>
50
1045
工程地质手册第四版表3-2-21
②1
粉土
稍密
285
工程地质手册第四版表4-5-89
②2
中粗砂
485
③
砾砂
995
④
灰岩、砂岩等
1080
参照碎石指标
说明：
平均击数N63.5（N）栏，带括号数据为标准贯入试验锤击数，不带括号数据为动力触探锤击数
表3.6 根据现场试验确定的地基土变形模量
地层
岩性
变形模量
Eo（MPa）
60.4
工程地质手册第四版表3-2-25
17
工程地质手册第四版表3-3-17
27
58.9
34.3
64.4
3.4.2室内岩土试验
本阶段对地基土进行了取样、试验，土工试验成果统计表见表3.7。
从试验成果可知，第②层角砾层卵石含量平均值16.99%，砾石含量平均值33.48%，>
2mm颗粒含量约为50.47%。
不均匀系数平均值187.95，地基土为不均匀土。
曲率系数平均值为20.22，为级配不良土；
第③层砾砂层卵石含量平均值7.64%，砾石含量平均值36.88%，>
2mm颗粒含量约为44.52%。
不均匀系数平均值126.55，地基土为不均匀土。
曲率系数平均值为1.36，属级配优良土。
3.4.3地基岩土体物理力学参数建议值
根据现场标贯、动探试验和室内土工试验成果，结合场址区内地基土工程地质特性，经工程地质综合分析，提出风电场地基岩土体物理力学参数建议值，见表3.8。
表3.7岩土室内试验成果表
分
层
编
号
试样编号
比重
最大干密度
最小干密度
颗粒组成
不均匀系数
曲率系数
颗粒大小（mm）
20
～
5
0.5
0.25
0.1
0.075
0.005
<
0.002
g/cm3
%
Cu
Cc
②
16
2.65
1.38
1.09
0.00
1.40
5.80
2.50
2.80
0.60
4.90
6.99
0.16
2.76
1.80
1.50
53.30
35.90
24.20
21.40
18.60
18.30
4.50
61.60
753.66
216.50
2.70
1.64
1.35
16.99
21.84
11.64
13.14
7.43
7.93
1.94
19.10
187.95
20.22
变异系数
0.02
0.11
0.14
1.05
0.43
0.49
0.33
0.51
0.59
0.77
1.15
2.71
③
2.63
1.12
8.00
6.30
8.10
4.10
4.00
0.90
8.40
14.59
0.13
2.72
1.83
1.53
24.30
35.00
27.20
28.70
11.90
13.50
3.80
52.70
225.22
5.50
2.68
1.63
1.37
7.64
21.29
15.59
14.98
7.99
8.53
2.43
21.56
126.55
1.36
0.01
0.12
1.19
0.48
0.41
0.29
0.32
0.68
0.57
1.28
15.70
21.80
10.43
7.97
5.27
12.07
3.17
23.60
36.00
37.96
表3.8 地基岩土体物理力学参数建议值
土层
编号
岩土名称
厚度
（m）
重力密度
（天然）
（kN/m3）
（饱和）
孔隙比
e
压缩系数
（MPa-1）
压缩模量
（MPa）
内聚力
摩擦角
（o）
承载力特征值
6
19～20
20～21
0.42
0.05～0.12
40
20～25
300～350
1.6
17～18
18～19
0.60
0.09～0.12
30
20～23
300～320
2.3
0.65
0.05～0.08
35
23～27
320～350
1.1
0.43
55
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