信義金寨150MW光伏發電項目場地穩定性研究

李金華　（安徽省電力設計院，安徽　合肥　230000）

信義金寨150MW光伏發電項目場地穩定性研究

李金華（安徽省電力設計院，安徽合肥230000）

以金寨信義150MW光伏發電項目為例，對光伏電場的場地穩定性進行評價，給出場地穩定、適宜本工程建設的結論。

光伏發電；區域穩定；巖土工程；地震

0　前言

太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優點，在長期的能源戰略中具有重要地位。隨著國家對清潔能源的重視以及系列政策扶持，光伏發電項目愈來愈成為當前能源建設領域的新貴。“十三五”期間，安徽省內光伏發電項目規劃為能源建設的重頭戲。隨著光伏電站建設的推廣，對工程建設區域的穩定性評價也就隨之成為前期規劃設計階段的重點工作。本文以安徽省金寨縣信義150MW光伏發電項目為例，進行該建設項目的場地穩定性評價。

1　工程概況

信義金寨150MW光伏電站項目是由信義光伏產業（安徽）控股公司投資，坐落在安徽省金寨縣西側史河邊上，占地約為3500畝，該項目為安徽省裝機容量最大的光伏發電項目。采用多晶硅光伏組件，固定式支架，地面布置的光伏組件裝機容量為135MW，光伏溫室裝機容量為15MW，總裝機容量為150MW，共采用4回35kV線路接到附近變電站35kV間隔，共分4段35kV母線，共15條35kV集電線路，每條35kV集電線路由10個左右1MW發電單元組成。

2　區域地質及穩定性評價

根據《中國及鄰區海陸大地構造圖》（張文佑主編，1983），區域地跨3個一級大地構造單元，北部處于華北斷塊區，東南部與下揚子斷塊區相截接，西南與秦嶺～大別山斷褶帶相截接（圖1）。各構造單元經歷了各自的構造演化階段，其構造格局、結晶基底和固結時期以及地震構造等各具特色。

圖1　區域大地構造單元

華北斷塊區在區域內大致以肥西～韓擺渡斷裂、郯廬斷裂為界，大部分屬豫皖斷塊的范圍，基底巖系由太古代和早元古代五河群（嵩山群）、鳳陽群及登封群組成。基底構造線方向為北西西、南北向，基底固結時期為呂梁～中岳運動期（1850～1700Ma），之后進入蓋層發育階段，其上覆蓋中晚元古代～古生代地層，缺失上奧陶統～中、下石炭統地層。

秦嶺～大別山斷褶帶為一界于華北斷塊區與下揚子斷塊區之間的楔型構造塊體，基底由大別群（Ar）、佛子嶺群（Z）、梅山群（C1～P）組成。主要的構造事件發生在加里東旋回，印支運動結束地槽發展階段而回返固結，基底構造線方向為北東向、北西西向。中生代進入斷塊差異運動高潮期，在盆地中堆積了巨厚的火山碎屑巖系。新構造運動時期差異斷塊運動明顯減弱。

下揚子斷塊區北緣由襄樊～廣濟斷裂、郯廬斷裂、響水口斷裂構成曲折的北部邊界；東南界為紹興～江山斷裂。晉寧運動（850～1050Ma）造就了下揚子斷塊基底的變形和回返固結，基底巖系上溪群和張八嶺群多出露在斷塊的南、北邊緣。

區域地跨3個一級大地構造單元，由縱橫交錯的斷裂帶和被它們圍限的塊體鑲嵌而成，遭受多期構造運動。早第三紀以來發育斷陷盆地，并伴隨堿性巖漿噴溢，可見在喜山運動早期，本區構造運動較強烈。

新構造運動和近期地殼運動特征是決定所在地區地震活動特征的最主要因素之一。區域新構造運動有多種表現形式，主要有大面積的升降運動，新生代盆地構造和晚新生代巖漿活動等。

區域內斷裂構造比較發育，其展布方向主要為東西、北北東、北東和北西向，這幾組方向的斷裂形成斷裂構造格架，現就區域內的主要活動斷裂敘述如下。

①青山～曉天斷裂

斷裂西起青山、拆字嶺、古橋畈、龍井沖、磨子潭、東西溪至曉天，走向東西～北西～近東西，地表傾向北（或北東），傾角60°～70°，深部可能反傾。該斷裂具廣泛的動力變質作用，在其影響范圍內，形成一條東寬西窄的動力變質帶和一系列密集的小斷裂群，整個變形影響帶寬度為2～15km。

②固始～肥中斷裂

西起河南明港以西，向東延至河南固始、安徽壽縣隱賢集至肥東梁園附近，總體走向北西西。它隱伏于新生代蓋層以下，已為航測、重力、電測深、鉆探證實存在。電測深結果表明斷裂不僅對基底有明顯的控制作用，并且在燕山期有過強烈的活動，致使該斷裂南降北升，中生代地層的底板埋深相差懸殊。

③肥西～韓擺渡斷裂

該斷裂是華北斷塊與秦嶺～大別山斷褶帶的邊界斷裂，中生代末期，由于南北向拉張作用，形成斷裂南側東西向延展的第三紀豐樂河斷陷盆地，第四紀以來無明顯活動。

④六安～合肥斷裂

該斷裂是據物探資料推測的隱伏斷裂，近場區展布的只是其一段。根據電測深資料北側為電阻率低，南側為電阻率高，推測該斷裂淺部產狀傾向北，傾角較陡。沿斷裂有喜山期，基性火山口分布，主要活動期為喜山期。

⑤梅山～龍河口斷裂

該斷裂走向北西西，北西自梅山，大致沿響洪甸水庫、下符橋、復南山南側再向南東延至龍河口水庫，斷裂沿線呈現強烈的動力變質作用，發育糜棱巖、碎裂巖和斷層泥。

⑥落兒嶺～土地嶺斷裂

自北東至南西經鳳凰臺、下符橋、復南山西、霍山縣城北西、落兒嶺、楊家灣、爛泥坳、祝家鋪、土地嶺、楊樹溝和王家上灣（七二嶺），并繼續向南西延伸抵湖北境內。斷面產狀：50°～60°/NW（或SE）∠64°～84°。沿斷裂線狀溝谷極為發育，發育構造變形帶，有韌性變形的糜棱巖，也有脆性變形的角礫巖和表征新活動的斷層泥。

上述斷裂距本高程建設場區均＞5km，且斷裂構造相對穩定，近期地震活動水平較低，未發現沿斷裂有明顯的垂直向和水平向活動跡象，場地穩定，適宜工程建設。

3　地震概況

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001）工程區域所處金寨縣地震峰值加速度為0.05g，相應地震基本烈度為Ⅵ度。本工程場區開闊，地基土主要為軟弱土、中軟土，屬于建筑抗震不利地段。根據現場收資得出場地覆蓋層厚度為3～50m之間。經綜合分析，判定擬選場區建筑場地類別為Ⅱ類。

4　巖土工程條件

4.1地形地貌

擬選場區在區域地貌上屬史河流域中游丘陵區，微地貌為河漫灘，地勢開闊，略有起伏，整體北高南低，占地面積約7.6km×0.5km，地面高程55.00～63.00m之間（85國家高程基準）。

4.2工程特性

淺部地基土為第四系全新統沖積而成，局部為靜水沉積而成，主要為松散～稍密狀態砂土，南側場地為松散～稍密的碎石土夾粉土粉砂，局部為軟塑淤泥質粉質粘土、可塑偏軟～硬塑狀態粉質粘土。對于輕型建（構）筑物如逆變升壓單元和光伏面板支撐等可采用天然地基淺基礎，可采用稍密細砂或可塑偏軟～硬塑粉質粘土作為持力層；對于場區南段可采用松散～稍密層卵石作為天然地基持力層。

在基坑開挖需考慮合理支護措施，防止出現坑壁坍塌、坑底流砂的現象出現。

從技術經濟、施工質量等綜合因素考慮，也可在場區沒有卵石的區域采用樁基礎，可選用鋼筋混凝土預制管樁。鋼筋混凝土預制管樁成樁質量好，強度能夠保證，且施工方便，由于場區淺部地基土主要為砂土，可不考慮地基土的超孔隙水壓力和擠土效應。

4.3地下水條件

地下水類型主要為孔隙潛水，大氣降水是地下水的主要補給來源，同時也接受上游地表徑流入滲補給。地下水位隨季節變化大，受旁邊史河水位影響明顯，一般非汛期為地下水補給河水；汛期為河水補給地下水。旱季埋深為3.0～4.0，雨季為1.0m左右，變化幅度在2.0～3.0m之間。

根據附近相鄰工程搜集的資料，判定地下水對混凝土結構有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性。

4.4特殊土及不良地質作用

場區內表層的細砂、淤泥質粉質粘土屬于高壓縮性，低強度土體，受荷載后易產生側向滑動、沉降或基礎下土體擠出等現象，工程性質較差；基坑開挖時，易發生坑壁滑塌、坑底流砂等不良地質作用。

此外，站址內不存在影響工程穩定的滑坡、崩塌、泥石流等不良地質作用。

5　結論

①擬選場地近場區內斷裂構造相對穩定，地震活動水平較低，未發現沿斷裂有明顯的垂直向和水平向活動跡象，場地穩定，適宜工程建設。

②根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010），擬選站址在50年內，一般場地條件下，可能遭遇超越概率為10%的地震動峰值加速度為0.05g，相當于地震基本烈度Ⅵ度，抗震設計分組為第一組；擬選場區建筑場地類別為Ⅱ類。

③場址地貌為河流漫灘，淺部地基土主要為松散～稍密狀態砂土，南側場地為松散～稍密的碎石土夾粉土粉砂，局部為軟塑淤泥質粉質粘土、可塑偏軟～硬塑狀態粉質粘土，對于輕型建（構）筑物如逆變升壓單元和光伏面板支撐等可采用天然地基淺基礎，可采用層細砂或層粉質粘土作為持力層；對于場區南段可采用卵石作為天然地基持力層。對于沒有卵石的區域也可采用鋼筋混凝土預制管樁。

④地下水類型主要為孔隙潛水，大氣降水是地下水的主要補給來源，同時也接受上游地表徑流入滲補給。地下水位隨季節變化大，受旁邊史河水影響明顯，一般非汛期為地下水補給河水；汛期為河水補給地下水。旱季埋深為3.0～4.0，雨季為1.0m左右，變化幅度在2.0～3.0m之間。地下水對混凝土結構有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性。

⑤場區內表層的層細砂、淤泥質粉質粘土屬于高壓縮性、低強度土體，受荷載后易產生側向滑動、沉降或基礎下土體擠出等現象，工程性質較差。場地地基土主要為細砂，粘粒含量低，地下水位埋深淺，在基坑開挖時，易發生坑壁滑塌、坑底流砂等不良地質作用。此外，站址內不存在影響工程穩定的滑坡、崩塌、泥石流等不良地質作用。

［1］GB50021-2001，巖土工程勘察規范（2009年版）［S］.

［2］GB50007-2011，建筑地基基礎設計規范［S］.

［3］GB50011-2010，建筑抗震設計規范［S］.

［4］GD003-2011，光伏發電工程可行性研究報告編制辦法（試行）［S］.

［5］JGJ94-2008，建筑樁基技術規范［S］.

TU47

A

1007-7359（2016）04-0146-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.058

李金華（1983-），男，湖北宜昌人，畢業于中國礦業大學，碩士；工程師，主要從事電力系統巖土工程的勘測與設計工作。