采煤沉陷區(qū)光伏電站地基沉降及穩(wěn)定性研究

彭雷祥，楊向升，華 祥

(通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250031)

可再生能源的開(kāi)發(fā)利用在我國(guó)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革過(guò)程中起到關(guān)鍵作用，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要抓手。光伏發(fā)電是目前應(yīng)用最為成熟的可再生能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)之一，具有建設(shè)時(shí)間短、開(kāi)發(fā)區(qū)域要求不高、投資成本低等特點(diǎn)，將迎來(lái)黃金發(fā)展期，但用地資源緊張成為限制其快速發(fā)展的主要因素[1-3]。而采煤沉陷區(qū)上引入光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)既能解決用地稀缺的問(wèn)題，又能實(shí)際利用采煤沉陷區(qū)土地，實(shí)現(xiàn)“光伏+采煤沉陷區(qū)”模式的雙贏局面[4，5]。然而，由于地下采空區(qū)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、長(zhǎng)期隱蔽等特點(diǎn)，采煤沉陷區(qū)的場(chǎng)地穩(wěn)定性是不可回避的問(wèn)題[6-8]。因此，采煤沉陷區(qū)光伏電站建設(shè)的沉降變形及地基穩(wěn)定性，成為光伏電站布局規(guī)劃和采煤沉陷區(qū)開(kāi)發(fā)利用亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本研究結(jié)合工程實(shí)例，研究了采煤沉陷區(qū)光伏電站地基沉降與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，為沉陷區(qū)土地利用提供參考。

1 采煤沉陷對(duì)光伏電站影響及工程概況

1.1 采煤沉陷對(duì)光伏電站影響

光伏電站包括太陽(yáng)能發(fā)電板、支架、線纜、逆變器、輸電線塔、辦公建筑及其他相關(guān)設(shè)施等，不同設(shè)施受地下采動(dòng)影響的損毀程度及損毀方式存在較大差異，如圖1所示。

圖1 地表移動(dòng)變形對(duì)光伏電站影響

光伏組件、高壓線塔等基礎(chǔ)面積小的構(gòu)筑物受下沉和水平移動(dòng)影響較小，但受傾斜變形、水平變形的威脅較大，主要是地表變形導(dǎo)致構(gòu)筑物重心偏離基礎(chǔ)，發(fā)生傾覆碰撞、擠壓變形等；……