某光伏發電項目場址巖土工程勘察分析及評價

關鍵詞： 巖土工程勘察 工程地質 分析與評價 適宜性 地震效應

中圖分類號： U455.43 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2023）16-0128-06

巖土工程的分析評價是勘察成果整理的核心內容，是在各項勘察工作成果和搜集資料的基礎上，依據工程的特點和要求進行的；巖土工程分析評價充分考慮當地和類似工程的經驗，應在定性分析的基礎上進行定量分析；巖土工程分析評價是否符合客觀實際，設計計算是否可靠，很大程度上取決于巖土參數選定的合理性。

劉港[1]、郭恩輝[2]、牟紅[3]、陳燕平[4]、李向群等人[5]結合工程實例進行了巖土工程分析與評價；方偉[6]以建筑項目實例對場地巖土工程勘察成果進行了評價和分析；武宇[7]以巖土工程勘察實例對場地地震效應進行了分析與評價；陳曉潔[8]以銀河世紀項目勘察為例，對巖土工程勘察巖土參數取值進行了分析；張洋[9]結合項目工程實例，對其場地穩定性與地基均勻性進行了分析研究；楊貞榮[10]結合項目實例對巖土工程勘察地質條件進行了分析與評價。上述分析與評價都結合了工程實例，具有一定的現實意義。

文章分析與評價的思路如下：首先，通過查明場址不良地質作用的類型、成因、分布范圍、發展趨勢和危害程度，查明場地土與地下水對建筑材料的腐蝕，調查了解區域地質構造和地震活動情況；其次，對場址穩定性和適宜性，地基土的均勻性，地震效應，不良地質現象，水、土腐蝕性等進行分析與評價，從而提出防治和整治建議，推薦與地基基礎設計相關的巖土參數。

1 項目概況

1.1 工程概況

擬建并網光伏發電項目是實施光伏扶貧工程的重要組成部分，位于甘肅省東南部，天水市東北，隴山西南麓渭河北岸支流牛頭河流域，工程場區地勢平坦，地面附著物較少。項目建成后總裝機容量為20 MW，預計運營期內平均年上網電量為2.27×10⁷ kW?h，總投資為1.98×10⁴萬元。共安裝標準功率為255 W 的太陽能電池組件7.88×10⁴ 塊，總占地面積約為660 畝，采用35 kV 電壓等級接入電網。光伏電站內建筑物包括綜合控制樓、逆變器室、35 kV 配電室、SVG 室、附屬用房等。

1.2 自然概況

擬建項目位置處于清水縣泰山廟塬，該場址東接陜西省隴縣、寶雞市，對外交通，南連G310、連霍高速公路，西接秦安縣，北與張家川回族自治縣毗鄰；場址處于內陸腹地，地處東南、西南季風交互影響的邊緣地帶，屬溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫8.8 ℃，年降水量為583 mm，日照時數為2 012 h，無霜期為170 d。

1.3 區域地質與地震

擬建項目位于隴西系旋鈕構造和祁呂賀蘭山字型構造西翼前弧的復合部位。地處東祁連加里東褶皺帶范圍內。喜馬拉雅運動中隴山褶皺隆起，形成天水—西禮斷陷盆地，第四紀以來第三系紅層之上堆積了深厚的黃土、碎石土等松散堆積物。清水縣地處隴山山地向梁峁過渡地帶，地勢總趨勢向北東高、向南西漸低；最高海拔為2.201×103 m，最低海拔為1.112×103 m，相對高差為1.089×103 m；由于內外應力作用，形成中山黃土梁峁溝壑區、土石中山區和河谷階地區。在群山環抱中，形成牛頭河中部的山間盆地。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306-2001）、《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2010），場地地震影響的特征周期為0.40 s，設計地震加速度為0.20 g，地震分組為第二組，抗震設防烈度為8 度，按高于當地抗震設防烈度為1度的要求采取抗震措施。

2 巖土勘察

2.1 勘察等級

根據《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2002）、《混凝土結構設計規范》（GB 50010-2010），光伏電站內建筑物、構筑物地基基礎設計等級為丙級，光伏電站內建筑物、構筑物的結構安全等級均為二級，太陽能支架基礎、35 kV 配電室建筑物級別為二級，震設防烈度為8 度。

參照《巖土工程勘察規范》（GB 50021-2001）[11]、《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2010），依據工程的規模與特征，綜合確定巖土工程勘察等級為乙級。

2.2 勘察方法

此次勘察在充分收集和分析區域地質資料，結合利用項目可行性研究報告的基礎上，根據勘察任務書和有關規程規范的要求及場地實際情況，勘探手段主要以地質鉆孔為主，輔以部分坑探[12]，試驗以現場原位測試和室內土工試驗分析相結合[13]，同時對場地及周邊進行工程地質踏勘調查。

2.3 實物工作量

共布置勘探孔26 個，其中一般性鉆孔23 個，孔深5～10.5 m，技術控制鉆孔3 個，孔深20.10～20.30 m，坑探16 個，地質調查約0.5 km²，實物工作量詳見表1，平面布置圖詳見圖1。

測量點約100 個，勘探點孔位及高程均由測量人員現場測定，其坐標為北京坐標系，高程控制為1956年黃海高程，控制點坐標如表2 所示。

2.4 場址工程地質條件

2.4.1 地形地貌

擬建項目場地為低高山地貌，地形表現為低高山緩坡臺地，地勢平坦、開闊。山梁較為平緩，山坡坡度不等，一般在10°～30°，局部較陡，可達35°以上，山包間為寬緩臺地，呈臺階狀，階高為1～3 m，植被以雜草為主。擬建場地地面標高為1.413×10³～1.528×10³ m，相對高差115 m。具體見圖2。

2.4.2 地層結構

根據鉆探揭露，結合區調資料和踏勘調查，場地地層主要為第四系全新統（Q₄^ml）的耕植土及殘坡積層（Q₄^dl+el）的粉質黏土。

第四系全新統耕植土（Q₄^ml）：灰色，淺黃色，稍濕、稍密，含有機質及植物根系，以大量灰黃色粉土為主，層厚為0.50～1.00 m，鉆孔ZK7～ZK26，坑探CT1～CT16均有揭示。

第四系全新統殘坡積層粉質黏土（Q₄^dl+el）：灰黃色～褐黃色，稍濕～濕，呈硬塑～可塑狀態。土質均勻，切面稍有光澤，干強度中等，韌性一般。局部有鈣質膠結，鐵銹黃團塊、黃褐色團塊、植物根系、腐殖質等，在此次勘察深度內，最大揭露厚度約為20 m，未揭穿該層厚度。鉆孔ZK1～ZK26 均有揭示。

2.4.3 水文地質條件

項目場址水文地質條件受地形地貌、地層巖性、地質構造等條件的控制，本地區水文地質條件單一，地下水來源為大氣降水、冰雪融化水等形式補給，在地下形成潛水，由地勢較高的南西方向向北東方向運移。

2.4.4 凍土深度

根據《中國季節性凍土標準凍深線圖》與項目建設地的氣象資料，清水縣域標準凍土厚度0.65 m。

2.4.5 不良地質

根據有關資料，結合本次勘察結果分析，項目場地地形平坦、開闊，不存在滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地質現象，場地范圍內無活動性斷層通過，場區穩定性較好。

2.5 巖土物理力學指標

2.5.1 現場原位測試

為了解地基巖（土）層的工程地質特性，獲取巖（土）體的物理力學參數，該階段進行了標準貫入試驗，由現場試驗確定的地基土的承載力、變異系數，如表3所示。

2.5.2 室內巖土試驗

該階段共取土樣10 組，其中完成10 組室內常規土工試驗，由試驗結果可知：耕植土層卵石平均含量為13%，礫石平均含量44.0%，砂含量27.5%，不均勻系數平均值為23.76，為不均勻土，曲率系數平均值為2.04，為級配優良土。粉質黏土礫石含量3.2%，砂含量8%，黏粒含量7%，不均勻系數為2.27，為均勻土，曲率系數0.85，為級配不良土。

2.5.3 場地電阻率測試

現場電阻率測試采用四點法測試，場地電阻率測試結果如表4 所示。

根據場址地基土的均勻程度，現場原位測試成果，結合室內土工試驗成果，經工程地質綜合分析，提出場地地基土物理力學參數建議值，具體見表5。

3 巖土工程分析與評價

3.1 場地的穩定性及適宜性評價

場地位于山頂緩坡上，整體坡度10°～30°，場地較開闊平緩。通過對場地內與周邊進行踏勘調查，坡體未發現明顯滑動痕跡，通過村民多人次訪問調查，該場地內未有滑動現象，歷史上也未有滑坡等發生過的記載，場地范圍內無活動性斷層通過，場區穩定性較好。

3.2 地基土的均勻性評價

擬建電站場地主要地層為第四系全新統（Q₄^ml）的耕植土、第四系殘坡積層（Q₄^dl+el）的粉質黏土，根據各巖土層厚度、分布及力學強度等各項指標可以判定場地內地基土層屬于不均勻地基，具體評價如下。

（1）第四系全新統（Q₄^ml）耕植土：該土層強度低，高壓縮性，且分布不均勻，層厚薄，不宜作為基礎持力層，應給予清除。

（2）第四系全新統殘坡積層（Q₄^dl+el）粉質黏土：可塑粉質粘土具有一定承載力，中等壓縮性，但分布不均勻，層厚較薄，建議加固后使用或開挖置換。硬塑粉質黏土承載力較高，中等壓縮性，分布均勻，厚度大，層位穩定，可作為擬建建筑淺基礎的持力層。

3.3 地震效應評價

根據《中國地震動峰值加速度區劃圖》（GB 18306-2001）（1/400 萬），本區50 年超越概率為10％時的地震峰值加速度為0.20 g，設計特征周期為0.45 s，抗震設防烈度為8 度。根據區域地質資料和此次勘察，場區無活動性斷裂通過，所屬區域穩定性好。

3.4 不良地質現象評價

根據有關資料，結合此次勘察結果分析，項目場地地形平坦、開闊，不存在滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地質現象，場地范圍內無活動性斷層通過，場區穩定性較好。

3.5 水、土腐蝕性評價

此次勘探深度內未發現地下水，可以不考慮地下水對工程的影響；根據《巖土工程勘察規范》（GB 50021-2001）第12.1.1 條及相關資料認定工程場地及其附近的土或水（地下水或地表水）對建筑材料為微腐蝕，此次勘察可不取樣試驗進行腐蝕性評價，故判定此項目區內地基土對混凝土結構有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋、鋼結構有微腐蝕性。

3.6 土壤電阻率評價

通過工程類比，參考工程地電阻率實測值，建議電阻率按表6 建議值選取。

4 結語

（1）通過對勘察與調查資料分析評價得知，該場地的穩定性與適宜性較好。（2）根據各巖土層厚度、分布及力學強度等各項指標可以判定場地內地基土層屬于不均勻地基，承載力低。（3）根據區域地質資料和此次勘察，場區無活動性斷裂通過，場區穩定性較好。（4）根據有關資料，結合此次勘察結果分析，此項目場地地形平坦、開闊，不存在滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地質現象，場地范圍內無活動性斷層通過，場區穩定性較好。（5）根據區域地質資料和此次勘察，勘探深度內未發現地下水，不考慮地下水的腐蝕性，地基土對混凝土結構有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋、鋼結構有微腐蝕性。