風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在沖溝發(fā)育地區(qū)的應(yīng)用

王學(xué)亮

（湛江南海西部石油勘察設(shè)計(jì)有限公司 廣東湛江 524000）

擬建風(fēng)電場(chǎng)位于黃土高原東北部，地勢(shì)由西北向東南傾斜，海拔一般在800～1400m之間，其余大部是黃土梁峁丘陵寬谷區(qū)受流水侵蝕作用，地形溝壑縱橫，梁峁相間。部分梁峁兩側(cè)因季節(jié)性降水的侵蝕，沖溝異常發(fā)育，向源侵蝕仍舊有發(fā)展趨勢(shì)。

擬建風(fēng)電場(chǎng)采用20臺(tái)2.5MW的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)采用承臺(tái)樁基礎(chǔ)。承臺(tái)直徑19m，埋深2.8m。樁基采用干法施工的鉆孔灌注樁，樁基直徑為0.8m，樁底擴(kuò)大端直徑為1.65m，樁長(zhǎng)35m。根據(jù)前期風(fēng)資源專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)踏勘初步選點(diǎn)結(jié)果來(lái)看，有部分風(fēng)機(jī)點(diǎn)位距離沖溝比較近，最為突出的有MGM04、MGM09、MGM23三個(gè)風(fēng)機(jī)點(diǎn)位，點(diǎn)位描述詳見(jiàn)表1。

表1 不利點(diǎn)位調(diào)查情況

在調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，雖然部分風(fēng)機(jī)點(diǎn)位風(fēng)資源比較好，但點(diǎn)位距離沖溝過(guò)近，對(duì)之后在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)年限中的使用存在隱患。主要是存在以下兩點(diǎn)問(wèn)題：

（1）沖溝是否已經(jīng)穩(wěn)定？后續(xù)是否仍會(huì)開(kāi)展？后續(xù)使用中，沖溝若不斷開(kāi)展，最終可能會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的安全使用產(chǎn)生影響。

（2）對(duì)于距離風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)過(guò)近的沖溝，在后續(xù)施工擾動(dòng)和雨水沖蝕下，土體的穩(wěn)定是否能夠滿足風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的要求。

對(duì)于陜北地區(qū)的地形地貌，沖溝發(fā)育比較嚴(yán)重，對(duì)建構(gòu)筑物影響比較大。一般經(jīng)驗(yàn)，沖溝側(cè)壁在雨水沖蝕下，不斷開(kāi)展，基本發(fā)展速度為每年1m左右。對(duì)于沖溝正對(duì)的地理地貌比較危險(xiǎn)，沖溝發(fā)育嚴(yán)重地段每年沖蝕速度甚至可以達(dá)到十幾米，乃至幾十米。

針對(duì)本廠址地形地貌具體情況，結(jié)合風(fēng)資源專業(yè)發(fā)電量預(yù)測(cè)，對(duì)風(fēng)機(jī)點(diǎn)位進(jìn)行全面梳理分析。一方面，設(shè)計(jì)請(qǐng)地質(zhì)災(zāi)害方面的專家對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)附近的沖溝情況進(jìn)行安全分析，并得出風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)距離沖溝的有效安全距離，作為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)依據(jù)。另一方面對(duì)風(fēng)機(jī)點(diǎn)位重新進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于存在較大安全隱患的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位進(jìn)行擯棄，重新選擇，為后續(xù)的安全使用做好基礎(chǔ)工作。結(jié)合兩方面的工作，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)位進(jìn)行重新復(fù)核、擇優(yōu)選取。

根據(jù)沖蝕地形地貌的具體情況，和地質(zhì)災(zāi)害安全分析評(píng)估，最終設(shè)計(jì)形成對(duì)策如下：

（1）首先對(duì)沖溝的形成、發(fā)育形態(tài)及水文工程地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。

西北地區(qū)的沖溝比較具有特點(diǎn)，有些是新近形成的沖溝，后續(xù)存在繼續(xù)發(fā)展的危害性；有些是中等發(fā)育的沖溝，且繼續(xù)發(fā)育，目前危害性仍然比較大；有些是歷史上形成的沖溝，時(shí)間比較久遠(yuǎn)，目前已經(jīng)停止發(fā)育，沖溝周邊的地質(zhì)情況已經(jīng)穩(wěn)定，可以作為建設(shè)的地段。

在風(fēng)資源、土建兩個(gè)專業(yè)調(diào)查過(guò)程中，著重對(duì)以上三種沖溝進(jìn)行識(shí)別：

①對(duì)于新近形成的沖溝，一般沖溝內(nèi)壁的土體比較新鮮，因?yàn)樾纬蓵r(shí)間比較短，土體不穩(wěn)定，經(jīng)常會(huì)有土體剝落，漏出新鮮土壤；因土體容易剝落，所以此處植被很難扎根生長(zhǎng)。這種沖溝一般為長(zhǎng)度和深度都比較小的溝槽。

②對(duì)于中等發(fā)育且目前仍在繼續(xù)開(kāi)展的沖溝，從溝頭開(kāi)始下切、溝壁坍塌，沖溝不斷加深、加長(zhǎng)，出現(xiàn)懸溝陡坎，剖面呈“V”字形，在溝口平緩地帶開(kāi)始有洪積物堆積。部分發(fā)育后期的沖溝，一般表現(xiàn)特征為溝內(nèi)陡坎已經(jīng)消失，沖刷作用逐漸減弱，形成凹形平緩的平衡剖面，溝底開(kāi)始有洪積物堆積。

③對(duì)于目前已經(jīng)停止發(fā)育的沖溝，溝床下切基本停止，溝底有較多洪積物堆積，并開(kāi)始有植物生長(zhǎng)，溝壁及溝底植被比較茂盛，且溝壁無(wú)新鮮土壤外漏。

針對(duì)以上三種沖溝地形地貌特點(diǎn)及地質(zhì)災(zāi)害情況，本廠址風(fēng)機(jī)點(diǎn)位確定及風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要有針對(duì)性的遵循以下原則：

①對(duì)于新近形成的沖溝，沖溝范圍比較小，一方面土建設(shè)計(jì)擋水坎對(duì)地表水進(jìn)行導(dǎo)流，排至風(fēng)電廠進(jìn)場(chǎng)道路側(cè)的排水溝，避免對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)所在區(qū)位產(chǎn)生影響。并在沖溝植樹(shù)種草，以固水土。風(fēng)機(jī)點(diǎn)位及基礎(chǔ)布置避開(kāi)沖溝發(fā)育方向，在沖溝側(cè)的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位及基礎(chǔ)避開(kāi)沖溝側(cè)壁至少40m以上。

②對(duì)于中等發(fā)育且目前仍在繼續(xù)開(kāi)展的沖溝，沖溝發(fā)育最快，危害較大，可在溝底鋪砌柴捆、石籠，或在溝槽內(nèi)用水泥砂漿修筑跌水構(gòu)筑物，加固溝壁，防止側(cè)壁沖蝕。同時(shí)，土建設(shè)計(jì)擋水坎對(duì)地表水進(jìn)行導(dǎo)流，排至風(fēng)電廠進(jìn)場(chǎng)道路側(cè)的排水溝，避免對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)所在區(qū)位產(chǎn)生影響。同時(shí)，風(fēng)機(jī)點(diǎn)位及基礎(chǔ)布置嚴(yán)禁布置在沖溝發(fā)育方向。在沖溝側(cè)的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位及基礎(chǔ)避開(kāi)沖溝側(cè)壁至少70m以上。

③對(duì)于目前已經(jīng)停止發(fā)育的沖溝，應(yīng)對(duì)溝底及溝側(cè)壁植被進(jìn)行保護(hù)，禁止破壞。一方面土建設(shè)計(jì)擋水坎對(duì)地表水進(jìn)行導(dǎo)流，排至風(fēng)電廠進(jìn)場(chǎng)道路側(cè)的排水溝，避免對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)所在區(qū)位產(chǎn)生影響。風(fēng)機(jī)點(diǎn)位及基礎(chǔ)布置避開(kāi)沖溝發(fā)育方向，在沖溝側(cè)的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位及基礎(chǔ)避開(kāi)沖溝側(cè)壁至少40m以上。

（2）對(duì)于位于黃土梁峁位置的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位的應(yīng)對(duì)措施。

對(duì)于沖溝沖蝕形成的黃土梁峁位置，根據(jù)黃土梁峁的形成特點(diǎn)及工程地質(zhì)的性質(zhì)，主要有以下應(yīng)對(duì)措施：

①對(duì)于沖溝發(fā)育方向完全避開(kāi)黃土峁，黃土峁形成一個(gè)穩(wěn)定的完整的峁，可以布置風(fēng)機(jī)點(diǎn)位，風(fēng)機(jī)點(diǎn)位距離沖溝的距離及沖溝底部和側(cè)壁加固應(yīng)符合前文所述沖溝處風(fēng)機(jī)點(diǎn)位布置及應(yīng)對(duì)措施的原則。

②對(duì)于黃土峁周邊的沖溝已經(jīng)發(fā)育完成，不再發(fā)育，植被比較茂盛，黃土峁形成一個(gè)穩(wěn)定的完整的峁，可以布置風(fēng)機(jī)點(diǎn)位，風(fēng)機(jī)點(diǎn)位距離沖溝的距離及沖溝底部和側(cè)壁加固應(yīng)符合前文所述沖溝處風(fēng)機(jī)點(diǎn)位布置及應(yīng)對(duì)措施的原則。

③對(duì)于沖溝發(fā)育方向沒(méi)有避開(kāi)黃土峁，且沖溝發(fā)育方向仍朝黃土峁位置開(kāi)展，此處的黃土峁應(yīng)禁止布置風(fēng)機(jī)點(diǎn)位。

④黃土梁位置禁止布置風(fēng)機(jī)點(diǎn)位。

黃土地區(qū)沖溝沖蝕地貌的風(fēng)電廠址，其工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜。各種不良的地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)工程建設(shè)帶來(lái)比較大的難度。因此在風(fēng)電廠建設(shè)開(kāi)工之前，必須先對(duì)擬建地段進(jìn)行可靠且有效的評(píng)估和整治，選擇地質(zhì)條件比較好的地段進(jìn)行建設(shè)，避免不良地質(zhì)地段帶來(lái)不必要的損失。