甘肃大唐玉门低窝铺二期风电场地地质分析

（一）区域地质概况

1.地形地貌

玉门低窝铺二期风电场地处河西走廊西段，北邻马鬃山，南依祁连山脉。马鬃山呈东西或北西向延伸，为一中低山地和丘陵区。祁连山一般海拔3000～4000m，属高山区，山势总体走势为北西西—南东东，与区域构造线方向基本一致。祁连山北侧为山前倾斜冲积洪积平原，地势南高北低，高程自海拔2500m降至1500m左右。

场址区位于两山之间的坳地内，即祁连-走廊区盆地的次一级盆地玉门盆地内，地貌上表现为以戈壁平原、山前洪积为主。覆盖着巨厚的新近纪至第四纪沉积物，其中发育有稀少的间歇性内陆河流。地势开阔，地形起伏不大，局部地段自南向北发育有浅而长的小沟槽，一般宽1～3m，深约10cm，冲沟表面多为中细砂，地面高程自南向北渐降，坡度约为1%，海拔一般为1550～1600m。

2.地层岩性

场区大地构造上属于河西走廊沉降带，为祁连山加里东陆台后期的巨型山前凹地，以新生代沉降为主。出露地层由老至新为：寒武系砂岩、板岩及火山喷发岩，夹少量的碳酸盐岩和硅质岩等；奥陶系页岩、砂岩、灰岩、火山岩、角砾岩；志留系砂质页岩、粉砂岩、砂岩等；三叠系长石石英砂岩、含砾砂岩、泥岩、粉砂岩；侏罗系砂岩、砾岩、含砾粗砂岩、粉砂岩、页岩等；白垩系砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、砾岩；古、新近系陆相湖盆及山间坳地型沉积，主要为砾岩、砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、钙质泥岩等。

第四系地层沉积类型繁多，层次清楚，分布极为广泛。南缘以洪积和冰碛为主，颗粒较粗，以冰期堆积为主；向北变细，以间冰期堆积为主。岩性为更新世洪积砂砾石层，次为全新世风成砂和盐类沉积。

场址地基土主要为第四系上更新世冰水堆积及冲-洪积物，多为亚砂土、砂砾石层等，具一定层理。该组地层分上下两部分：下部地层以砂砾石层为主，夹砂岩透镜体，层理较清晰，构成河西走廊山前倾斜平原，俗称“戈壁滩”，时代属更新世晚期，厚25～170m；上部地层主要为亚砂土，含少量细砾石和亚黏土透镜体，主要由冲-洪积形成，构成河西走廊主要农业耕地。

3.地质构造

本区主要受河西构造体系控制。河蕊系展布在甘、青两省毗邻地区的祁连山系东部及其东南麓，由以白垩系及古、新近系为主形成的一系列褶皱、断裂所构成，总体呈西北330°～345°方向左行雁列的隆起带和拗陷带。

（1）武威—庄浪河拗陷带。由武威、庄浪河、河口等一系列北西西向左行雁列的新生代盆地和与其相伴的庄浪河断裂带组成。此断裂带经古浪穿乌稍岭沿庄浪河向东南延伸。主要由发育于早白垩世至中新世地层中的数条规模不等、彼此方向一致的断裂组成，总体走向NW/330°～335°，影响宽度3～5km。断层面多向西倾，切割中、下更新统。

（2）龙首山—冷龙岭隆起带。该带以古生代地层和侵入体为主体，构成一条呈北北西向横跨河西走廊的隆起带，东西两侧均为中新生代盆地。隆起带内发育一系列北北西向压扭性断裂，切割三叠系及更新统。该断裂带自燕山晚期以来曾强烈活动。

（3）张掖—民乐拗陷带。张掖、民乐盆地由晚更新世和全新世的陆相碎屑属堆积物组成，盆地边缘出露新近系和白垩系，总体呈北北西向伸展。

（4）合黎山—榆木山—大通山隆起带。该带以西北340°～350°方向横跨河西走廊，带内发育一系列北北西向的褶皱和逆冲断裂，最重要的是榆木山东麓断裂带。

（5）酒泉—野牛台拗陷带。由酒泉盆地、野牛台盆地等构成，单个盆地的长轴为北西向，总体呈北北西向，盆地均以新生界为主体组成。

（6）榆树沟山—祁连山主峰隆起带。该带以西北330°～345°方向横贯河西走廊。两侧发育一系列北北西断裂褶皱，白垩系、古、新近系卷入其中。主要有玉门镇东断裂、地窝铺东断裂、新民堡断裂、嘉峪关断裂、文殊山背斜及其相伴断裂。断裂均向南陡倾。断裂切割并控制了白垩纪地层和古、新近系红鱼盆地。

场区大地构造上属于河西走廊沉降带，该带为祁连山加里东陆台后期的山前凹地，以新生代沉降为主。

4.新构造与地震

据《甘肃省区域地质志》，工程所在的祁连区新构造运动十分强烈，表现为普遍明的上升。

该区在北纬40°以北地区，地处荒漠戈壁滩，人烟稀少。由于历史文化等诸方面的原因，历史地震记载较少，自唐以来仅有10余次的地震记录，历史上最大一次地震是1932年12月25日发生在昌马的7.5级（东经95°0′，北纬39°9′）地震，大震后余震不断，半年后方息。该地震震中距离场址区约70km，对场址区的影响烈度约为Ⅶ度。

根据国家地震局2001年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》资料，地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40s，相对应的地震基本烈度为Ⅶ度。工程区属构造基本稳定区。

（二）场区基本工程地质条件

1.地形地貌

场区地处河西走廊中部，南依祁连山脉，其北侧为山前倾斜冲积、洪积平原，地势南高北低，高程自海拔2500m降至1500m左右。山势总体走势为NWW—SEE。场址区位于两山之间的坳地内，即祁连-走廊区盆地的次一级盆地玉门盆地内，地貌上表现为以戈壁平原、山前洪积为主，地势开阔，地形超伏不大，地面高程自南向北渐降。局部地段有小沟槽，规模较小，延伸较短，一般宽1～3m，最宽5～10m，深约10～100cm，冲沟表面多为中细砂。

2.地层岩性

根据有关勘察资料，工程区地基主要为第四系上更新统冲积及洪积物组成，场址地基土主要为第四系上更新统冰期堆积和冲-洪积形成，多为亚砂土、砂砾石层等，卵砾石含量自南向北数量逐渐减少，粒径也逐渐变小。地层一般可分为四大层，其特征自上而下描述如下：

（1）含细砾粉砂土层。为第四系全新统风积、冲积物，出露于地表，厚度0.1～0.3m，灰色至青灰色。砾石含量约20%，主要成分为砂岩、页岩、花岗岩、石英岩等，多呈亚圆形；粉砂土含量约80%。土质松散，干燥，锹可开挖。底部有白色晶体状或粉末状物（芒硝或盐类）。

（2）砾砂层。第四系上更新统冲-洪积物，埋深；层顶埋深一般0.1～0.3m，层厚0.2～1.6m，灰黄至褐黄色。砾石含量约30%，主要成分为片麻岩、花岗岩、石英岩和砂岩等，中等磨圆，粒径一般2～10mm。砂含量约65%，以粉细砂为主，松散—稍密，干燥，锹可开挖。

（3）圆砾层。分布于砾砂层以下，为第四系上更新统冰期堆积和冲-洪积形成，层厚0.6～1.2.0m。褐红色，泥质胶结，较干燥。砾石分布不均，骨架作用不明显，局部夹有砂层透镜体，层厚变化较大。砾石含量约45%～60%，成分主要为砂岩、石英岩、片岩等：磨圆度中等，多呈亚圆形，砾石表面弱风化至微风化。砂以粉砂为主，含量约35%，呈稍密—中密状态，镐可开挖。

（4）圆砾层。为晚更新世冰期堆积，由冲、洪积及冰水沉积形成。层厚2～14m。圆砾多为灰黄色-黄褐色，较干燥，砾石含量约45%～60%，粒径一般5～10mm者居多，卵砾石主要成分为砂岩、石英岩、花岗岩、片岩等。卵砾石多呈亚圆形，局部夹有卵石及粉砂质黏土透镜体。泥质弱胶结，较干燥，密实。该层含有三个亚层，主要有泥质胶结的卵石层、钙质胶结卵石层及黏土层。

3.水文地质条件

玉门镇一带属甘肃西北部的干旱气候区，年平均降水量为65.3mm，年平均蒸发量为2847.7mm，蒸发量大约为降水量的40倍以上。主要河流有黑河、疏勒河、石羊河等，均发源于祁连山，受冰雪融水和雨水补给。

区内含水层的富水性受地形地貌、地层岩性、地质构造和气候的影响及制约，该场地的区域水文地质条件属贫水区。本区地下水为潜水，地下水位埋藏深度一般大于20m。

在近场区三十里井子火车站曾进行过水文地质钻探，钻孔深达百米以上，未见到可供饮用的地下水。玉门镇一带当地居民所用水井，浅井地下水埋深一般20m左右水质较差，深井地下水埋深为40～80m，水质较好。国营404厂生活及生产用水均源于附近的昌马水库。在场址西北的疏勒河灌区地下水位长期观测孔，孔深8m，地下水位埋深约5m，含水层为砂卵砾石，主要受河水和渠水入渗补给。含水层富水性较好，水质清澈，无色无味，属含Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）的水。

根据玉门风电场一期工程水质分析成果，场区地下水总的溶解性总固体为658.9mg/L，属淡水，pH值7.38，属中性水至弱碱性水，永久硬度（CaCO3）190.2mg/L，碳酸盐硬度222.7mg/L，总硬度412.9mg/L，属硬水，水化学类型为含KHCO3、NaHCO3和Mg（HCO3）2的水。地下水对混凝土不具有腐蚀性，对钢结构具有弱—中等腐蚀性。

4.冻土深度(www.xing528.com)

根据玉门镇气象站多年观测成果及当地工程建设经验，多年最大冻土深度为5～2.21m。

5.岩（土）体物理力学性质

根据近场区已勘察及已建工程有关试验资料，类比提出大唐玉门电场二期岩土体的物理力学建议值，见表2-1-2。

表2-1-2　风电场地基土体物理学性质建议值

注　c—土的黏聚力；φ—土的内摩擦角。

（三）场区主要工程地质问题及评价

1.风电场场地等级

场址区地震动峰值加速度为0.15g，根据本工程特性及场址地层情况，依据《风电场场址工程地质勘察技术规定》和《岩土工程勘察规范》，确定风电场场区为中等复杂场地，地基等级为中等复杂地基。

2.岩土及地下水的腐蚀性

场址区地下水埋藏深度大于20m，对场区建筑物影响较小。

根据近场区水质分析表明：地下水溶解性总固体658.9mg/L，属淡水，pH值7.38，属弱碱性水，硬度16.94，属硬水，水化学类型为含KHCO3、NaHCO3和Mg（HCO3）2的水。对混凝土不具有腐蚀性，对钢结构具有弱—中等腐蚀性。

据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001），盐渍类土的易溶盐含量大于0.3%，且具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性。场址区所在的西北干旱半干旱地区，旱季盐分向地表聚集，向深部含盐量逐渐减少。雨季地表盐分被地面水冲洗溶解，随水渗入地下，表层含盐量减少，地表白色盐霜消失。随季节气候和水文地质条件的变化，周而复始地进行盐类的淋溶和聚集的周期性过程。

根据近场区岩土易溶盐测试成果，场区表部的盐渍土属于弱—中盐渍土，中等盐渍土仅分布于各别位置，按含盐类型属于硫酸盐渍士—亚硫酸盐渍土。盐渍土对混凝土具有硫酸盐弱—强腐蚀性和氯化物中—弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性，因此需要采用抗硫酸盐腐蚀永泥，对钢结构需采取防护措施。

根据工程地质类比，风电场场址区的易溶盐含量在整个工程区平面上呈不均匀分布，在垂向上总体自地表向下易溶盐含量呈逐渐减少的趋势。

场址区地形平坦，地势以较缓的坡度向北东方向倾斜，地表水排泄通畅，地下水位埋藏很深，岩土体含水量很小，局部的盐渍土仅分布在表部一定深度内，其深度小于建筑物基础埋置深度，不会对建筑物基础构成影响。但是，随着风电场的修建，特别是生产、生活设施的建设，将会有一定的生产生活用水排放，可能使建筑物周围的岩土产生盐渍化。因此，建议切实做好生产生活用水管理和废水的有序排放，防止对建筑物地基产生不良影响。

3.场址区地层特性及持力层选择

工程场址地表层分布有含细砾粉砂土层（第①层）和砾砂层（第②层），下部地基土为碎石土，主要有两层因砾层（第③层、④层）。

场址区表层的全新统粉砂土（第①层）及砾砂层（第②层），位于多年冻土带内，结构松散，力学性质低，不宜作为基础持力层。建议挖除。

微胶结圆砾层（第③层），以圆砾层为主，地层均一性好，出露稳定，仅在局部夹有中细砂透镜体。砾石分布不均匀，泥质微胶结，密实，力学强度较高，该层为基础持力层（第④层），卵（砾）石相互接触形成连续受力骨架，力学强较高，是较好的持力层。

4.震动液化及地质灾害评价

风电场址区地震动峰值加速度为0.15g，场地地层岩性主要为砾砂和圆砾，场区地处西北干旱地区，场地岩土体常年处于干燥状态，地下水埋深很大，不具有砂土液化的条件因此，场地岩土体无震动液化问题。

风电场场址区地形平坦，大小冲沟较发育，发育深度较浅，一般1.0m左右，沟中生长耐旱植被，为间歇性干沟。冲沟中的冲洪积物主要来源于其两侧的戈壁平原，不存在泥石流、滑坡等不良地质现象。

5.天然建筑材料

本阶段调查的天然建筑材料料场为新河口砂砾石料场。该料场位于场址区西南4km处。根据勘测和现场调查情况，砂砾石料层厚大于50m，主要成分为变质岩、砂岩和花岗岩，磨圆度较好，抗风化能力强，根据筛分试验资料，其不均匀系数为2.31～16.15，黏粒含量小于3%，各项指标均满足规范要求。

本料场可开采的范围很大，天然建筑材料储量丰富，运距仅4km，开采运输条件好，。沿玉昌路30km以内还有多处料源，据已有试验资料，料场各项指标满足本工程的细骨料产地。

（四）结论

（1）场址区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱周期为0.40s，对应地震基本烈度为Ⅶ度，属构造基本稳定区。

（2）场址区表层为第四系全新统粉砂土（第①层）及砾砂土层（第②层），位于多年冻土带内，结构松散，力学性质低，不宜作为持力层，建议挖除；上更新统的微胶结圆砾层（第③层），局部夹有多层中细砂透镜体，力学性质较好，该层埋深大于2.5m时，可作为基础持力层；弱胶结的圆砾层（第④层），力学性质较高，是较好的基础持力层。

（3）低场地地形平坦，地表水排泄通畅，地下水位埋藏很深，岩土体含水量很小，场区未见发生大面积的盐渍化，地基土保持原状土层较高的物理力学性质，不会对建筑物基础构成较大影响。建议下阶段进一步查明盐渍土在场址区内平面上和垂向上的分布规律。

（4）场区盐渍土主要分布于地表的含碎石粉砂层，属于弱—中盐渍土和硫酸盐渍土—亚硫酸盐渍土，对混凝土具有硫酸盐弱—强腐蚀性和氯化物中—弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性，需要采用抗硫酸盐腐蚀水泥及加强防腐措施。

（5）场区地下水一般位于地表以下20m或更深，地下水对临水钢结构有弱腐蚀性，对混凝土不具有腐蚀性。建议对钢结构采取防腐性处理措施。

（6）风电场场地为中等复杂场地，地基等级为中等复杂地基。场地地处西北干旱地区，岩土体常年处于干燥状态，地下水埋深很大，不具有砂土液化的条件：场地形平坦，无滑坡、泥石流等不良地质现象。

（7）为防止生产、生活用水可能对建筑物周围的岩土产生盐渍化和对混凝土、钢结构的腐蚀性，建议切实做好生产、生活用水管理和废水的有序排放。

（8）沿玉昌路30km以内，有多处料源，据已有试验资料，料场各项指标满足质量要求，储量丰富，开采运输条件较好。可作为本工程的细骨料产地。