万载县分散式风电项目地质灾害危险性评估

言鹏

（江西省地质局物化探大队 江西南昌 330000）

1 概述

江西省缺煤、少水（能），且开发殆尽；无油、乏气，属一次能源极度匮乏省份。风电是清洁、可再生能源，风电场建设符合国家关于能源建设的发展方向，符合国家可持续战略发展的需要，是国家大力支持的产业。

2 地质灾害评估目的和任务

2.1 评估目的

对风电项目进行地质灾害危险性评估，对拟建场地建设适宜性做出评价，为防止或减轻地质灾害对拟建工程项目的危害，为避免或减轻工程项目建设诱发或加剧地质灾害提供地质学依据。

2.2 评估任务

（1）查明拟建区及附近范围内地质环境条件与不良地质现象。

（2）评价拟建工程本身可能遭受地质灾害的危险性和工程项目建设可能诱发或加剧地质灾害的可能性及场地建设的适宜性。

（3）根据工程项目建设用地可能发生地质灾害的因素和条件，提出拟采取的防治措施［1］。

2.3 评估级别

风电项目属重要建设项目，能带动周边经济发展，提高当地老百姓的生活水平。拟建区位于宜春市万载县赤兴乡、白水乡，风机位高程为650～1000m，地形切割深度200～300m，原始地形坡度20°～40°，局部超过45°，山脚与山腰植被茂密，山脊上植被覆盖率较低，主要为低矮的灌木。

拟建场地及其附近岩浆岩活动强烈，未发现有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害。评估区内冲沟发育，据访问当地村民，当地多有水石流发生，地质构造稳定，工程建设较易引发地质灾害的产生。建设工程综合确定评估等级为地质灾害危险性评估一级。

3 区域自然地理与地质环境

3.1 气象、水文

3.1.1 气象

万载县属亚热带湿润气候，四季分明，气候温和，雨量充沛，日照充足。全县年平均气温在14.7～17.4℃之间，总的趋势是平原河谷高于低山丘陵，气温分布自东南向西北逐渐递减。全县以1月平均气温最低、7月最高，4月和10月接近年平均值，县城极端最高气温为39.5℃（1967年8月27日），极端最低气温为-11.6℃（1977年1月30日）。

根据近50年（1952～2002年）降雨量资料统计，全县年平均降雨量为1700.1mm，年均大暴雨日数0.4～0.6、暴雨日数为4～6d，年均最大24h 暴雨量100～120mm。各地雨量分布不均，山区多于平原（评估区年降水量见图1），总体上呈现北多南少的趋势。降雨量的季节差异大，4～6月最多，占全年的43%左右；而11月至翌年1月降水最少，仅占12%；其他月份占45%。此外，年际变化也较大，最多达2333.3mm（2002年），最少仅1142.5mm（1963年）。

图1 评估区年降水量图

3.1.2 水文

评估区无大的河流，零星分布有溪沟，具有河床切割深、坡降大、河面窄小、径流量变化大的特征。

3.2 地形地貌

拟建风电场风机位及进场道路区域主要为构造剥蚀低山地貌，场地地形起伏较大，风电场海拔高程介于650～1000m 之间，相对高差在200～300m，山脊比较连续，植被稀少低矮，植被为草甸或低矮灌木；沟谷发育，多呈“U”字型，山坡多呈直线坡和凸形坡，自然坡度一般15°～35°，局部达40°～50°，植被发育。升压站地貌为构造剥蚀低山地貌，地形起伏较小，相对高差10～30m。评估区域地貌如图2所示。

图2 地貌略图

3.3 地层、岩浆岩

评估区内地层主要有震旦系双桥山群（Ptsh）混合岩带、晋宁晚期花岗岩（γδ22），地层及构造情况如图3所示。

图3 评估区地层及构造纲要图

3.3.1 震旦系双桥山群混合岩带(Ptsh)

其位于评估区中部，岩性主要为片麻岩、云英片岩和粉砂质板岩，具变晶、似斑状等结构，块状构造，产状45°∠75°。

3.3.2 晋宁晚期花岗岩（γδ22）

其岩性为细至中细粒混合花岗岩，细至中细粒花岗结构，块状构造，节理裂隙较发育，强风化至中等风化，主要矿物为石英、长石等，锤击清脆，岩芯钻方可钻进，岩石坚硬程度等级为较软岩，岩体完整程度较完整，岩体基本质量等级分类为Ⅳ类。

4 地质灾害危险性评估现状

4.1 滑坡、崩塌

工程项目评估区位于万载县赤兴乡、白水乡，高程为650～1000m，地形切割深度200～300m，自然坡度一般15°～35°，局部达40°～50°，山脚与山腰植被茂密，山脊上植被覆盖率较低，主要为低矮灌木及小乔木。拟建场地及其附近岩浆岩活动强烈，评估区内冲沟发育，据访问当地村民，当地多有水石流发生［2］，评估区内历史上发生过4 处滑坡及3 处滑坡隐患点，现分述如下。

4.1.1 WZB119号赤兴乡岩前村上垇组滑坡

位于赤兴乡岩前村上垇组，人工土质，发生时间为2002年6月，已滑体576m3，小二型，威胁人口12人，威胁财产5万元，危害等级为一般级，稳定性差。

4.1.2 WZB114号赤兴乡花桥村南源组滑坡

位于赤兴乡花桥村南源组，人工土质，发生时间为1998年6月，已滑体1320 m3，经济损失3万元，小二型，危害等级为一般级，稳定性好。

4.1.3 WZA132号赤兴乡排上村枫树岭组滑坡

位于赤兴乡排上村枫树岭组，人工土质，发生时间为2002年6月，已滑体1800m3，经济损失0.1 万元，小二型，威胁人口5人，威胁财产2万元，危害等级为一般级，稳定性差。

4.1.4 WZB132号赤兴乡排上村枫岭组枫树岭滑坡隐患点

位于赤兴乡排上村枫岭组，人工土质，小二型，潜在体积1274m3，威胁人口5 人，威胁财产3 万元，危害等级为一般级，稳定性较差。

4.1.5 WZB131号赤兴乡排上村黄坪组烟土坡滑坡隐患点

位于赤兴乡排上村黄坪组，人工岩质，小二型，潜在体积561m3，威胁人口9人，威胁财产2万元，危害等级为一般级，稳定性较差。

4.1.6 WZA131号赤兴乡排上村黄坪组滑坡隐患点

位于赤兴乡排上村黄坪组，人工岩质，小二型，潜在体积36m3，威胁人口7人，威胁财产2.5万元，危害等级为一般级，稳定性较差。

4.1.7 WZB148号白水乡月形村铜鼓组滑坡

位于白水乡月形村铜鼓组，人工土质，发生时间为2000年7月，已滑体40m3，经济损失0.7 万元，小二型，潜在体积1216m3，威胁人口8 人，威胁财产3 万元，危害等级为一般级，稳定性差。

4.2 自然斜坡稳定性

该拟建风电场的主要建（构）筑物为风电机组和箱式变电站基础，以及新建一座升压站，风电机组、升压站及场内道路多布置在山脊，须对拟建区有影响的自然斜坡进行稳定性评价。

对拟建区有影响的自然斜坡，采用地质分析与量化打分相结合的方法进行稳定性评估。斜坡具有变形迹象或为地层倾角小于坡角的顺向结构，坡脚有人为破坏现象等情况时，视为稳定性差；对坡度小于10°的斜坡，视为稳定性好。其他斜坡根据斜坡的坡度、高度、结构类型、裂隙发育程度及岩体结构类型、软弱夹层有无、强风化带厚度等地质环境条件因子特征，按一定的权重进行量化打分，然后根据各因子的打分进行累加，得到K1，根据K1 大小划分为稳定性差、稳定性较差及稳定性好三级。对升压站风机构筑物，选取代表性斜坡进行量化评估。综合评估结果显示，XP01-XP14 自然斜坡为稳定性较差。评估区为地质灾害易发区，因地质构造复杂，自然斜坡坡度较大，地层岩性为花岗岩和变质岩，残坡积和风化层都较厚，自然条件下拟建区斜坡存在崩滑的威胁。

4.3 泥石流

经现场调查，建设工程评估区处中低山地貌，沟谷发育，多呈“U”型谷，为泥石流较易发区。因松散层厚度不大，松散物来源不多，规模亦较小，多为暴雨期引发的水石流。

建设工程评估区地处中低山，地形起伏较大。本次评估调查分析对评估区的1条沟谷（N0.1）进行泥石流易发性定量评估。N0.1 沟谷位于评估东北部沟谷，沟长约2080m，汇水区面积0.06km2，沟谷略有弯曲，上游沟底高程605m，下游出口处沟底高程409m，相对高差196.0m；地层岩性为花岗岩，残坡积层厚5.0m，强风化层3.0m 左右；沟谷两侧植被覆盖率95%，沟谷内散布有松散堆积物，约1.24×104m3，沟谷两侧自然斜坡稳定性较差。

4.4 地面塌陷易发性

4.4.1 岩溶地面塌陷易发性

建设项目评估区内无碳酸盐岩地层及其他可溶岩，一般不会引发岩溶地面塌陷。

4.4.2 采空地面塌陷易发性

建设项目评估区内无地下采矿采空区和其他地下洞室工程分布，不具备发生采空地面塌陷条件［3］。

5 地质灾害危险性预测评估

5.1 工程切坡稳定性

拟建工程切坡主要是风机、升压站。风机基础主要承受风机自重及经塔筒传来的水平力，地基要满足风机抗压、抗拔、抗倾斜要求，故对地基的要求较高。场区岩石风化主要受地质构造控制，基岩全风化层厚度不大，强风化及中风化顶板埋深变化不大，多在1～5m。基于基岩埋藏较浅且地基承载力较高，可直接开挖后以中风化岩作为天然地基。

风机基础要承受塔筒底部传来的风机重量、弯矩及水平力等荷载，且风机承受的主要荷载——风荷载的不确定性，使得风电机组对地基基础的要求较高。基础形式初步拟定采用锚栓的圆形扩展基础。

所有风机基础为“圆形C40现浇钢筋混凝土扩展基础+高强度预应力锚栓”形式。风电机组基础采用天然地基，持力层为强风化或中风化基岩，基础埋深-3.5m，基础内切圆半径初定为10.2m，单个风机基础混凝土量约675m3，下设100mm厚C10混凝土垫层。本工程拟在每台风电机组旁就近布置1台箱式变电站，箱式变电站基础采用砖混结构，底板采用C20现浇钢筋混凝土，侧壁采用砖混结构、天然地基；箱式变基础平面尺寸为4.7m×4.6m，高2.1m，基础下设100mm 厚C10 素混凝土垫层，基础埋深-1.5m，持力层为粉质黏性土；箱式变基础与风机基础之间直埋电缆，长约25m。

位于山脊的风机，在场地整平后，无切坡或切坡较小，一般不存在切坡稳定性问题；位于山坡或山脚的拟建风机将产生较大切坡。本风电场的风机8座位于山脊部位，不存在切坡；其余8座风机位于山坡，故共计将产生8段人工切坡［4］。拟切坡具有诱发滑坡、崩塌的可能，按照《建筑边坡工程技术规范》，建议采用1∶1.00～1∶1.25坡率进行切坡，坡面应采取相应的防护措施。

5.2 填方工程地质问题

风电场山脊较宽，山上植被为草甸、灌木、杉木，风电场施工场地平整土石量较小，施工安装较方便。

本风场为高山风电场，填方工程主要集中在风机基础及场内道路。填方时，应清除表层耕植土层及淤泥质土等不良地质层，选择工程特性较好的填料，采取分层压实回填，尽量减小由于填土工程特性、厚度上的差异产生工程场地不均匀沉降的可能性。填方边坡按规范放坡，当需要收缩坡脚或加强填方边坡的稳定性时，应设置挡土墙［5］。

5.3 风机基坑稳定性评估

风机最大基础半径为10.2m，基坑挖深3.5m，基坑开挖存在基坑边坡稳定性问题，位于山坡不对称处的风机基础易向较薄弱的一侧产生侧向位移。建议风机基础进入中风化岩石，在基坑边坡上部的全风化或是强风化层中采用锚杆固定，以免产生侧向位移；基坑施工采取排水措施，必要时采取支挡措施，以保证基坑边坡稳定。

5.4 弃土场工程地质问题

本次可研阶段为预可研阶段，共设置若干个弃土场，弃土场总面积为12hm2。由于场区道路贯穿整个风电场，为减少运输距离，特将弃土场分散布置，弃土运输距离尽量控制在1km内。应在后续设计中对弃土场位置进行进一步踏勘选址，对弃土场边坡进行支护处理，处理方法可采用挡土墙、土工格栅法及锚喷支护等，并做好土地平整、截水、排水、种草绿化工作的工作，避免因暴雨导致的弃土场泥石流灾害。

5.5 工程诱发及遭受泥石流危害的可能性

根据前述，评估区属泥石流易发区，因松散物来源较多，引发泥石流的概率较大、规模较大，多为洪水期引发的水石流。工程建设破坏了原始地貌，大量增加了松散物的来源，极大增加了引发泥石流的概率。因此，对挖方、填方区、弃土区都应进行完善的压实、拦挡措施，必要时，可采用挡土墙、土工格栅法及锚喷支护等，并做好土地平整、截水、排水、种草绿化的工作［6］。

6 结语

建设场地在山顶（脊）上，山高坡陡，原有较好的生态环境、岩土结构遭到破坏，且地质环境条件复杂，自然条件下拟建区斜坡存在崩滑的威胁。施工后，人工切坡的稳定性较差，危险性中等，存在诱发崩塌滑坡的可能。工程建设破坏了原始地貌，大量增加了松散物的来源，也极大增加了引发泥石流的概率。工程建设较易引发地质灾害的产生，地质灾害危害对风电场址可能会构成威胁，遭受地质灾害危害对风电场址的可能性较大。场地地质环境条件复杂，稳定较差地段应在施工的同时采取地质灾害危害措施，降低对风电场址可能构成的威胁。