某海上风电岩面形态初步分析

陈旭军 CHEN Xu-jun

（广东科诺勘测工程有限公司，广州 510700）

0 引言

本海上风电项目离岸最近距离约15公里，海深15～18m之间，涉海面积约98.8km2，为查明基岩面埋深及起伏形态，确定地基基础方案，提供地基基础设计和施工所需的岩土工程资料，本次采取了测量、物探、钻探等多种方法开展勘测工作。

1 工作思路

为查明场地上部覆盖层厚度、基岩面埋深和起伏情况等，采取了侧扫声呐、多波束探测、中地层剖面探测及钻探等多种勘测手段相结合的方式，具体技术路线如图1。

图1 技术路线图

2 工作布置

2.1 侧扫声纳海底地貌探测

海底地貌测线（与多波束测深测线相同）测线间隔为60m，方向为东西走向，扫测量程设置为单侧60m，扫测条带间重叠60m，重叠度100%，如图2所示。

图2 侧扫声纳海底地貌探测示意图

2.2 浅地层剖面探测

浅地层剖面探测测线重叠。主测线沿拟建风机主排列方向，按间距1300m平行布设测线；检查线垂直于主测线呈南北方向，按间距1800m平行布设测线。测线布设示意图如图3所示，测线总长为164.7km，如图3所示。

图3 浅地层剖面探测测线布设示意图

2.3 中地层剖面探测

主测线沿拟建风机主排列方向布设，共布设20条主测线。检查线垂直于主测线布设，共布设5条检查线，主测线间距为800m，检查线间距为1800m，如图4所示。

图4 中地层剖面测线布设示意图

2.4 钻探

本次共布置11个钻孔，钻孔间距按3~6km网格状均匀布置，如图5所示。

图5 钻孔平面布置图

3 工作成果

3.1 侧扫声呐探测成果

通过侧扫声呐场址大部分调查区域海底地貌较为平滑，声学反射图像较为均匀，但在场址北部和南部各有一片疑似礁石出露，如图6所示。

图6 场址三维地形渲染图

3.2 浅地层剖面探测成果

浅地层剖面调查由于分辨率较高，主要调查海底较浅部分海底地层结构特征及可能存在的管道及障碍物等。通过探测图像可见本区域浅地层剖面反射较为清晰，未发现有明显的大型障碍物或管线绕射形成的明显弧形反射特征。

3.3 中地层剖面探测成果

根据该区的工程钻探资料（AK01~AK10），结合区域地质构造，对中地层图像进行解译，在场址的南侧、北侧及中部部分区域均可见有明显的基岩反射特征，整体上看，基岩在中部区域处于埋藏状态，南北两侧基岩出露出海底面，其中北侧白须公礁所处区域基岩出露出海平面，如图7所示。

图7 基岩顶面等高程图（1985国家高程基准）

3.4 钻探成果

根据钻探资料，在南侧裸露礁石出露区域以北，上部覆盖层厚度一般小于9m，部分区域全~强风化基岩直接出露，但在南侧裸露礁石出露区域以南，覆盖层厚度一般大于14m（钻孔AK09），且部分区域基岩埋深大于90m（钻孔AK10），推测此处基岩面发生突变，如图8所示。强风化基岩和中等风化基岩层顶高程范围为-21.90~-44.43m（表1），高差达22.53m。

图8 典型地质解译剖面图

表1 场地钻孔揭露基岩面起伏情况

4 结论及评价

4.1 基岩面形态分析

根据勘测成果，场区北西侧及南侧部分区域有礁石群分布，北侧部分礁石突出水面，礁石区域地势偏高、起伏较大，地形总体具NESW向带状延伸特点。南北侧礁石突出区域，基岩面直接出露海面；两礁石群所夹中部区域地势相对平坦，覆盖层厚度一般2~14m，海底礁石零星分布，基岩面总体起伏较小，形态相对平缓；南侧基岩面以礁石形态出露海面后，向东南方向陡然下切，形成深度大于90m的巨厚覆盖层，该区域内物探及钻探方法均未能揭露基岩面。

4.2 基础选型

场地的大部分地段全~强风化岩直接出露或上覆软弱土层厚度较小，该区域可采用重力式基础，重力式基础施工时应清除上部软弱土，使基础坐落在全~强风化基岩之上，并应采用合适的施工工艺对地基面进行整平处理，保证基础稳定，防止不均匀沉降。场地南部钻孔AK09和AK10连线一带，建议采用桩基础，可根据岩土层分布、厚度、埋深等情况选择性地采用钢管桩或冲（钻）孔灌注桩等基础形式，并应注意避免将基桩持力层落在基岩面陡变下切部位。

4.3 勘测方法评价

本次勘测采用侧扫声呐、浅地层剖面探测、中地层剖面探测、钻探取芯等多种勘测手段，由侧扫声呐和浅地层剖面探测完成浅表层地形分布和覆盖层情况分析，中地层剖面完成对深部覆盖层厚度、基岩埋深情况探测，最后以网格状分布的钻孔对上述物探方法进行解译和验证，有效地完成了对本项目场址海底基岩面分析，为基础设计和施工提供了坚实的勘测资料。