2024海上风电场地质灾害勘察技术规程

海上风电场地质灾害勘察技术规程目 次总 则 1术语与符号 2术 语 2符 号 2基本规定 4地质灾害勘察内容与方法 5一般规定 5地质灾害勘察内容 5地质灾害勘察方法 5地质灾害分析与评价 7一般规定 7海底滑坡分析与评价 8海底浅层气分析与评价 12活动沙丘沙波分析与评价 12地质灾害监测 14一般规定 14海底滑坡监测 14海底浅层气监测 15活动沙丘沙波监测 15勘察成果 16附录A 海上风电场地质灾害的分类 17附录B 海上风电场地质灾害物探方法 18附录C 基于静力触探的土体力学参数取值 19本规程用词说明 21引用标准名录 22条文说明 23ContentsGeneralProvisions 1andSymbols 222.1 Symbols 2BasicRequirement 3ContentsandMethodsofInvestigationforGeohazards 5GeneralRequirements 5ContentsofGeohazardsInvestigation 5MethodsforGeohazardsInvestigation 5AnalysisandEvaluationofGeohazards 7GeneralRequirements 7AnalysisandEvaluationofSubmarineLandslides 8AnalysisandEvaluationofSubmarineShallowGas 12AnalysisandEvaluationofSubmarineSandDunesand12MonitoringofGeohazards 15GeneralRequirements 15MonitoringofSubmarineLandslides 15MonitoringofSubmarineShallowGas 16MonitoringofSubmarineSandDunesand16InvestigationReport 17AppendixA ClassificationofGeoharzardsinOffshorePowerProjects 18AppendixB IdentificationofSubmarineShallowGas 19AppendixC DeterminationofsoilmechanicalparametersbasedonCPTU 20ExplanationofWordinginSpecification 22ListofQuotedStandards 23ExplanationItems 24--1 总 则质量，制定本规程。的勘察。定。术语与符号术 语submarinelandslide海底斜坡岩土体，沿着贯通的剪切破坏面（带）产生以水平运动为主的现象。submarineshallowgas在海底浅部沉积物中所聚集的气体，主要由甲烷、二氧化碳、硫化氢、乙烷等组成。submarinesanddunesandwaves在海洋浪、潮、流作用下，处于不断运动状态的海底沙丘或沙波。Sandwaveindex沙波的波长和波高之比。Sandwaveasymmetryindex沙波迎流坡水平投影长度和背流坡水平投影长度之比。Sandwaveasymmetryindex指沙粒在沙丘沙波背流坡自由滑落的坡度线。符 号S—破坏面上土层的抗滑力（kPw—破坏面上由重力作用引起的剪应力（kP0—破坏面上由波浪作用引起的剪应力（kPu—破坏面上土层不排水条件下的抗剪强度（kP—破坏面以上土的有效重度（kN/m3z—破坏面深度（土层计算点深度（m—斜坡坡度（°0—重现期内波浪对海底的最大波压力（kPL—波长（mH—波高（mh—水深（m；—破坏面上土层排水条件下的有效粘聚力（kP—破坏面上土层排水条件下的有效内摩擦角（°；—破坏面上波浪引起的土层孔隙水压力系数；r—破坏面上波浪引起的土层孔隙水压力Mr—抗滑力矩（kNmMr—滑动力矩（kNmCui—i个滑块的不排水抗剪强度（kPlii个滑块的滑面弧长（mR—抗滑和滑动力臂（mi—i个滑块的重力（ki—i个滑块与水平面的夹角（°Mbp—波压力产生的力矩（kNm。基本规定工程场区的自然条件和作业条件，编制地质灾害勘察大纲。勘察大纲宜包括下列内容：工程概况、目的任务、已有成果等。勘察依据和技术标准。工程区海域位置与航运状况、气象、水文概况。工程区海域地形地质概况和工作条件。勘察重点、技术路线和工作思路。勘察工作内容、方法、技术要求和勘察工作量等。项目组织和进度计划。项目质量、职业健康与安全、生态环境保护的保障措施。勘探工作布置图。测报告和野外工作验收报告以及相关附件。液、油料等生产废弃物和生活垃圾进行回收。地质灾害勘察内容与方法一般规定相关参数，评价地质灾害的危害性，提出处理措施的建议。海上风电场地质灾害勘察应收集海洋水文、气象、海底地形资料。地质灾害勘察内容海底滑坡勘察内容应包括下列内容：体物理力学参数。弱带变形特性及不同条件下抗剪强度。析其成灾机制，评价对工程的影响。不对称指数、迁移速率，评价其活动性和对工程的影响。地质灾害勘察方法法；海底岩质滑坡应以钻探、钻孔全景数字成像和试验为主，物探为辅的方法。海底滑坡勘察工作布置应符合以下要求：3310m~20m。探深度。3个；主要土层原状样的室内试验组数不应少于6组，黏性土层宜进行三轴压缩试验。岩质滑坡应在软弱带或可能滑动面部位取6杂的岩质滑坡，宜在孔内进行岩体应力测试、波速测试。海底浅层气勘察方法和布置应符合下列规定：B2000m~3000m，2条物探测线。210m。勘探孔内应测定气压，并采集气样，分析气体成分和类型。活动沙丘沙波勘察方法和布置应符合下列规定：验等综合手段。500~1000m2条。物探采用多波束和侧扫声呐时，应覆盖整个场区。35m~10m。6组。地质灾害分析与评价一般规定A的规定。5.1.2的规定。表5.1.2地质灾害危险性分级危害程度发育程度或活动性强发育/强活动性中等发育/中等活动性弱发育/弱活动性危害大危险性大危险性大危险性中等危害中等危险性大危险性中等危险性中等危害小危险性中等危险性小危险性小海上风电场地质灾害危害程度应根据可能直接经济损失或受威胁工程等级进行分级，地质灾害危害程度分级应符合表5.1.3符合现行国家标准《海上风力发电场勘测标准》GB51395的规定。表5.1.3地质灾害危害程度分级危害程度可能直接经济损失（万元）受威胁工程等级危害大≥5000Ⅰ危害中等1000~5000Ⅱ危害小≤1000Ⅲ注：1.5.1.4的规定。表5.1.4海底滑坡的发育程度分级判 据发育程度强发育中等发育弱发育发育数量场区发育3个及以上场区发育1~2个场区仅发育1个活动频率历史滑坡频发；变形迹象明显历史滑坡偶发；变形迹象不明显历史滑坡几无发生；无变形迹象注：从强发育到弱发育以先满足的为准；判据满足其中之一即可。5.1.5的规定，浅层气气体压力等级划分应符合本规程附录A的规定。表5.1.5海底浅层气的发育程度分级判 据发育程度强发育中等发育弱发育浅层气气体压力等级高压浅层气中压浅层气低压浅层气分布面积（m2）≥100000>10000<100000≤10000注：从强发育到弱发育以先满足的为准；判据满足其中之一即可。5.1.6的规定。表5.1.6 海活沙波的动分类分类依据特 征迁移速率强活动性迁移速率大于或等于1m/a，底砂活动层大于或等于5cm中等活动性脊线直，两坡交切尖锐，沙波指数和沙波不对称指数较大，坡面叠置异向小沙波较好，有孔虫壳有磨迁移速率小于1m/a，底砂活动层小于5cm弱活动性细、中砂为主，含5%~10%以上的粉砂轻微移动，无底砂活动层不活动丘状起伏可见，脊线模糊不清，表面见植物碎屑和生物活动痕迹沙丘表面粉砂黏土层覆盖砂层，致密或胶结长期不移动治措施的工程应开展专项勘察。海底滑坡分析与评价海底滑坡稳定性分析评价应符合下列要求：依据海底滑坡岩土体结构特征，分析影响滑坡稳定性的因素，确定滑坡的边界条件和变形破坏模式。确定岩土体物理力学参数，分析影响滑坡稳定的各种荷载组合、选取合适的计算方法。海底滑坡稳定性应采用定性分析和定量计算相结合的方法。依据海底滑坡稳定性分析成果，评价对工程的影响，并提出处理建议。海底滑坡稳定性分析应采用定性和定量计算相结合的方法。等影响因素，分析滑坡的边界条件和变形破坏模式。海底滑坡稳定性的定性分析应符合下列规定：土质滑坡稳定性宜根据地形坡度、土层结构进行定性判别。岩质滑坡稳定性宜根据海底地形地貌、地层结构、软弱带分布特征进行定性判别。海底滑坡稳定性计算参数应包括下列内容：海底滑坡的地形特征参数。波浪、地震动峰值加速度参数。滑坡岩土体、滑动面、控制性结构面的物理力学参数。海底滑坡稳定性计算参数获取应符合下列规定：土质滑坡土体物理指标应根据室内试验成果采用平均值；土体力学参数应根据C的规定。岩质滑坡岩体物理指标应根据室内试验成果采用平均值；岩体力学参数宜根据5.2.6-1的规定。表5.2.6-1 岩力参建议值岩体分类岩体变形模量f’（）E0（GPa）Ⅰ1.60≥f’＞1.402.50≥c’＞2.00＞20Ⅱ1.40≥f’＞1.202.00≥c’＞1.5020.0≥E0＞10.0Ⅲ1.20≥f’＞0.801.50≥c’＞0.7010.0≥E0＞5.0Ⅳ0.80≥f’＞0.550.70≥c’＞0.305.0≥E0＞2.0Ⅴ0.55≥f’＞0.400.30≥c’＞0.052.0≥E0＞0.2注：、2.表中参数限于硬质岩，软质岩应根据软化系数进行折减。5.2.6-2的规定。表5.2.6-2 结面软层和层抗断抗强度类 型抗剪断强度抗剪强度f’（）f’（）胶结的结构面0.80~0.600.250~0.1000.80~0.600无充填的结构面0.70~0.450.150~0.0500.70~0.450岩块岩屑型0.55~0.450.200~0.1000.50~0.400岩屑夹泥型0.45~0.350.100~0.0500.40~0.300泥夹岩屑型0.35~0.250.050~0.0100.30~0.250泥0.25~0.180.010~0.0020.25~0.150注：1.表中胶结和无充填结构面参数限于硬质岩中的结构面，软质岩中的结构面应进行折减。可根据滑坡的稳定现状反算推求滑面的综合抗剪强度参数。反演分析中蠕动挤1.00~1.050.95~0.99。海底滑坡稳定性定量计算应符合下列规定：稳定性分析应考虑滑坡重力、波浪荷载等作用，地震工况时应考虑地震荷载作用。海底滑坡稳定性计算应采用极限平衡法、数值模拟法或两者相结合的方法。动方法分析：

Sw0

1zsin

ze2z/L

（5.2.7-1）2 0 LP wH

（5.2.7-2）0 2cosh(2h/L)S—破坏面上土层的抗滑力（kPw—破坏面上由重力作用引起的剪应力（kP0—破坏面上由波浪作用引起的剪应力（kPu—破坏面上土层不排水条件下的抗剪强度（kP—破坏面以上土的有效重度（kN/m3z—破坏面深度（土层计算点深度（m—滑坡坡度（°0—重现期内波浪对海底的最大波压力（kPL—波长H—波高h—水深（m海底滑坡为土质或破碎岩体，不适宜采用无限边坡破坏理论分析时，滑坡稳定性计算宜采用有限滑坡滑弧条分分析方法。滑坡稳定性系数宜按下列方法计算：Fs

MrMd

nnRiini1 nRiiniMi1

（5.2.7-3）Mr—抗滑力矩（kNmMr—滑动力矩（kNmCui—i个滑块的不排水抗剪强度（kPli—i个滑块的滑面弧长（mR—抗滑和滑动力臂（mi—i个滑块的重力（ki—i个滑块与水平面的夹角（°Mbp—波压力产生的力矩（kNm对海底岩质滑坡应根据主要结构面组合情况采用平面型、楔形体型、折线型滑应力作用。地震工况下采用无限斜坡分析法或条分法计算稳定性系数时，应考虑水平地震作用荷载，水平地震作用荷载可采用拟静力法计算。5.2.8确定。表5.2.8 海滑稳状态分滑坡稳定系数FsFs<1.001.00<Fs<1.051.05<Fs<1.15Fs>1.15滑坡稳定状态不稳定稳定性差基本稳定稳定海底浅层气分析与评价响。A.0.2的规定。5.3.3的规定。表5.3.3海底浅层气成因判别海底浅层气成因初判复判生物成因场区历史上存在多次海侵海甲烷碳同位素δ13C1PDB值小于-50.00‰，大于-91.00‰热成因场区断裂构造发育，构造活动强烈甲烷碳同位素δ13C1PDB值≥-50.00‰，≤-35.00‰5.1.25.1.5条的规定。活动沙丘沙波分析与评价险性和对工程的影响。5.4.2的规定。表5.4.2 底动丘波的模类分类分类标准波高H（m）波长L（m）巨型H≥5L≥100大型0.75≤H＜510≤L＜100中型0.4≤H＜0.755≤L＜10小型H<0.4L＜5从波谷向投影迹长较长侧方向运移。下列规定：同时间段的波脊线和波谷线几何特征，综合分析评价活动沙丘沙波的迁移速率。潮流作用形成的沙丘沙波运移速率宜采用下式计算：𝑐=𝑎(

𝑢∗𝜏𝑐)𝑚√𝛾𝑠−𝛾𝑤𝑔𝑑3∗1

（5.4.4-1）𝛾𝑠−𝛾𝑤𝑔𝑑𝜏0c（s）；h（m）；

ℎs（gcm3）2.65gcm3；sw（gcm3）；wg为重力加速度（取980cm/s2）；d（cm）；a和m分别为经验系数，在粒径0.10mm~0.21mm范围内分别取76.1和2.5；（ux23.2ux）（s）；c和0分别为床面出现沙垄和沙纹时水流作用在底床的剪应力(取0.72)。风浪流综合作用形成的沙丘沙波运移速率宜采用下式计算：𝑐=2𝑞𝑠𝐻𝛾

（5.4.4-2）式中：c（s）；qsgc.H（m）；（gcm3）。4L2c9.7810 AH式中：c为沙波年运移距离（m）；L（m）；H（mA

（5.4.4-3）5.1.65.1.25.1.3条的规定。地质灾害监测一般规定当地质灾害对工程的安全或正常使用有影响时，应开展地质灾害长期监测。质灾害特点采用针对性的监测方法。特点及对工程的影响程度综合分析确定，并根据监测过程中出现的异常情况及时调整。效期内，处于正常工作状态。海底地质灾害监测成果分析应符合下列规定：地质灾害监测资料整编和分析应搜集工程地质勘察资料、海洋环境资料、监测设备运行资料。监测系统运行中，应及时对原始记录进行检查和整理，并对监测资料进行整编和分析，形成监测报告并存档。海底滑坡监测海底滑坡监测内容应主要包括风暴、海流、孔隙水压力、水平位移和垂直位移。海底滑坡监测布置应符合下列规定：2个。孔隙水压力和位移的监测点应沿监测断面布置。每个滑坡场区监测断面不应少343海底滑坡监测方法应符合下列规定：风暴和海流宜分别采用漂浮式激光雷达和海流仪方法进行监测。地表位移监测宜先采用多波束全覆盖探测，再布置海床变形监测装置，深部位移监测宜采用海床深部测斜仪。231次。海底滑坡监测允许误差应符合下列规定：风速监测允许误差为±0.1m/s，风向的监测允许误差为±1°。海流流速的监测允许误差为±0.5cm/s，海流流向的监测允许误差为±1°。多波束探测平面允许误差为±0.2m，高程允许误差为±0.2m。孔隙水压力监测允许误差为±0.1kPa。位移监测允许误差为±5mm。海底浅层气监测海底浅层气监测内容应包括浅层气气体压力变化及海床变形。海底浅层气监测布置应符合下列规定：3个。5个。采用海床变形监测装置。21时分析工程区建筑物基础变形监测成果。海底浅层气监测允许误差应符合下列规定：0.01MPa。海床变形监测允许误差应为±5mm。活动沙丘沙波监测活动沙丘沙波监测应包括沙丘沙波的形态变化、位移。谷的变化特征，采用沙波指数和沙波不对称指数分析形态变化，计算沙丘沙波位移。61次，观测数据异常时应加密监测。多波束探测平面允许误差为±0.2m，高程允许误差为±0.2m。7 勘察成果海上风电场地质灾害勘察应根据灾害类型编制专门的勘察报告。价、结论和建议，并应符合下列规定：及工作量等。底地形地貌、地层岩性等。力学性质等。地质灾害分析与评价宜包括地质灾害的活动性、影响因素及形成机制、稳定性析与评价。结论和建议。探孔柱状图、海底地形地貌图、物探成果、试验成果、监测成果。附录A 海上风电场地质灾害的分类海上风电场地质灾害应主要包括海底滑坡、海底浅层气、活动沙丘沙波。A.0.2的规定。表A.0.2 底坡分类分类分类标准体积（104m3）巨型>5000大型1000~5000中型100~1000小型<100A.0.3的规定。表A.0.3 底层分类类 型特 征按赋存形态分层状浅层气沉积环境比较稳定，沉积物中有机质丰富，分解生成的气体与沉积物相伴生，埋藏深度不一、大面积的层状分布团块状、囊状浅层气分布受沉积层中有机质含量、孔隙率大小控制，呈团块状、囊状相对富集于某一区块或某几个区块柱状或羽状、烟囱状浅层气较深部位生成的气体沿断层带、孔隙或裂隙等通道向海底浅部土层运移，形成柱状、羽状、烟囱状分布。常与底辟、泥火山和断层相伴生按气体压力分高压浅层气气体压力大于或等于0.4MPa中压浅层气气体压力在0.2MPa~0.4MPa之间低压浅层气气体压力小于0.2MPa附录B 海上风电场地质灾害物探方法表B 上电地害物方法探测项目侧扫声纳法多波束法海洋磁法电磁感应法水域地层剖面法水域多道地震勘探法测井海底微地貌探测全覆盖探测○○●●●●●测线探测○○●●Δ●●海底浅层气探测ΔΔ●●○○●海底底质分类○Δ●●Δ●●地质结构探测探测地层厚度＜200m●●●●○○●探测地层厚度≥200m●●●●Δ○●岩土物理力学参数测试●●●●●●○注：○为主要方法，Δ为配合方法，●为不适用。附录C 基于静力触探的土体力学参数取值qtqcu21aaAa/Ac

（C.0.1-1）（C.0.1-2）qckPaqkPau2a——有效面积比，大部分探头为0.55～0.90；Aa（2Ac（2R（s——（

Rf

fs100qc

（C.0.1-3）qBu2u0= q

（C.0.1-4）qtσv0 qtσv0式中：Bq——孔压参数比；v0——u0（kPΔukPγ/γ

0.27logfs1000.36logqt1.236

（C.0.2-1）w q ptpaγγw（N3

a土的超固结比OCRσOCRkqtσv0σ v0

（C.0.2-2）cqtu N

（C.0.2-3）kt式中：Nkt——经验系数，可通过标定试验得到。Dr

1lnC2

qc/paaσ/pa

（C.0.2-4）式中：C0、C1、C2——经验系数，根据标定试验得到。σ'——kPaφ'

arctan

0.38lgqtσ'

v0

（C.0.2-5）=8.25（𝑞𝑡−𝜎𝑣0） （C.0.2-6）--引用标准名录《岩土工程勘察规范》GB50021《海上风力发电场勘测标准》GB51395海上风电场地质灾害勘察技术规程条文说明--1 总 则1.0.1~1.0.2 我国海域广泛分布海底滑坡、海底浅层气、活动沙丘沙波等各类海洋地质3 基本规定海洋地质灾害对海上风电场建设有重要影响，甚至危及海上风电场的工程安全，（B51395并了解现场作业区周边的海域环境情况。在此基础上编制地质灾害勘察大纲。本条提出了海上风电场地质灾害勘察作业需要制定安全风险控制措施和应急预案。为维护海洋生态平衡、避免环境污染，本条规定了废弃浆液、油料等生产废弃物和生活垃圾要进行回收。地质灾害勘察内容与方法一般规定4.1.2 地质灾害勘察内容4.2.1~4.2.3条文中分别规定了海底滑坡、海底浅层气和活动沙丘沙波的勘察内容，条海底浅层气的识别可依据物探地层剖面的声浑浊、增强反射、声学空白带、亮点、4.2.2表4.2.2 海浅气探地剖判别剖面特征具体表现海底浅层气识别结果声浑浊无定型的混乱反射，出现“毯”状或“帘”状混乱反射团块状分布浅层气增强反射局部幅度增强反射高压浅层气囊顶面及浅层气喷逸声学空白带内部反射突然变弱或消失，常出现于增强反射之下高压气囊和浅层气喷逸亮点高幅度、负相位的局部增强反射浅层气顶部速度下拉水平反射层向下倾斜或弯曲，并相位反转浅层气聚集区的边缘地带相位反转气烟囱剖面的垂向突出浅层气渗漏、喷逸地质灾害勘察方法滑坡尤其需重视采用物探和原位测试方法。勘察工作布置要能覆盖滑坡的分布范围，满足查明滑坡的基本要素、评价其稳定性的要求。根据已有的浅层气资料，我国近海海域分布的浅层气主要埋藏于海床面以下10m~50m。目前海上风电场开发场区海水深度一般为20m~50m。海底浅层气对海上风电场建设影响很大，勘察和施工中出现较多燃烧、爆炸、船舶倾覆等事故，例如HZWKHDQ40~60m活动性沙丘沙波是常见的海底砂质底形，它们的高度不一，通常在0.5m～2m，便在工程设计、施工、运营阶段分别采取相应的对策与措施。地质灾害分析评价一般规定程度外，还考虑了滑坡、浅层气的发育程度以及活动沙丘沙波的活动性。地质灾害危害程度分级考虑了可能造成的直接经济损失和受威胁工程程度等级GB51395-2019害程度的两个考虑因素之一。依据。气危险性评价提供依据。GB51395-2019G0.4MPa0.2MPa~0.4MPa0.2MPa为低压浅层气。50处，载气面积最大者可达28×104m2，最小者仅2500m2900km2。价，因此本规程沙丘沙波活动性分类综合考虑了两种因素。不影响工程建设。海底滑坡分析与评价5.2.1 确定海底滑坡稳定性所需的岩土体物理力学参数，主要包括岩土体的有效重重、获取更精确的稳定性评估结果。用、冲刷等，是易改变条件，也常是影响边坡稳定的因素。10°以下，土质滑坡越容易发生失稳破坏。岩质滑坡稳定性评价除土质滑坡需要考虑的因素外，还要考虑软弱带的分布，软弱带黏粒含量越高，分布越连续，岩质滑坡越容易发生失稳破坏。12浪参数包括波高、波长。5.2.7类型等选择合适的稳定性分析方法。土质边坡除滑动变形外，因物质组成的不同，还需考虑砂土液化的问题。（力场，而没有考虑与之对应的水平向应力。海底无限坡稳定性计算中由于是对波节点竖向正应力均为零，因此，波节点处土体水平向正应力主要是坡体重力作用引起的。K0（增大K010析。10弧条分法分析评价海底滑坡的稳定性。海底浅层气分析与评价5.3.3 δ13C1PDB𝛿13𝐶1𝑃𝐷𝐵(‰)=

[13𝐶/12𝐶]样本−[13𝐶/12𝐶]标准[13𝐶/12𝐶]标准

×1000样本为采集到的气体样品中13𝐶与12𝐶标准为标准样本中13𝐶和12𝐶P-D组（PeeDeeFormation）拟箭石（Belemnitellaamericana）化石的方解石壳的碳，一般简PDB标准。根据我国生物成因气类型划分表，生物成因气甲烷碳同位素δ13C1PDB值小于-50.00‰，大于-91.00δ13C1PDB-50.00‰，≤-35.00‰。表5.3.3生物成因气类型划分表活动沙丘沙波分析与评价影响，因此需