風(fēng)電場建設(shè)及運維道路走廊優(yōu)化設(shè)計

成劍鋒

摘 要：以河北省蔚縣風(fēng)電工程為依托，根據(jù)現(xiàn)場地形地貌及工程地質(zhì)條件，并結(jié)合風(fēng)機設(shè)備的運輸及后期運維要求，對風(fēng)電場建設(shè)及運維道路路徑進行了統(tǒng)籌規(guī)劃，并對局部路徑進行了多方案對比優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場；道路走廊；優(yōu)化設(shè)計

1 概述

風(fēng)電項目地處河北省蔚縣南部，位于太行山脈與燕山山脈的交接地帶。風(fēng)電場區(qū)域范圍內(nèi)地形復(fù)雜、地勢陡峭、山巒綿亙、溝壑縱橫。按地理分布，風(fēng)場區(qū)域可分為東、西兩片區(qū)域，規(guī)劃面積約為150km2。區(qū)域范圍內(nèi)風(fēng)能資源總體較豐富，本風(fēng)電場選擇單機容量2MW的機型101臺。風(fēng)場區(qū)域近鄰京、津，交通便利，周邊有109、112、207國道、省道和縣際道路與北京、宣化、陽原，以及保定市淶源縣相連。風(fēng)電大件設(shè)備可通過京張高速或張石高速到達(dá)蔚縣，再轉(zhuǎn)入“村村通”水泥路到達(dá)本風(fēng)場范圍。

由于本風(fēng)場規(guī)劃范圍廣、工程地質(zhì)條件復(fù)雜，為了降低風(fēng)電場內(nèi)道路建設(shè)工程造價及后期維護運營成本，在對工程現(xiàn)場進行詳細(xì)踏勘的基礎(chǔ)上，結(jié)合大型設(shè)備的運輸要求，對風(fēng)電場建設(shè)及運維道路路線進行了統(tǒng)籌規(guī)劃，并對局部路徑進行了多方案對比優(yōu)化。

2 工程地質(zhì)條件

本工程區(qū)域范圍內(nèi)地形較為復(fù)雜，為探明區(qū)域范圍內(nèi)地質(zhì)巖性及物理力學(xué)性質(zhì)，對工程范圍內(nèi)地形地貌及地質(zhì)巖性進行了現(xiàn)場踏勘及鉆探采集。

2.1 地形地貌

風(fēng)電場場址區(qū)多崇山峻嶺，山勢較陡，嶺高溝深，高程在1400～2150m 之間，屬中低山。頂部山丘多呈渾圓狀，坡度略緩，一般在5～25°之間；局部呈陡崖發(fā)育。山上草植被發(fā)育，樹木多分布在山體背陰面。基巖裸露少，主要分布在邊緣，覆蓋層相對較薄，一般小于3.0m，局部溝谷地段相對較厚。

2.2 地質(zhì)巖性及物理力學(xué)性質(zhì)

風(fēng)電場范圍內(nèi)山體巨厚，少部分地段基巖裸露，地層巖性主要為灰?guī)r、白云巖。大部分山體上部存在覆蓋層，主要為粉土混碎石；山腳及溝谷地段覆蓋層較厚，多為黃土狀粉土，根據(jù)工程鉆探結(jié)果，典型路段的工程地質(zhì)條件有：粉土混碎石、碎石、強風(fēng)化灰?guī)r、中等風(fēng)化灰?guī)r、強風(fēng)化白云巖、中等風(fēng)化白云巖等。

3 道路規(guī)劃及設(shè)計

3.1 道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本工程場內(nèi)道路在建設(shè)期主要作為風(fēng)機設(shè)備運輸?shù)呐R時道路，主要的通過車型有大型凹形板拖車、多軸線液壓板式拖車等；在后續(xù)運營時作為檢修道路，主要以常規(guī)越野車為主；根據(jù)以上服務(wù)功能并結(jié)合本工程的實際情況，道路路基設(shè)計寬度為6m，道路行車道寬度為5米，兩側(cè)設(shè)土路肩0.5米；根據(jù)需要設(shè)置排水溝；道路最大縱坡為14%，在局部困難地段可以達(dá)到16%，但通過牽引車輛提供助力；道路轉(zhuǎn)彎半徑不小于35m。路段采用裝載機或推土機拓寬平整，并用壓路機碾壓密實后加200mm厚山皮石面層。

3.2 道路路線規(guī)劃及優(yōu)化

3.2.1 總體路線規(guī)劃

根據(jù)風(fēng)機機位的分布情況，本風(fēng)場范圍道路可分為東西兩個區(qū)域來規(guī)劃設(shè)計，結(jié)合現(xiàn)場踏勘的情況，對道路方案進行了分區(qū)域?qū)ｍ椧?guī)劃，在經(jīng)濟、實用、安全、環(huán)保的前提下，對各區(qū)域道路進行了多方案綜合論證，最終形成具有針對性道路路徑規(guī)劃方案，具體如下。

（1）西區(qū)（#1～#49）

西區(qū)共有49臺風(fēng)機，緊鄰河北-山西省界分布，山西境內(nèi)為已建成投產(chǎn)的風(fēng)場，故該區(qū)域可有兩種道路規(guī)劃方案，方案一：河北側(cè)方案，該方案總體規(guī)劃為設(shè)備可通過京張高速或張石高速到達(dá)蔚縣，再轉(zhuǎn)入“村村通”水泥路，再以蔚縣馬鋪村東的溝口為起點，向上攀升至#15機位，與場內(nèi)道路相連接并到達(dá)各風(fēng)機機位；方案二：山西側(cè)方案。本風(fēng)場緊鄰山西側(cè)已建成的風(fēng)電場，可利用已建風(fēng)電道路運輸風(fēng)機設(shè)備。經(jīng)現(xiàn)場踏勘，山西側(cè)風(fēng)電場道路可與茍莊村西側(cè)的省道S201相接，并一直延伸至省界附近到達(dá)本風(fēng)場，總長度約20km，本段道路為相鄰風(fēng)場的進場運輸?shù)缆罚揪邆溥\輸風(fēng)機設(shè)備的條件；該方案上山道路均位于山西境內(nèi)，道路運輸條件較為成熟，但位于省外，需與路產(chǎn)部門或地方溝通協(xié)商。

通過對上述兩個方案進行綜合分析：得出方案一道路均需新建，施工工期相對較長，但該路徑方案位于蔚縣境內(nèi)，地方協(xié)調(diào)及后續(xù)運維簡便，可免去眾多后顧之憂，后續(xù)施工檢修方便；方案二雖可部分利用山西境內(nèi)已有道路，但存在較多的不確定因素，且后續(xù)運營維護道路需繞道山西，路徑較長將增大運維成本，經(jīng)綜合考慮，推薦方案一河北側(cè)方案。

（2）東區(qū)（#50～#101）

本區(qū)域共涉及52臺風(fēng)機，根據(jù)現(xiàn)場勘查情況，風(fēng)場道路共有兩個規(guī)劃方案：

方案一：運輸?shù)缆窂泥徑呀ǔ傻恼缂覟筹L(fēng)電場接入，直接將道路主線連接到#87風(fēng)機平臺，與場內(nèi)道路相連接并到達(dá)各風(fēng)機機位；方案二：從甄家灣村南側(cè)的112國道為接口開始攀升，到達(dá)#97風(fēng)機機位，與場內(nèi)道路相連接并到達(dá)各風(fēng)機機位。

通過對上述兩個道路規(guī)劃方案的技術(shù)指標(biāo)對比可知：方案一利用已建成的風(fēng)場道路，可大幅減低道路的投資，從路線長度、用地面積、工程造價等方面考慮均優(yōu)于方案二，且方案一路線范圍內(nèi)工程地質(zhì)情況較好，工程風(fēng)險小易于實施，故推薦方案一。

按照以上原則，對風(fēng)電場道路進行了統(tǒng)籌規(guī)劃，根據(jù)沿線地形、地貌、地質(zhì)特征，靈活運用技術(shù)指標(biāo)，在充分考慮平、縱、橫指標(biāo)優(yōu)化組合的基礎(chǔ)上，盡量實現(xiàn)路基土石方填挖平衡和工程量最少，并對道路的排水設(shè)施及邊坡防護進行了綜合考慮。

本工程經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后的道路工程量約為：路線長度78.1km；土石方開挖937200m3；土石方回填843480m3；山皮石路面78100m3；管涵180道；M7.5漿砌片石邊溝3000m3；M7.5漿砌片石擋土墻3000 m3。

3.2.2 局部方案對比優(yōu)化

本風(fēng)電場升壓站位于村落南側(cè)的臺階高地上，被一道河谷與村落分割開來，根據(jù)現(xiàn)場踏勘，進站道路有兩個方案可供選擇。

方案一：以升壓站西側(cè)已有水泥混凝土道路為起點，沿河谷的南側(cè)（不跨越河谷）延伸，在升壓站北側(cè)回轉(zhuǎn)后，向南到達(dá)升壓站位置。

方案二：進站道路經(jīng)由升壓站北側(cè)的村落，向南跨越河谷后一路攀爬到達(dá)升壓站位置。

經(jīng)綜合分析，方案一進站道路沿著河谷的南側(cè)直至升壓站，長度約2380m，全為新建道路，路徑范圍以內(nèi)地勢較為平緩，道路施工方便，可降低道路的開挖及回填量；方案二經(jīng)村落跨越溝谷后可達(dá)升壓站，長度約2880m，該方案雖可利用村落部分已有道路，但需跨越北側(cè)河谷，跨越及防護工程復(fù)雜，工程造價高，施工工期較長，經(jīng)綜合比選，最終推薦方案一。

4 結(jié)束語

近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電項目的大規(guī)模開發(fā)，陸上風(fēng)電場正向丘陵、山區(qū)等風(fēng)資源豐富但工程建設(shè)投資巨大的區(qū)域推進，風(fēng)機設(shè)備具有超長、超寬、超高、超重的特征，加之山地風(fēng)電場地形復(fù)雜，風(fēng)電機組運輸對道路設(shè)計提出更高的要求，風(fēng)電場道路的規(guī)劃和設(shè)計作為風(fēng)電場項目的“龍頭”，在山區(qū)風(fēng)電場建設(shè)中的作用愈來愈重要。

文章以實體工程為依托，通過對工程現(xiàn)場地形地貌及工程地質(zhì)條件進行勘察分析，對風(fēng)電場內(nèi)道路路線進行了統(tǒng)籌規(guī)劃，并在經(jīng)濟、實用、安全、環(huán)保的前提下，對道路局部路徑進行了多方案對比優(yōu)化，減少了土石方開挖及回填等工程量，縮短了工期，減少了投資，對類似風(fēng)電場的規(guī)劃和設(shè)計具有重要的借鑒意義。

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