文/霍艷麗 國電電力河北新能源開發有限公司 河北張家口 075000
自從我國開展“30.60”項目后,新能源開始占據能源發展的主流,無論是使用規模還是建設規模都比之前翻了幾倍。此外,一些占據地形優勢的山地地區也開始擴展風力發電項目。而施工及檢修道路工作是風力發電以及風電項目建設重要組成部分,施工及檢修道路在山地風電項目中扮演著至關重要的角色。但是,由于山地的地形、地質、相關政府部門投資以及當地政策規定的影響,很多山地地區的道路的狀態普遍較差,這樣就會給風電項目的發展帶來了一定的阻礙,甚至還有可能引發一些安全問題,嚴重威脅到當地居民和企業的生命財產安全。當地政府和相關部門應當采納其他地區的道路施工和檢修標準,并吸收其他地區的先進經驗,針對當前在實地風電項目中可能會出現的問題,保證道路線路的合理,防護的到位、周圍環境的安全可控,在最大限度內提升風電場道路的交通“暢通無阻”。
從我國的風電項目工程上來看,無論是針對國家的風力發電項目工程還是針對部分的電力企業來說,其普遍選擇的地區都是東部偏僻的沿海地區,或者是北部的高原山地地區。上述地區的特點可以表現為以下幾個方面:第一,從氣候上來看,上述風電項目建設發展地區都是以溫帶季風氣候為主。溫帶季風氣候同時也是我國大部分地區的氣候,其特點是四季分明。與春秋兩季相比,夏冬兩季的時間相對較多。春夏降水量較多,降雨主要集中在4 月、5 月、6 月份。此外冬季降霜降雪量也普遍較多[1]。全年無霜時間大約占據全年的3/4。由此可見,風電項目建設地區的濕度普遍較大,年平均的降雨量主要集中在1800mm 左右上下浮動300~500mm。第二,從地理環境上來看,受地理環境影響風力發電項目工程地區的風級普遍較大,但是風向無法確定,一般是根據位置的不同影響風向。例如在沿海地區山地風向普遍是東北風,而北部張家口地區風向則主要以西北風為主。此外,受地形影響,山地地區會比平原地區的降水量更大,雨季時限更長。上述風電項目地區的特點都會對道路的檢修以及施工維護產生影響,尤其是對路基、路面以及基地的建設。這就要求道路建設施工人員仔細了解當地的特點,抓住時機,合理安排施工的時間以及施工步驟,抓住時機,盡最大限度在風電項目工程道路施工的旱季進行工作[2]。
此外從地區上來看,我國風力發電的地區重要集中在長江流域附近地區,雖然黃河流域附近地區也建設了部分的風力發電項目,但是從總體規模上來說要比長江流域小很多。在長江流域進行風力發電項目工程的建設特點主要包括以下幾個方面:
第一,長江流域分支河流較多,各個流域之間“縱橫交錯”,該地區做到了“以水育風”,因此在很大程度上擴大了風力與水力發電的建設規模;
第二,長江流域的地質是以無溶巖性質的演示為主,地下水能夠很好的集中在巖石之間的裂縫和空隙之中,這樣就導致了長江流域的部分河階地埋藏較淺,這也在很大程度上為風電項目工程的建設提供了一定的便利。
但與此同時,河階地埋藏較淺是不利于道路的建設與維護的。因此,相關部門和企業應當針對此類問題找到解決的對策,為使我國長江流域開展更為便利的風電項目工作提供條件。
由上述的背景可知,我國山地風電項目工程的建設與發展還存在著許多的不足之處,但是不足之處和困難遠比在地形環境上的劣勢多的多。接下來作者將會從地形地貌、地質、線路、對外交通、天氣、環水保等方面深入的探討當前我國山地風電項目檢修道路施工及維護的目前狀況以及問題[3]。
在我國風力項目建設多集中在較為偏遠的沿海地區以及南部地區例如:張家口,云貴高原、廣西壯族自治區等等。而眾所周知,無論是沿海山地地區還是北部山地地區其地形地貌都是較為復雜的,因此在進行道路施工和檢修的過程中經常會存在許多的突發情況和不可抗因素,接下來作者將會以張家口地區為例,對山地地形地貌的復雜性以及對道路施工和維護的難度進行深入的討論。張家口地區大部分進行風電項目建設地區都是易典型的山地地形為主,這種地形的特點就是海拔起伏過大,大部分為海洋山,且大部分位于海洋山的山脈中部,屬于重丘區,其地形溝壑縱橫,地勢穩定區域較少,且山坡的橫坡較為陡峭。因此在對該地區及逆行道路施工時都要先進行山地挖掘工作,首先盡可能保證未來公路道路的平緩。然而,在河北張家口地區進行山地挖掘由于天氣的影響普遍挖掘時間較慢,挖掘效率較低,同時很容易由于天氣的原因發生泥石流和山體滑坡等事故[4]。不穩定因素較多,安全隱患較大。此外在進行挖掘的過程中,挖掘廢石和廢料難以進行有效的排放和處理。此外,山地地區進行道路施工沿岸多以山林為主,那里叢生,草林植被較多。在施工的過程中很容易因為聲音過大或是其他的原因引來野生動物。這些都會對道路施工前期的測試、防線、以及征地等工作帶來一定的難度[5]。
山地地區的地質條件的復雜性是當前道路施工與檢修工作中較為棘手的問題。山地地區的地質構造相對復雜,多以沙加石為主。這種地質構造在極其陡峭的山體環境中能夠有效的保證其穩定性,但是在開采和挖掘之后,沙夾石地質會隨著時間的推移風化嚴重,隨著時間的推移該山地的穩定性將會難以保證。在這種情況之下就會導致山體坍塌、滾石滑落等現象的出現[6]。其不良地質還可以表現為以下幾個方面:首先是出現小型的山體滑坡以及山體坍塌現象,這是由于對山體進行挖掘后土地表面的植被遭受了破壞,加上認為對地層的干擾以及土地表面長期遭受雨水的沖刷與腐蝕,最終導致了土壤表面出現的不規則的坍塌。當這種坍塌經過了一定時間的積累就會產生更為嚴重的山體坍塌,甚至出現泥石流和山體滑坡的現象。其次是砂巖表面的破損嚴重。沙巖雖然在山體內部表現出極強的穩定性,但是其本質上是劃分在軟巖的演示類別當中的。因此,當其裸漏在并經過長期的“風吹日曬”時就會出現破損的情況,這也是造成山體坍塌的一個重要的原因[7]。由此可見,在進行山地風電項目道路檢修與維護的過程中相關施工人員應當注意加強山地坡的傾斜度,并且在邊坡開挖的過程中進行嚴格的預防與檢測措施并做好防護以及加固的工作,盡最大限度將危險扼殺在搖籃里。
所謂的線路工期問題主要指的是,在進行風電工程項目的道路建設線路一般較長,工期較為緊張。此處還是以河北張家口地區某縣城為例。在一般情況下,關系張家口地區兩個縣級之間風電場道路較少,線路少就會導致這條線路要足夠長才能夠保證縣級與風電場之間保持順暢的聯系。由于張家口某縣地形大部分以山地為主,公路大部分以四級公路為主。而這些存在于山地地區的四級公路中很大一部分轉彎地段的放緩工作是當地政府當下亟需處理的問題。只有保證急轉彎地區的平穩運行才能夠滿足當地風力發電中所需要的大型電力設備的運輸工作。此外,從山腳某縣級地區到風電場的路段不能僅有一條,應當推進地區與地區之間,地區與風電場之間的道路建設。因為原本的四級道路是難以保證當前的電力發展需要的,因此要重新建立新的道路[8]。但是由于本身的地理環境特點導致的交通困難則又會對建設新的道路帶來阻礙。由此可見,在張家口山地地區建設新的道路的困難可以表現在以下幾個方面:第一,交通的引導和改進上的困難;第二,山地施工難度大,地區與地區之間的間距也加大了施工的難度。第三、施工效率低,時間耗費較長。
從河北張家口地區來看,建設新的公路要進行的工作要比在平原地區建設公路的難度差距大很多。例如要進行道路布置工作,僅從道路布置上來看就需要花費更多的時間與精力。因為山地地區的坡度較陡,挖掘填埋工作的工程量巨大。此外個別山體由于其特殊的地形地貌導致要滿足其道路穩定轉彎的要求就會非常有難度。在種種復雜環境以及大量施工內容之下就會出現工期緊張的情況。因此相關施工人員應當根據工期進行精密的安排與布置,做好施工的步驟與次序安排以及資源運輸管理的工作,盡可能在工期之內有效的完成工作[9]。
所謂的交通問題主要表現為交通狀況差導致道路施工無法順利進行。從風電項目工程的道路施工上來看,施工過程中因為不同的人文自然環境會造成不同的狀況發生。在道路兩旁既會分布著大小不等的村莊也會分布著森林和懸崖峭壁,道路狀況十分復雜且交通量較大。因此在施工前要與當地的村鎮了解情況,同當地村鎮的領導進行及時有效的溝通,與村支書、村民代表進行協商,了解偏僻地區的地理情況,并與其商量施工時間[10]。盡可能減少對當地居民的打擾,在保證村民的通行及出行安全同時注意施工進度,盡可能在規定的時間內完成道路建設以及檢修維護的工作。與此同時,針對工期緊張的問題,相關施工部門可以采取分段施工的方式,在道路建設處設立多個施工點,盡最大限度減少設施設備、材料、以及人力環境對施工進度的影響。
由上述的問題中可知,目前風力電力項目事業的發展僅在道路方面就存在著很多的問題與阻礙,這些問題與阻礙主要在道路建設、施工、運行、維護等方面。道路方面的問題又包括兩種因素,分別為主觀因素與客觀因素。要想解決道路建設、運行、維護、施工方面的主客觀問題作者認為可以從以下幾個方面入手。
加強路基土方工藝建設主要表現在施工工藝、防護措施、防護工程上。只要做好上述工作就能夠在最大限度內推動路基土方工藝的建設與發展,推動風電工程中的道路建設向更加完善方向發展。接下來將進行具體說明:
第一,施工工藝以及工序方面[12]。相關工作人員要根據土石方調配的方案和工序進行施工作業。通過對當地地形的仔細分析選取最佳挖掘點,采用分段式分層式的挖掘方法,自上而下面進行作業劃分工作。與此同時,針對填筑路基工作的內容則主要根據《公路路基設計規范》(以下簡稱《規范》)進行工作。此外針對地形過于陡峭而無法采用挖掘施工的公路地段則可以采用擋土墻或者是漿砌塊石路基的方法進行工作。
第二,在防護措施方面。可以采用特殊邊坡作為主要的防護措施。根據實地考察預調研,作者發現,在道路橫斷面的設計中主要的施工方式是根據當時當地的狀況挖掘基地巖和土體材料等穩定坡率。而對于坡面較大、山體較為陡峭的情況則可以在穩定坡率的同時采用在平面范圍內鋪設面積較大的巖質對邊坡路面進行放置[13]。需要注意的是,在施工的過程中相關工作人員要采取全方面鋪設措施。在安全隱患較大的路段可通過當地地質監察局、以及地方村鎮干部和村民進行研究和商討。在這其中用加大坡率和增加錨桿支護這兩種方式來加強道路平穩性在我國的山地道路建設項目工程中被普遍采納。
第三,砌筑防護工程。砌筑防護工程的方法多種多樣,其主要流程包括:測量放樣、基槽開挖、承載力檢測、砌筑擋墻基礎、砌筑檔土墻墻身、勾縫、養護等施工工藝。由于山地地區大部分時間處于潮濕的梅雨季節,因此這對基槽的挖掘工作有著很高的要求,基槽的挖掘要盡可能夠快,并且最好能夠避開雨季。同時回填也要足夠及時,這樣才能夠在最大限度內避免雨水浸泡基地。
作者認為,加強路基底路面的排水措施可以從以下幾個方面入手:第一,在路基的邊緣設置溝渠,保證溝渠的縱向坡度與路基的縱向坡度保持一致。施工人員再進行工作的工程中要視情況而定,切記不能“紙上談兵”。并根據現場的狀況適當調整溝渠的縱向坡度,以方便雨水的排放。此外在路基的頂部設計出一個1 至3m 的截水溝,保證道路的排水系統能夠將積水排出路基范圍。第二,對地面采取攔攔截、流引的方式將地面積水排到路基范圍之外。與此同時可以設置地面排水裝置,在安裝建設地面排水裝置時應嚴格按照設計書的要求和規范進行操作,切記不可以“憑感覺行事”。與此同時,要重點考慮居住在周圍的村鎮居民的感受,切記不可損害當地居民的利益,適當將農田水利同道路施工相結合[14]。第三,對于道路中出現的低勢以及坑洼處可采用填埋的方式對其進行修補工作。修補方式和手段可以采用圓管引流的方式,這種方式不僅能夠填補坑洼還能夠有效的將積水引入設定好的流域口處。
在進行山地風電場設計時,要重視設計中的重點、難點及工程造價的控制等,并針對需注意問題做出相應的應對措施,選用合理的施工方法,山地風電場的道路建設也與其他地域風電場道路施工如出一轍。伴隨著我國山地風電市場的不斷壯大,風電建設的領域也隨之擴張,要建設好風電工程,交通道路必須要趕在所有施工進度的前列。所以,施工道路在施工與檢修之間起著紐帶作用,是保障整個風電場順利進行的網狀大動脈,起著命脈作用。希望本文能夠為我國風電項目中道路施工與檢修事業的發展貢獻出一份綿薄的力量。