運輸方式對山區風電場道路建設投資的影響

文 | 吳澤

運輸方式對山區風電場道路建設投資的影響

文 | 吳澤

國內風電市場經過近些年的快速發展，建設條件較好的平原區域的風能資源幾乎已開發殆盡，目前開發的風能逐漸向建設條件較困難的山區及海上轉移，隨之引起建設費用的水漲船高，如何控制投資費用成為了各建設單位的重要工作。風電場道路建設費用作為山區風電場建筑工程投資的重要組成部分，自然也成為了建設方千方百計控制的對象。

作為設計方，如何設計道路，才能既保證設備運輸安全，又能使工程量最少，成為了我們設計的首要目的。除了道路的寬度及縱向坡度，轉彎段的加寬值也是影響道路工程量的重要影響因素，這就不得不考慮到設備運輸車輛車長及其運輸方式。

工程概況

一、地形地貌

本風電場工程位于江西省九江市境內，24臺2MW的風電機組布置在中低山山梁或不連續山包頂部，場區長度約12.73km，寬度約1.76km。

風電場地形屬于褶皺斷裂綜合作用形成的低山地貌單元。風電機組機位所在山梁的相對高差均在400m-500m，山梁呈現向南突出的弧線形式，山梁北側山坡坡度20°左右，南側山坡陡傾，坡度在40°-50°；孤立山包的相對高差在150m-300m，山包四周坡度多在25°左右，局部有溶蝕形成的陡坎。風電場內出露的巖石為強-弱風化的砂巖和灰巖。整體地貌形態見圖1。

二、風電機組設備參數

本工程采用風電機組設備的主要尺寸見表1。

表1 風電機組設備外形尺寸

道路設計

風電場道路主要滿足風電場建設期的施工和設備運輸需要以及運行期的檢修運行使用。風電場道路參照山嶺重丘四級道路標準修建，同時要滿足超長件和超重件的運輸，設計荷載標準為公路-Ⅱ級。道路設計遵循的基本原則是保證行車安全、舒適、便捷的前提下，充分利用現有道路與地形地貌，做到工程量小、造價低、運行方便，并有利于施工和維護。

該風電場道路主要分為進場道路和場內道路兩部分，其中風電場進場道路包括一段利用拓寬現有鄉道和一段新建道路，進場道路總長約9.1km；場內道路主要為連接進場道路和各機組之間的道路，總長約17.7km。

路線經過區域為覆蓋層、全風化或強風化巖石，路塹開挖邊坡坡比值:坡積土、全風化為1:1，強風化巖為1:0.75，弱風化巖為1:0.5。路堤填筑主要采用路基開挖料，優先采用弱風化開挖料，路堤填筑邊坡為1：1.5。對于原地面坡度較陡，路基填方較高、放坡較遠的部位，為確保路基穩定，根據情況設置擋土墻。

風電場道路主干道的最大縱坡不大于14%，部分困難路段不超過16%，支路極限坡度為18%-20%。豎曲線一般半徑為300m，條件受限時可取為250m。

根據風電機組廠家運輸手冊及相關山地風電場的設計經驗，道路橫斷面設計采用單幅的路幅形式，道路路基寬6.0m，路面寬4.0m，兩側路肩（包括排水溝）寬分別為1.0m。考慮到南方山區雨水充沛，為盡量減少暴雨對路面的破壞，路面結構采用10%水泥穩定碎石面層，厚20cm。

在直線路段采用雙向橫坡，由路中央向兩側傾斜，形成直線式路拱，行車道橫坡為2%，路肩橫坡為2%。轉彎路段圓曲線半徑小于150m時，按規定需設置超高及加寬，一般加寬內側路面，特殊路段因地形原因也可采用外側加寬。由于風電場道路需要滿足風電機組設備超長件（葉片及塔筒）的運輸要求，而采用不同的運輸方式，對于道路路基的加寬值會有較大的不同。

運輸方式比選

一、方案分析

根據本工程風電機組設備超長件的尺寸情況，參考目前風電場常用的超長件運輸方式，對于本工程超長件運輸方式考慮了兩種方案進行比較。

（一）方案一為葉片平置運輸方式，即采用常規的牽引車+平板半掛車運輸到各風電機組機位處，該方案是常規的運輸方案，如圖2。

該方案葉片平置于半掛車上，掛車軸距為28m，含葉片的總車長近56m，在道路轉彎處需要的加寬值較大，葉片掃尾處也不得有障礙物。方案一各轉彎半徑下的彎道加寬值見表2。

表2 常規牽引車+平板半掛車轉彎加寬表

（二）方案二為葉片舉升運輸方式，即采用牽引車+葉片抬舉運輸特種車輛，該運輸方式主要適用于山區長葉片的運輸，是近年新發展的一種特種運輸方式，如圖3。

特種葉片運輸車輛軸距僅為16m-18m，遠小于常規車輛，而且該型車輛還支持葉片的抬舉和偏轉，在山區的轉彎路段，道路寬度僅需滿足運輸車輛本身的通行要求，而基本不需要考慮葉片的無障礙區間。因此采用該特種車輛，葉片運輸的通行路寬要求不再是控制因素，塔筒運輸的路寬要求成為確定轉彎加寬值的控制性因素。本工程塔筒最長段為21.5m，含塔筒的總車長約為32m。

方案二各轉彎半徑下的彎道加寬值見表3。

二、計算結果及分析

針對兩種運輸方式的主要建設費用進了技術經濟計算，見表4。

從表4中看出，采用特種車輛舉升運輸方式后道路土建工程費用減少了619萬元，相較于其額外支出的轉運費，仍能節省200余萬元，且占地面積減少了5.4余萬平方米（合81.6畝），可減少征地費數百萬元，經濟效益顯著。

表4 兩種運輸方式技術經濟比較

結論

由于該風電場區域山勢陡峭，地形扭曲復雜，溝壑縱橫，使道路平面線形轉彎處較多，由此造成方案一道路加寬工程量較大，且占地、砍伐林地也較多。方案二采用特種運輸車輛，轉彎加寬值較小，因此道路土石方工程量及征占地面積均較方案一小不少，雖然采用特種運輸車輛會增加相應的轉運費用，但從減少道路工程量及工程費用、減少征占地費用、加快工程施工進度以及避免大挖大填造成的水土流失等方面綜合考慮，該工程最終采用了方案二舉升運輸方式。

目前，該工程道路施工已順利完成，采用特種車輛的舉升運輸方式得到了該工程參建各方的認可，尤其是建設方的贊許。

（作者單位：上海勘測設計研究院）