關于風電場交通工程設計的探討

劉學峰，蘇志剛

1中船海裝（北京）新能源投資有限公司；2建設綜合勘察研究設計院有限公司

關于風電場交通工程設計的探討

劉學峰1，蘇志剛2

1中船海裝（北京）新能源投資有限公司；2建設綜合勘察研究設計院有限公司

根據有關標準、規范的規定，結合風電場建設的實踐經驗，從在滿足需要的前提下盡量降低工程造價的角度，對陸上（主要為丘陵及山區）風電場交通工程的設計要點做了總結，提出了選線原則及道路寬度、坡度、構造、過水、交叉及輔助設施等的建議，闡述了應將交通工程設計前延到規劃階段、后延到施工階段的觀點。

風電場；交通工程；設計

1.前言

目前，我國正大規模建設陸上風力發電場（以下簡稱“風電場”）。風電場建設的首要工程是交通工程，即類似于行軍打仗前首先要由先鋒部隊“逢山開路，遇水架橋”，以滿足施工車輛、設備運輸的需求。在我國西北地區，風電場多處于荒涼的沙漠、戈壁或草原區域，地勢比較平坦，地基強度較高，修建風電場的交通工程比較容易。而在東北、華北、華東、華南等地區，風電場多處于為丘陵、山地區域，植被比較茂密，地勢起伏不平，地基強度較低或為堅硬的巖石，修建風電場的交通工程需考慮的因素多、難度大。而且，交通工程造價在風電場項目總投資中占的比例越來越大。為此，有必要從當前我國國情出發，本著安全適用、滿足需要、經濟合理、保證投資效益的原則，就陸上風電場（主要針對丘陵及山區）交通工程設計的幾個方面做一總結，供探討、借鑒。

2.道路的劃分、等級的確定及永臨結合

一般，根據所修建道路的位置，將風電場建設時修建的交通工程劃分為進場道路和場內道路。通常，將連接風電場和現有公路的道路稱為進場道路，將風電場范圍內的道路稱為場內道路。

參考有關規范、規程的推薦及實踐經驗，風電場的進場道路宜按四級廠礦道路設計［1］［2］，場內道路可按三級露天礦山道路設計。設計行車速度宜為15～20km/h［1］。這樣可在保證滿足風電場運輸需求的前提下，盡量降低修建交通工程的成本，以提高風電場的投資收益。

從使用時間看，風電場的道路分為施工臨時道路和生產永久道路。一般是將施工臨時道路或將其稍加改造后用作生產運維道路。從使用順序及指標要求看，施工臨時道路都是第一位的，也就是首先要滿足施工期的需求。故道路設計要盡量滿足永臨結合、重在臨時的要求。

3.關鍵道路參數的確定

目前，陸上風電場安裝的風力發電機組（以下簡稱“風機”）容量多為1.5～2.0MW。從公路運輸的角度看，其主要部件多為超長、超寬、超高、超重物品，例如：最長節塔筒長度可達30m、最粗節塔筒直徑達4.4m，最重節塔筒重量達到約64t；機艙重量可達約90t；葉片長近60m。要在崇山峻嶺間運輸這些重件、大件設備，即使采用大功率的專用半掛車，難度仍是很大的。多數風電場地處偏僻地段，不可能通過現有的鐵路、公路、水路交通線將風機運輸到風電場乃至各個機位，這就需要修建進入風電場的進場道路、進而到達機位及升壓站的場內道路。設計風電場道路，應重點研究規劃選線、道路寬度、轉彎、縱坡、橫坡、平曲線、豎曲線等方面。設計風電場道路時執行的標準有《公路工程技術標準》和《廠礦道路設計規范》。需注意的是，部分道路指標不應機械地、簡單地照搬標準、規范［3］，而應根據所需運輸大件的尺寸及重量、運輸車輛的長寬及能力、氣候特點、地形地貌及巖土工程條件等具體情況，經技術經濟綜合分析后酌情選定。對上述方面的工作要點總結如下：

1）規劃選線。應堅持盡量少占地、少伐樹、少拆遷、省工程量的原則。這樣，宜多利用現有的公路、鄉村道路、田間道路或林區道路，或在上述道路的基礎上擴建、加固。對于場內道路，宜沿著山脊布線，以減少挖填土石方量、減小道路坡度、便于設備運輸。對于通往山頂或丘陵頂的陡坡段，難點往往是如何減小縱坡，以保證重車能夠行駛到山頂或丘陵頂。這時，路線宜設計成沿山坡螺旋向上或設置回頭曲線。這樣雖可能加大了工程量，但能夠最大程度減小縱坡坡度、便于重車爬坡、保證運輸。

2）道路寬度。鑒于風電場交通量很小，本著滿足需求、安全適用、經濟節省的原則，一般風電場道路按單車道設計［1］。對于采用汽車吊吊裝風機，或雖采用履帶吊吊裝風機，但以分拆后再用汽車分部運輸吊車部件的運輸、吊裝方式，直線段道路寬度可控制在5m左右；但對于采用履帶吊吊裝風機，且履帶吊自行行走的運輸、吊裝方式，直線段道路寬度宜為9m左右。

3）轉彎半徑及道路加寬。根據運輸風機設備車輛的長度、以及貨物（主要是塔筒和葉片）的長度，道路的最小轉彎半徑取30m為宜［1］［4］。當然，由于運輸車較長，在轉彎處需要加寬道路，加寬寬度及長度可參考如下：

加寬長度（m）43 50 50序號加寬寬度（m）1 2 3轉彎角度（°）45 90 135轉彎半徑（m）60 45 30 6 6 8

考慮到葉片長度很大、探出車后較多，故轉彎角度較大時，需保證車后一定范圍內無樹木、電桿等障礙物，以防葉片被剮碰而受損。

4）道路的縱坡、橫坡。根據運輸風機的常用卡車功率及爬坡能力等，同時考慮到盡量減小工程量、降低工程成本，風電場道路最大縱坡坡度一般可取14%，橫坡宜為1%～3%［1］。對于確實很難滿足縱坡要求、重車難以爬坡的個別陡坡路段，亦可適當加大縱坡坡度、采用對重車輔助牽引的方法解決。

5）平曲線。風電場道路一般不設置緩和曲線，最小圓曲線半徑一般為30m。

6）豎曲線。道路最小豎曲線半徑宜一般200米、最小長度一般為20米［4］。

7）凈空高度。為保證塔筒、機艙等超高設備的運輸，并與公路限高相適應，風電場道路凈空高度應不小于5米［1］。

8）路基。為達到在滿足使用需求的前提下、盡量降低工程建設成本的目標，風電場道路的路基一般是就地取材、挖填并壓實土夾石形成路基，其壓實度應不小于94%［5］。當然，對于其下為淤泥等軟土地段，應采用挖出換填或拋石擠淤等方法進行處理，以加固路基。

9）路面。風電場道路的路面等級宜為中級，多設計成泥結碎石路面，厚度一般15～30cm［1］。其中路面材料多因地制宜、采用開挖路基及基坑形成的碎石土，以降低工程造價。

4.道路過水、交叉及輔助設施

1）道路過水。當需要通過寬度較大、深度較大、水流較急的水面時，一般借用已有的橋涵，或選線時即繞過去。當需要通過跨越較小、深度較小、水流較緩的小溪、小河或溝渠時，可以設計成過水路面、小橋涵或漫水橋。這樣可以在很大程度上減小工程量、降低工程造價、保證投資收益。

2）路線交叉。為降低成本、增高收益，風電場道路與各級公路、鄉村道路等的交叉，宜采用平面交叉。確需立體交叉時，可利用附近的橋涵。當然，在規劃、設計階段需調查已有橋涵的寬度、承載力等是否容許風機運輸車輛通行；若承載力不能滿足需求，則須提前加固。

3）輔助設施。為防止雨水沖毀道路，需在路基外設置排水溝，必要時在道路斜坡上設置截水溝。水溝深度一般不小于40cm，縱坡不宜小于0.5%［1］。

當道路兩側邊坡較陡、可能發生滑坡或崩塌等不良地質作用時，需對邊坡進行支擋、錨固等處理。通常采用的處理方法有砌筑擋土墻、打設土釘、錨噴混凝土等。

在急彎、陡坡、視線不良、高路堤、地形險峻等路段，應根據需要設置標志、柱式或墻式護欄、反光鏡、擋車堆等安全設施。

5.設計工作應前后延展

風電場微觀選址與交通路線選擇是相互影響、相互制約的。在微觀選址階段，個別風資源較好、估算發電量較高的機位可能因難以滿足運輸要求或滿足要求的代價太高而被迫放棄［3］。故風電場交通工程的設計，不應認為僅僅是設計階段的事，而是應前延到風電場微觀選址階段、后延到施工階段。只有在對風機和升壓站進行選址時即考慮到交通工程的路線盡量短、土地或林地可占用、繞過或越過大的水域、避開不良地質作用地段等重要因素，才能為后續的交通工程設計打好規劃基礎、創造有利條件，才有可能做出既合格適用、又經濟節省的工程設計。另外，交通工程設計也不是一蹴而就的，很多時候，可能在施工階段需要根據實際情況予以適當調整。例如：遇到局部征林征地、拆遷地物工作難度很大時，很可能就要考慮變更局部路線。

6.總結

進行風電場交通工程設計時，要本著滿足需求、安全適用、經濟節省的原則，在規劃選址、工程設計、工程施工階段統籌考慮征林征地、運輸需要、施工難易、工程造價等方面，根據有關標準、規范的規定，考慮風電場風機參數、氣候特點、地形地貌、巖土條件、水文條件、運輸車輛等具體情況，充分分析、對比、論證后確定合適的道路路線及關鍵參數等。只有這樣，才能使得設計成果既滿足使用需要、便于快速施工、易于保證質量，又做到盡量減小工程量、節省造價，進而保證風電場項目投資收益。

［1］中華人民共和國交通部.GBJ22-87，廠礦道路設計規范［S］.北京：中國計劃出版社，1987.

［2］中國電力企業聯合會標準化中心.DL/T5056-2007，變電所總布置設計技術規程［S］.北京：中國電力出版社，2008.

［3］謝春生.山區風電場道路設計的影響因素及及關鍵問題［J］.水電與新能源，2014（6）：70-72

［4］交通運輸部公路局，中交第一公路勘察設計研究院有限公司.JTGB01-2014，公路工程技術標準［S］.北京：人民交通出版社股份有限公司，2014.

［5］中交第二公路勘察設計研究院.JTGD30-2004，公路路基設計規范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

劉學峰：男，高級工程師，現任職于中船海裝（北京）新能源投資有限公司，研究方向：工程管理；

蘇志剛：男，高級工程師，現任職于建設綜合勘察研究設計院有限公司，研究方向：巖土工程勘察設計。