風電場建設及運維道路走廊優化設計

成劍鋒

摘 要：以河北省蔚縣風電工程為依托，根據現場地形地貌及工程地質條件，并結合風機設備的運輸及后期運維要求，對風電場建設及運維道路路徑進行了統籌規劃，并對局部路徑進行了多方案對比優化。

關鍵詞：風電場；道路走廊；優化設計

1 概述

風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。風電場區域范圍內地形復雜、地勢陡峭、山巒綿亙、溝壑縱橫。按地理分布，風場區域可分為東、西兩片區域，規劃面積約為150km2。區域范圍內風能資源總體較豐富，本風電場選擇單機容量2MW的機型101臺。風場區域近鄰京、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。風電大件設備可通過京張高速或張石高速到達蔚縣，再轉入“村村通”水泥路到達本風場范圍。

由于本風場規劃范圍廣、工程地質條件復雜，為了降低風電場內道路建設工程造價及后期維護運營成本，在對工程現場進行詳細踏勘的基礎上，結合大型設備的運輸要求，對風電場建設及運維道路路線進行了統籌規劃，并對局部路徑進行了多方案對比優化。

2 工程地質條件

本工程區域范圍內地形較為復雜，為探明區域范圍內地質巖性及物理力學性質，對工程范圍內地形地貌及地質巖性進行了現場踏勘及鉆探采集。

2.1 地形地貌

風電場場址區多崇山峻嶺，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；局部呈陡崖發育。山上草植被發育，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 地質巖性及物理力學性質

風電場范圍內山體巨厚，少部分地段基巖裸露，地層巖性主要為灰巖、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，根據工程鉆探結果，典型路段的工程地質條件有：粉土混碎石、碎石、強風化灰巖、中等風化灰巖、強風化白云巖、中等風化白云巖等。

3 道路規劃及設計

3.1 道路技術標準

本工程場內道路在建設期主要作為風機設備運輸的臨時道路，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；在后續運營時作為檢修道路，主要以常規越野車為主；根據以上服務功能并結合本工程的實際情況，道路路基設計寬度為6m，道路行車道寬度為5米，兩側設土路肩0.5米；根據需要設置排水溝；道路最大縱坡為14%，在局部困難地段可以達到16%，但通過牽引車輛提供助力；道路轉彎半徑不小于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 道路路線規劃及優化

3.2.1 總體路線規劃

根據風機機位的分布情況，本風場范圍道路可分為東西兩個區域來規劃設計，結合現場踏勘的情況，對道路方案進行了分區域專項規劃，在經濟、實用、安全、環保的前提下，對各區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劃方案，具體如下。

（1）西區（#1～#49）

西區共有49臺風機，緊鄰河北-山西省界分布，山西境內為已建成投產的風場，故該區域可有兩種道路規劃方案，方案一：河北側方案，該方案總體規劃為設備可通過京張高速或張石高速到達蔚縣，再轉入“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，與場內道路相連接并到達各風機機位；方案二：山西側方案。本風場緊鄰山西側已建成的風電場，可利用已建風電道路運輸風機設備。經現場踏勘，山西側風電場道路可與茍莊村西側的省道S201相接，并一直延伸至省界附近到達本風場，總長度約20km，本段道路為相鄰風場的進場運輸道路，基本具備運輸風機設備的條件；該方案上山道路均位于山西境內，道路運輸條件較為成熟，但位于省外，需與路產部門或地方溝通協商。

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，地方協調及后續運維簡便，可免去眾多后顧之憂，后續施工檢修方便；方案二雖可部分利用山西境內已有道路，但存在較多的不確定因素，且后續運營維護道路需繞道山西，路徑較長將增大運維成本，經綜合考慮，推薦方案一河北側方案。

（2）東區（#50～#101）

本區域共涉及52臺風機，根據現場勘查情況，風場道路共有兩個規劃方案：

方案一：運輸道路從鄰近已建成的甄家灣風電場接入，直接將道路主線連接到#87風機平臺，與場內道路相連接并到達各風機機位；方案二：從甄家灣村南側的112國道為接口開始攀升，到達#97風機機位，與場內道路相連接并到達各風機機位。

通過對上述兩個道路規劃方案的技術指標對比可知：方案一利用已建成的風場道路，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于方案二，且方案一路線范圍內工程地質情況較好，工程風險小易于實施，故推薦方案一。

按照以上原則，對風電場道路進行了統籌規劃，根據沿線地形、地貌、地質特征，靈活運用技術指標，在充分考慮平、縱、橫指標優化組合的基礎上，盡量實現路基土石方填挖平衡和工程量最少，并對道路的排水設施及邊坡防護進行了綜合考慮。

本工程經優化設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 局部方案對比優化

本風電場升壓站位于村落南側的臺階高地上，被一道河谷與村落分割開來，根據現場踏勘，進站道路有兩個方案可供選擇。

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

方案二：進站道路經由升壓站北側的村落，向南跨越河谷后一路攀爬到達升壓站位置。

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

4 結束語

近年來，隨著風力發電項目的大規模開發，陸上風電場正向丘陵、山區等風資源豐富但工程建設投資巨大的區域推進，風機設備具有超長、超寬、超高、超重的特征，加之山地風電場地形復雜，風電機組運輸對道路設計提出更高的要求，風電場道路的規劃和設計作為風電場項目的“龍頭”，在山區風電場建設中的作用愈來愈重要。

文章以實體工程為依托，通過對工程現場地形地貌及工程地質條件進行勘察分析，對風電場內道路路線進行了統籌規劃，并在經濟、實用、安全、環保的前提下，對道路局部路徑進行了多方案對比優化，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，對類似風電場的規劃和設計具有重要的借鑒意義。

參考文獻

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[2]GBJ 22-87.廠礦道路設計規范[S].

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