风电场交通工程设计研究

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摘要：根据有关标准、规范的规定，结合风电场建设的实践经验，从在满足需要的前提下尽量降低工程造价的角度，对陆上（主要为丘陵及山区）风电场交通工程的设计要点做了总结，提出了选线原则及道路宽度、坡度、构造、过水、交叉及辅助设施等的建议,阐述了应将交通工程设计前延到规划阶段、后延到施工阶段的观点。

关键词：风电场；交通工程；设计

1.前言

目前，我国正大规模建设陆上风力发电场（以下简称“风电场”）。风电场建设的首要工程是交通工程，即类似于行军打仗前首先要由先锋部队“逢山开路，遇水架桥”，以满足施工车辆、设备运输的需求。在我国西北地区，风电场多处于荒凉的沙漠、戈壁或草原区域，地势比较平坦，地基强度较高，修建风电场的交通工程比较容易。而在东北、华北、华东、华南等地区，风电场多处于为丘陵、山地区域，植被比较茂密，地势起伏不平，地基强度较低或为坚硬的岩石，修建风电场的交通工程需考虑的因素多、难度大。而且，交通工程造价在风电场项目总投资中占的比例越来越大。为此，有必要从当前我国国情出发，本着安全适用、满足需要、经济合理、保证投资效益的原则，就陆上风电场（主要针对丘陵及山区）交通工程设计的几个方面做一总结，供探讨、借鉴。

2.道路的划分、等级的确定及永临结合

一般，根据所修建道路的位置，将风电场建设时修建的交通工程划分为进场道路和场内道路。通常，将连接风电场和现有公路的道路称为进场道路，将风电场范围内的道路称为场内道路。参考有关规范、规程的推荐及实践经验，风电场的进场道路宜按四级厂矿道路设计，场内道路可按三级露天矿山道路设计。设计行车速度宜为15～20km/h。这样可在保证满足风电场运输需求的前提下，尽量降低修建交通工程的成本，以提高风电场的投资收益。从使用时间看，风电场的道路分为施工临时道路和生产永久道路。一般是将施工临时道路或将其稍加改造后用作生产运维道路。从使用顺序及指标要求看，施工临时道路都是第一位的，也就是首先要满足施工期的需求。故道路设计要尽量满足永临结合、重在临时的要求。

3.关键道路参数的确定

目前，陆上风电场安装的风力发电机组（以下简称“风机”）容量多为1.5～2.0MW。从公路运输的角度看，其主要部件多为超长、超宽、超高、超重物品，例如：最长节塔筒长度可达30m、最粗节塔筒直径达4.4m，最重节塔筒重量达到约64t；机舱重量可达约90t；叶片长近60m。要在崇山峻岭间运输这些重件、大件设备，即使采用大功率的专用半挂车，难度仍是很大的。多数风电场地处偏僻地段，不可能通过现有的铁路、公路、水路交通线将风机运输到风电场乃至各个机位，这就需要修建进入风电场的进场道路、进而到达机位及升压站的场内道路。设计风电场道路，应重点研究规划选线、道路宽度、转弯、纵坡、横坡、平曲线、竖曲线等方面。设计风电场道路时执行的标准有《公路工程技术标准》和《厂矿道路设计规范》。需注意的是，部分道路指标不应机械地、简单地照搬标准、规范，而应根据所需运输大件的尺寸及重量、运输车辆的长宽及能力、气候特点、地形地貌及岩土工程条件等具体情况，经技术经济综合分析后酌情选定。对上述方面的工作要点总结如下：

1)规划选线。应坚持尽量少占地、少伐树、少拆迁、省工程量的原则。这样，宜多利用现有的公路、乡村道路、田间道路或林区道路，或在上述道路的基础上扩建、加固。对于场内道路，宜沿着山脊布线，以减少挖填土石方量、减小道路坡度、便于设备运输。对于通往山顶或丘陵顶的陡坡段，难点往往是如何减小纵坡，以保证重车能够行驶到山顶或丘陵顶。这时，路线宜设计成沿山坡螺旋向上或设置回头曲线。这样虽可能加大了工程量，但能够最大程度减小纵坡坡度、便于重车爬坡、保证运输。

2)道路宽度。鉴于风电场交通量很小，本着满足需求、安全适用、经济节省的原则，一般风电场道路按单车道设计。对于采用汽车吊吊装风机，或虽采用履带吊吊装风机，但以分拆后再用汽车分部运输吊车部件的运输、吊装方式，直线段道路宽度可控制在5m左右；但对于采用履带吊吊装风机，且履带吊自行行走的运输、吊装方式，直线段道路宽度宜为9m左右。

3)转弯半径及道路加宽。根据运输风机设备车辆的长度、以及货物（主要是塔筒和叶片）的长度，道路的最小转弯半径取30m为宜。当然，由于运输车较长，在转弯处需要加宽道路。考虑到叶片长度很大、探出车后较多，故转弯角度较大时，需保证车后一定范围内无树木、电杆等障碍物，以防叶片被剐碰而受损。

4)道路的纵坡、横坡。根据运输风机的常用卡车功率及爬坡能力等，同时考虑到尽量减小工程量、降低工程成本，风电场道路最大纵坡坡度一般可取14%，横坡宜为1%～3%。对于确实很难满足纵坡要求、重车难以爬坡的个别陡坡路段，亦可适当加大纵坡坡度、采用对重车辅助牵引的方法解决。

5)平曲线。风电场道路一般不设置缓和曲线，最小圆曲线半径一般为30m。

6)竖曲线。道路最小竖曲线半径宜一般200米、最小长度一般为20米。

7)净空高度。为保证塔筒、机舱等超高设备的运输，并与公路限高相适应，风电场道路净空高度应不小于5米。

8)路基。为达到在满足使用需求的前提下、尽量降低工程建设成本的目标，风电场道路的路基一般是就地取材、挖填并压实土夹石形成路基，其压实度应不小于94%。当然，对于其下为淤泥等软土地段，应采用挖出换填或抛石挤淤等方法进行处理,以加固路基。

9)路面。风电场道路的路面等级宜为中级，多设计成泥结碎石路面，厚度一般15～30cm。其中路面材料多因地制宜、采用开挖路基及基坑形成的碎石土，以降低工程造价。

4.道路过水、交叉及辅助设施

1)道路过水。当需要通过宽度较大、深度较大、水流较急的水面时，一般借用已有的桥涵，或选线时即绕过去。当需要通过跨越较小、深度较小、水流较缓的小溪、小河或沟渠时，可以设计成过水路面、小桥涵或漫水桥。这样可以在很大程度上减小工程量、降低工程造价、保证投资收益。

2)路线交叉。为降低成本、增高收益，风电场道路与各级公路、乡村道路等的交叉，宜采用平面交叉。确需立体交叉时，可利用附近的桥涵。当然，在规划、设计阶段需调查已有桥涵的宽度、承载力等是否容许风机运输车辆通行；若承载力不能满足需求，则须提前加固。

3)辅助设施。为防止雨水冲毁道路，需在路基外设置排水沟，必要时在道路斜坡上设置截水沟。水沟深度一般不小于40cm，纵坡不宜小于0.5%。当道路两侧边坡较陡、可能发生滑坡或崩塌等不良地质作用时，需对边坡进行支挡、锚固等处理。通常采用的处理方法有砌筑挡土墙、打设土钉、锚喷混凝土等。在急弯、陡坡、视线不良、高路堤、地形险峻等路段，应根据需要设置标志、柱式或墙式护栏、反光镜、挡车堆等安全设施。

5.设计工作应前后延展

风电场微观选址与交通路线选择是相互影响、相互制约的。在微观选址阶段，个别风资源较好、估算发电量较高的机位可能因难以满足运输要求或满足要求的代价太高而被迫放弃

。故风电场交通工程的设计，不应认为仅仅是设计阶段的事，而是应前延到风电场微观选址阶段、后延到施工阶段。只有在对风机和升压站进行选址时即考虑到交通工程的路线尽量短、土地或林地可占用、绕过或越过大的水域、避开不良地质作用地段等重要因素，才能为后续的交通工程设计打好规划基础、创造有利条件，才有可能做出既合格适用、又经济节省的工程设计。另外，交通工程设计也不是一蹴而就的，很多时候，可能在施工阶段需要根据实际情况予以适当调整。例如：遇到局部征林征地、拆迁地物工作难度很大时，很可能就要考虑变更局部路线。

6.总结

进行风电场交通工程设计时，要本着满足需求、安全适用、经济节省的原则，在规划选址、工程设计、工程施工阶段统筹考虑征林征地、运输需要、施工难易、工程造价等方面，根据有关标准、规范的规定，考虑风电场风机参数、气候特点、地形地貌、岩土条件、水文条件、运输车辆等具体情况，充分分析、对比、论证后确定合适的道路路线及关键参数等。只有这样，才能使得设计成果既满足使用需要、便于快速施工、易于保证质量，又做到尽量减小工程量、节省造价，进而保证风电场项目投资收益。

参考文献：

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[3]谢春生.山区风电场道路设计的影响因素及及关键问题[J].水电与新能源,2014(6)：70-72

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[5]中交第二公路勘察设计研究院.JTGD30-2004，公路路基设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

作者：刘学峰1，苏志刚2 单位：1中船海装（北京）新能源投资有限公司；2建设综合勘察研究设计院有限公司