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1道路設計規劃選線
由于山區地形地質條件的變化,風機布置各異,道路設計規劃選線應因地制宜,總體而言,根據具體的風場條件進行道路設計規劃選線工作。在進行設計規劃選線之前,應當首先確定項目建設規模、道路采用等級、主要技術標準等。場內道路的設計規劃選線方式而言,大致有兩種,“集中式”選定一條或幾條線直接將所有風機串連;“分散式”先選定主線,再連接支線到各個風機;或兩者兼而有之。龍塘山一期工程場內道路布置采用了“集中式”與“分散式”相結合的思路,盡量減少新建場內道路的開挖,利用原有道路實施。龍塘山一期風電場共安裝33臺風機,場內道路全長20.395km。場內道路分別編號為1#~33#線;1#線串連了10#、12#、15#、19#、20#、22#風機,此為“集中式”;同時1#線為主線,其余道路均為支線,此為“分散式”,且1#線控制著所有支線的起點高程,確定了1#線即控制了所有支線的坡度,最大限度保證了道路運輸的功能要求??傊絽^風電場道路設計規劃選線遵循“控制造價又能滿足功能要求”的原則,最大程度優化道路設計,通過對場區地形的認真研究,選出最經濟合理的線路方案。同時設計規劃選線應充分利用現有公路與地物,減少征地,避開軍事、基本農田、墳墓等敏感設施和建筑物。
2道路設計標準
目前風力發電機組單機容量主要為1.5MW和2.0MW兩種,一般廠家都會給出《風力發電機組運輸技術規范》,道路設計的標準需分析此規范后選定;山區風電場道路設計標準主要參照四級公路實施。山區風電場道路設計主要采用的要素:平曲線半徑、最大縱坡、道路寬度等。(1)平曲線半徑。四級公路平曲線最小半徑采用30m,極限值15m;山區風電場道路的平曲線最小半徑一般采用35m,且道路轉彎處8~25m范圍內不得有不可移動的障礙物;道路圓曲線半徑小于或等于250m時,應根據風機葉片長度及運輸要求設置轉彎段加寬,在土石方工程量大的區域,加寬值應盡量取小值。道路加寬時,只加寬行車道,路肩寬度保持不變。道路平曲線半徑在條件允許時亦可適當放寬,運輸更加安全。(2)最大縱坡。四級公路最大縱坡采用9%,困難地段可增加1%;山區風電場場內道路最大縱坡采用12%,一般路段盡量控制在8%以內;便于運輸車輛的正常通行,同時道路縱坡變更處,應設置豎曲線,豎曲線最小半徑一般為300m,豎曲線設置還應滿足葉片運輸要求,以葉片不剮蹭地面和車底板不碰地面為基本原則。(3)道路寬度。四級公路可采用雙車道或單車道;山區風電場場內道路原則上采用雙車道,路基寬度一般取6.0m;地勢平緩路段亦可采用單車道加錯車道的形式,路基寬度可取4.5m;路基兩側設置土路肩寬0.5m。(4)路基路面。山區風電場場內道路路基路面應根據沿線地形、地質及路用材料等自然條件進行設計,保證其具有足夠的強度、穩定性和耐久性。路基斷面形式應與沿線自然環境相協調,避免深挖、高填對環境造成不良影響。一般情況下,土質路塹邊坡,當其高度不大于20m時,坡率一般為1∶0.75~1∶1.5;石質路塹邊坡,當其高度不大于30m,無外傾軟弱結構面時,坡率一般為1∶0.1~1∶1。地質條件較差的邊坡應適當放緩或輔以工程措施進行治理,作為專項進行處理。填方路基均采用土石回填,填石路基邊坡坡率一般采用1∶1.3、填土路基邊坡坡率一般采用1∶1.5。對于陡峭或高填方路段可采用衡重式擋土墻或護腳墻。路堤基底應清理和壓實,路基壓實度應符合表1的要求。山區風電場場內道路路面原則上以泥結碎石路面為主,基層采用15~30cm厚填隙碎石,面層采用12cm厚泥結碎石面層;特殊路段可采用加鋪碎石或硬化路面的方法處理,防止車輛打滑。(5)路基排水。山區風電場場內道路路基排水應充分利用地形,根據線路走向、坡度等合理設置土質排水溝、截水溝和涵洞,迅速引排,防止水土流失堵塞溝涵和誘發路基病害。(6)沿線設施。視距不良、急彎、陡坡等路段應設置必要的標志,路側有懸崖、深谷、深溝等路段應設置安全設施。
3施工注意事項
(1)高填方路基。龍塘山一期工程場內道路施工過程中,部分路段為高填方路基,需選用合適的填料,進行分層碾壓。場內道路開挖料多為軟土,石料較少,對碾壓要求較高,選用適合的填料碾壓就成為制約高填方路基的難點,最終通過對路基開挖料、風機基礎以及周邊料場開挖料的層層剝離選取,降低了填筑高度,嚴格控制碾壓遍數,才圓滿地解決了填料不足的問題。因此在規劃設計選線時應充分考慮當路基開挖料不能滿足填筑要求時需設置足夠的取料場。(2)邊坡開挖。龍塘山一期工程場內道路施工過程中,部分路段開挖邊坡較為破碎,地質情況不明。此時應盡量避免高邊坡的開挖,特別是減少在破碎段路基中開挖順層邊坡;同時在邊坡坡頂設置截水溝,路基上順勢設置邊溝與涵洞,將邊坡來水迅速引排,避免雨季道路邊坡沖刷失穩。(3)挖淤換填。龍塘山一期工程場內道路施工過程中,存在部分路段淤泥下沉的情況,需置換后方可保證路基的穩定,一般采用“拋填大塊石、擠壓淤泥”的方式進行處理,直至路基不再沉降;若繼續沉降,則路線應選擇繞避,避免不必要的處理帶來建設投資的浪費。
4道路典型設計案例
通過表2匯總了近幾年部分山區風電場道路設計方案,對道路設計主要參數進行對比。各風電場道路的差異是客觀存在的,但好的方案一般都遵循以下設計思路。(1)風場道路布線設計結合現場實際,盡量連接成片,減少道路長度和穿越村莊的幾率。(2)道路寬度確定考慮永臨結合,一般滿足大件運輸要求控制。(3)減少砌體工程,盡量以挖填平衡為主,條件允許時可適當增加開挖量。(4)山區風電場場內道路長度基本與風機數量一致,平均1臺風機需要1km支線道路連接。(5)路基開挖量大概在1~2萬m3/km。(6)道路建設投資大概在50~100萬元/km之間。
5結語
在山區風電場道路的設計施工過程中,通過對場區地形的認真研究,采用合理的標準進行道路設計規劃,嚴格控制施工,遵循“控制造價又能滿足功能要求”的原則,將使工程費用和進度得到有效的控制。
作者:趙康龍單位:中國水電顧問集團貴陽勘測設計研究院有限公司