风电场建设及运维道路走廊优化设计

成剑锋

摘 要：以河北省蔚县风电工程为依托，根据现场地形地貌及工程地质条件，并结合风机设备的运输及后期运维要求，对风电场建设及运维道路路径进行了统筹规划，并对局部路径进行了多方案对比优化。

关键词：风电场；道路走廊；优化设计

1 概述

风电项目地处河北省蔚县南部，位于太行山脈与燕山山脉的交接地带。风电场区域范围内地形复杂、地势陡峭、山峦绵亘、沟壑纵横。按地理分布，风场区域可分为东、西两片区域，规划面积约为150km2。区域范围内风能资源总体较丰富，本风电场选择单机容量2MW的机型101台。风场区域近邻京、津，交通便利，周边有109、112、207国道、省道和县际道路与北京、宣化、阳原，以及保定市涞源县相连。风电大件设备可通过京张高速或张石高速到达蔚县，再转入“村村通”水泥路到达本风场范围。

由于本风场规划范围广、工程地质条件复杂，为了降低风电场内道路建设工程造价及后期维护运营成本，在对工程现场进行详细踏勘的基础上，结合大型设备的运输要求，对风电场建设及运维道路路线进行了统筹规划，并对局部路径进行了多方案对比优化。

2 工程地质条件

本工程区域范围内地形较为复杂，为探明区域范围内地质岩性及物理力学性质，对工程范围内地形地貌及地质岩性进行了现场踏勘及钻探采集。

2.1 地形地貌

风电场场址区多崇山峻岭，山势较陡，岭高沟深，高程在1400～2150m 之间，属中低山。顶部山丘多呈浑圆状，坡度略缓，一般在5～25°之间；局部呈陡崖发育。山上草植被发育，树木多分布在山体背阴面。基岩裸露少，主要分布在边缘，覆盖层相对较薄，一般小于3.0m，局部沟谷地段相对较厚。

2.2 地质岩性及物理力学性质

风电场范围内山体巨厚，少部分地段基岩裸露，地层岩性主要为灰岩、白云岩。大部分山体上部存在覆盖层，主要为粉土混碎石；山脚及沟谷地段覆盖层较厚，多为黄土状粉土，根据工程钻探结果，典型路段的工程地质条件有：粉土混碎石、碎石、强风化灰岩、中等风化灰岩、强风化白云岩、中等风化白云岩等。

3 道路规划及设计

3.1 道路技术标准

本工程场内道路在建设期主要作为风机设备运输的临时道路，主要的通过车型有大型凹形板拖车、多轴线液压板式拖车等；在后续运营时作为检修道路，主要以常规越野车为主；根据以上服务功能并结合本工程的实际情况，道路路基设计宽度为6m，道路行车道宽度为5米，两侧设土路肩0.5米；根据需要设置排水沟；道路最大纵坡为14%，在局部困难地段可以达到16%，但通过牵引车辆提供助力；道路转弯半径不小于35m。路段采用装载机或推土机拓宽平整，并用压路机碾压密实后加200mm厚山皮石面层。

3.2 道路路线规划及优化

3.2.1 总体路线规划

根据风机机位的分布情况，本风场范围道路可分为东西两个区域来规划设计，结合现场踏勘的情况，对道路方案进行了分区域专项规划，在经济、实用、安全、环保的前提下，对各区域道路进行了多方案综合论证，最终形成具有针对性道路路径规划方案，具体如下。

（1）西区（#1～#49）

西区共有49台风机，紧邻河北-山西省界分布，山西境内为已建成投产的风场，故该区域可有两种道路规划方案，方案一：河北侧方案，该方案总体规划为设备可通过京张高速或张石高速到达蔚县，再转入“村村通”水泥路，再以蔚县马铺村东的沟口为起点，向上攀升至#15机位，与场内道路相连接并到达各风机机位；方案二：山西侧方案。本风场紧邻山西侧已建成的风电场，可利用已建风电道路运输风机设备。经现场踏勘，山西侧风电场道路可与苟庄村西侧的省道S201相接，并一直延伸至省界附近到达本风场，总长度约20km，本段道路为相邻风场的进场运输道路，基本具备运输风机设备的条件；该方案上山道路均位于山西境内，道路运输条件较为成熟，但位于省外，需与路产部门或地方沟通协商。

通过对上述两个方案进行综合分析：得出方案一道路均需新建，施工工期相对较长，但该路径方案位于蔚县境内，地方协调及后续运维简便，可免去众多后顾之忧，后续施工检修方便；方案二虽可部分利用山西境内已有道路，但存在较多的不确定因素，且后续运营维护道路需绕道山西，路径较长将增大运维成本，经综合考虑，推荐方案一河北侧方案。

（2）东区（#50～#101）

本区域共涉及52台风机，根据现场勘查情况，风场道路共有两个规划方案：

方案一：运输道路从邻近已建成的甄家湾风电场接入，直接将道路主线连接到#87风机平台，与场内道路相连接并到达各风机机位；方案二：从甄家湾村南侧的112国道为接口开始攀升，到达#97风机机位，与场内道路相连接并到达各风机机位。

通过对上述两个道路规划方案的技术指标对比可知：方案一利用已建成的风场道路，可大幅减低道路的投资，从路线长度、用地面积、工程造价等方面考虑均优于方案二，且方案一路线范围内工程地质情况较好，工程风险小易于实施，故推荐方案一。

按照以上原则，对风电场道路进行了统筹规划，根据沿线地形、地貌、地质特征，灵活运用技术指标，在充分考虑平、纵、横指标优化组合的基础上，尽量实现路基土石方填挖平衡和工程量最少，并对道路的排水设施及边坡防护进行了综合考虑。

本工程经优化设计后的道路工程量约为：路线长度78.1km；土石方开挖937200m3；土石方回填843480m3；山皮石路面78100m3；管涵180道；M7.5浆砌片石边沟3000m3；M7.5浆砌片石挡土墙3000 m3。

3.2.2 局部方案对比优化

本风电场升压站位于村落南侧的台阶高地上，被一道河谷与村落分割开来，根据现场踏勘，进站道路有两个方案可供选择。

方案一：以升压站西侧已有水泥混凝土道路为起点，沿河谷的南侧（不跨越河谷）延伸，在升压站北侧回转后，向南到达升压站位置。

方案二：进站道路经由升压站北侧的村落，向南跨越河谷后一路攀爬到达升压站位置。

经综合分析，方案一进站道路沿着河谷的南侧直至升压站，长度约2380m，全为新建道路，路径范围以内地势较为平缓，道路施工方便，可降低道路的开挖及回填量；方案二经村落跨越沟谷后可达升压站，长度约2880m，该方案虽可利用村落部分已有道路，但需跨越北侧河谷，跨越及防护工程复杂，工程造价高，施工工期较长，经综合比选，最终推荐方案一。

4 结束语

近年来，随着风力发电项目的大规模开发，陆上风电场正向丘陵、山区等风资源丰富但工程建设投资巨大的区域推进，风机设备具有超长、超宽、超高、超重的特征，加之山地风电场地形复杂，风电机组运输对道路设计提出更高的要求，风电场道路的规划和设计作为风电场项目的“龙头”，在山区风电场建设中的作用愈来愈重要。

文章以实体工程为依托，通过对工程现场地形地貌及工程地质条件进行勘察分析，对风电场内道路路线进行了统筹规划，并在经济、实用、安全、环保的前提下，对道路局部路径进行了多方案对比优化，减少了土石方开挖及回填等工程量，缩短了工期，减少了投资，对类似风电场的规划和设计具有重要的借鉴意义。

参考文献

[1]JTG B01-2015.公路工程技术标准[S].

[2]GBJ 22-87.厂矿道路设计规范[S].

[3]JTG D30-2004.公路路基设计规范[S].