山地风电项目地埋式集电线路施工关键技术研究

王卫

摘要：文章旨在研究山地风电项目地埋式集电线路选择最优路径以节约材料，同时合理规划施工方法以提高效率，提高经济效益。

关键词：山地风电;地埋电缆;最优路径;施工方法;提高效率

我国自2008年大力发展风力发电产业以来，风力发电机组如雨后春笋般在中华大地矗立生长。其中内蒙古、新疆、青海等平原地区因其风资源及地利优势，风电机组装机容量增长尤为明显，但以上地区也因建设容量较大，当地及周边地区消纳能力有限等因素，导致弃风率较高，风电项目建设开始向南方转移。而南方大部分有风资源的地区，除海上风电外就是山地风电。如今随着习近平总书记提出碳达峰碳中和的目标，山地风电项目也将迎来新一波的建设高峰。与平原风电不同，山地风电项目集电线路因重覆冰区、处多雷区、酸雨、维护难度等问题，大部分山地风电场会采用地埋式电缆，而非使用架空线路。为此，本文围绕山地风电项目集电线路工程，对路径优化、施工方法等要点进行深入分析。

1 山地风电集电线路设计优化研究

1.1 山地风电集电线路设计问题

山地风电项目地埋式集电线路电缆设计时间一般在项目开工前完成设计，电缆路径设计根据山地地形图及道路设计情况，90%的电缆是沿道路内侧设计走向。但因山地风电大部分风机机位设计在独立山头，道路曲折，电缆沿道路敷设则电缆使用量较大，且因电缆路径较长，设计考虑压降等问题，电缆越长线径也会增大，从而导致采购成本及施工成本较高。

1.2 山地风电集电线路路径优化

为达到节约电缆使用量的目的，在山地风电项目道路基本成型之后，根据设计给出的路径设计图以及现场实际地形，由测量及设计人员沿道路及每个机位逐个优化每条电缆的敷设路径，最终形成该山地风电项目最优路径，再根据已优化的路径长度调整电缆线径。以此方式做出优化设计方案后，电缆沿道路走向量将从90%降低至60%左右，电缆使用量将减少20%以上，部分主回路电缆线径可降低一级。

2 沿道路电缆敷设施工管理要点研究

2.1 沿道路电缆敷设交叉作业问题

经路径优化后的地埋电缆路径走向仍有一部分是沿着道路进行走向设计，因此，电缆敷设与道路施工、大件运输存在交叉作业问题。电缆敷设作为施工非主线工作内容，施工期间不能影响道路施工及大件运输，并且沿道路敷设的电缆施工时还要破坏原有道路，如在大件运输前进行施工，则原有道路遭到破坏后很可能导致后期大件运输困难，造成损失。但如果电缆敷设等到大件运输完成后再施工，则无法满足风机吊装完成一台并网一台的工期要求，导致风机并网时间延后，造成发电量损失。

2.2 沿道路电缆敷设施工要点

针对以上沿道路电缆敷设的种种问题，为满足风机吊装完成一台并网一台的工期要求，电缆敷设必须在大件运输前完成。为实现该目标，施工方式可分为以下两点。

2.2.1 电缆敷设与道路施工同步进行

因山地风电道路分为主路公用部分及各分支道路通往机位部分。主路公用部分为最先开挖修建，因主路修建完成后还不能立即进行大件运输，因此在主路修建过程中完成该部分电缆敷设，则不影响风电场的大件运输。

在主路公用部分修建过程中，可先将沿该道路敷设的电缆测量完成。待电缆到达现场后，主路公用部分形成毛路，暂未完成碾压前，用挖机将道路内测电缆沟开挖成型，施工单位即可进行该部分电缆敷设，敷设完成后铺沙盖砖，做好电缆防护，再埋入电缆标识后;对电缆沟进行层层夯实回填，回填完成后再对主路公用部分进行道路分层碾压，主路成型。该方式即能提前完成主路部分的电缆敷设及保护，亦不会造成道路的二次破坏，解决交叉作业难题。

2.2.2 電缆敷设在大件运输前施工

上文提到各分支道路通往机位部分，因该部分道路修建完成后即进入大件运输环节，如果再与道路同步施工，则会造成运输及风机吊装工期延误。

因此该部分电缆的施工方式为先将电缆沿公路展放，施工时间控制在1天，电缆展放完成后立即将电缆放到边坡上，用钢筋桩打入边坡中将电缆承托在边坡上。这样电缆敷设在大件运输前不破坏成型道路，等大件运输完成后再挖电缆沟进行回填等工作。这样即不影响风机发电并网，也不影响大件运输及风机吊装工期。

3 山体中电缆敷设施工要点研究

3.1 山体中电缆敷设难点

经过设计优化后的电缆路径，虽减少了沿道路施工的电缆量，但因此也相对增加了山体中电缆敷设的长度。

山体中电缆敷设施工，若继续使用挖机进行开挖，不仅开挖量较大，开挖时间较长，且因部分位置为岩石层，开挖成本也将提高。与此同时，挖机所过路径宽度将达到3m以上，对于风电场的环境破坏尤为严重。

3.2 山体中电缆敷设施工要点

因为以上原因，山体中电缆敷设使用人工开挖较为合适。首先在电缆敷设之前，我们需要使用人工清理出一条狭小的电缆路径，便于电缆敷设施工。清理出电缆路径以后，暂时不进行电缆沟开挖，因为在电缆路径中很可能会遇到岩石层，岩石层用人工开挖到0.8m以上的深度极为困难耗时，且电缆沟如果高低不平在电缆敷设施工过程中，还极易造成电缆损伤。

因此电缆路径清理出后，立即开始电缆敷设施工，先将电缆展放完成，然后摆放在电缆路径一旁，再用人工进行电缆沟开挖。人工电缆沟开挖最大的难点就在于岩石层的开挖，对此，电缆路径在岩石层的位置，若开挖至设计深度难度过大，则采用小推车、马、人力等方式运输一些沙石料、砖头、水泥等材料，电缆路径设计在岩石层的位置，使用少量砖砌混凝土的形式，对电缆进行保护，以此使用少量材料节约人工。

4结语

1.山地风电项目地埋式集电线路路径设计优化后能够节省几千米的电缆，且优化路径仅在几天内即可完成，此为山地风电项目成本节约的一大要素。

2.山地风电项目地埋式集电线路作为非主线施工内容，需要尽可能的避免影响道路施工及大件运输，因此选择合适的施工时机不仅可以缩短施工周期，也能为后期风机发电创造最佳效益。

3.对于埋设于山体的电缆而言，有效利用人工开挖，创新电缆保护方式不仅可以节约机械资源，亦能起到保护环境的作用，一举两得。

参考文献：

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