山地风电场道路设计,施工及运行风险要素分析

山地风电场道路设计,施工及运行风险要素分析

颜景增

山东电力工程咨询院有限公司    山东省济南市    250000

摘要：山地风电项目的设计面临着地形复杂的特点，其道路设计难度较高、道路建设成本较高，相关人员在山地风电场道路设计的过程中必须充分考虑到风电机厂对山地道路运输能力的要求，考虑到山地风电场道路设计是否符合当前道路行业的规范要求，同时考虑到山地道路较为复杂的地质条件、道路路基的稳定性和使用寿命等多项因素。基于此，本文将针对山地风电场道路设计的影响因素进行分析总结，同时以某山地风电场道路的实际设计内容为例分析其设计过程中应当解决的关键问题。

关键词：山地风电场；道路设计；施工；运行风险要素

山地风电场道路设计与平原地区的风电场道路设计相比存在非常多的差异，其需要考虑的影响因素更多且同样需要遵循相应的道路设计规范要求。例如山地风电场道路设计过程中路线的地址选择和内容铺设，都必须充分考虑到当前风电场所在区域的水文地质、地形地理条件；又例如山地风电场道路设计过程中需要考虑到当前风电场建造和运行过程中车辆的运输性能、设备的尺寸重量、道路的技术标准等内容。此外，山地风电场道路的设计还需要遵循经济性、适应性的特点，需要充分提升道路运行和使用过程中的快捷性、安全性和便利性。因此，本文将针对山地风电场道路设计的影响因素进行分析总结，同时以某山地风电场道路的实际设计内容为例分析其设计过程中应当解决的关键问题。

一、山地风电场道路工程的特征

（一）地形条件相对比较复杂

山区的山势通常具有相当大的落差,地形也相对较为险峻,具有不断起伏的形态,同时伴有相当多的溪流和山谷,采用钉形展线降坡而且必须通过桥梁和隧洞等的建设才能克服这些困难[1]。

（二）地质条件相对比较复杂

山地的地质条件以多样化特点突出,地表上可能存在着一定的不良地质条件,如泥石流、岩堆、坍塌、滑坡等。所处地段的地质构造也会影响路基的稳定性,如岩石的种类、走向以及对岩石的倾斜程度。

（三）水土与生态的保护工作难度巨大大

在岩质的山区,则因为地质构造自身的原因,地层相对较为浅薄,自然环境也较为脆弱。但是对于有些高风化岩石的山区来说,其土壤是相对比较厚的,且植物也相对茂盛,但在施工过程中由于土壤相对松散的原因,施工的建筑渣土和边坡也极易遭受暴雨的侵蚀,从而出现了普遍的土壤滑落问题[2]。

（四）土石方的随意堆放

山地风电场在设计时,往往会产生大量的土石方,而且很多地区的土石方并没有设置在专门的弃渣场堆放,而是随意堆放在道路的二侧,对道路二侧的水土和环境都会产生一定的影响。

二、山区风电场道路设计原则

风电场道的主要功能是使整个风电场中的机组与外部公路实现连通,在工程建设阶段的机组地基安装、机组塔筒、叶片、机舱及超长超重货物的运送与吊装;在设计工作中确保检查、保养工作平稳顺利的开展,在风电场设计和工作中发挥了重要的作用[3]。山区风电场道路设计首先必须保证交通运输的安全性,确保路基结构的功能稳定;山区风电场道路设计中的平纵指标需要充分满足当前风电场设备运输和检修同行的实际要求,还要尽量降低路基工程施工过程中的土石开挖工程量,尽可能的降低道路工程设计中的占地量,尽可能的避免对农田用地的占用以避免拆迁成本;最后山区风电场道路设计需要充分考虑到当地区域的实际地形水质条件,尽可能的避免桥梁结构、涵洞结构的设计以避免工期和成本的上升。

三、山地风电场道路设计与施工运行风险

1、因山地风电场范围太大,而风机布点的规模又多且分散,要实现风力机能分期分批的运行,先将整个风电场实施区域划片,并合理安排好了工程先后的实施时间与次序,而当为每个项目分地域规划片时,工程及项目之间又分轻重缓急,因此,必须将科学的各部分项工程与项目之间交错地进行。

2、选择一个范围内风电厂工程的第一个单位,以相当规模的第一批机组的施工作为试点,随着实践的经验与累积,逐渐由一个部位向二边或一边扩展进行,以更快的质量进行主要工程施工与设备的吊装[4]。

3、划定好实施范围、划分好轻重缓急后,才能完成交通实施方案的编制。路面的实际施工中,为加速施工进度,应先完成道路的地面浇筑,以符合行车要求,使风机基础混凝土施工以及风机吊装、调整等作业全部完成后,才能完成道路地面的浇筑。

4、在建设风电场的工程中运输量较大,特别是在搬运塔筒时情况尤为复杂,由于塔筒为较笨重的机械且重心位置靠后,所以用于搬运的平板车必须行驶在前面,而当上边坡后,又因为塔筒的中心向后倾,所以塔筒的自重无法给驱动车轮提供有效的压力,而拖拉机也无法提供相应的驱动力。但是路面的坡度一定不要太大,一般设计最大侧向倾角为12%,而拐弯处设计最大侧向倾角为8%。

5、叶片是所有风机设备中最长的设备,在运输时要求通过道路的转弯零点五径都要足够大,否则将无法通过。为节省投资,对于道路转弯零点五径的确定,人们可以一方面参照理论计算结果,另一方面进行对道路运输车辆的模拟行进或试行驶,随时都可以对道路的转弯零点五径进行修整,或者加大道路转弯零点五径,直至车辆都能够通过。

四、山地风电场道路工程的造价控制

（一）选择道路路线,降低工程成本

对于上山地风电厂建设施工而言,起终点的位置往往会限制路线的长度和施工的难易度,要根据实际工程造价加以管理,并尽量的缩短工程造价,在进行勘测设计与施工的同时也要注意道路路线的问题。在进行了路线选择之后,就可以利用了原来的上下山路线;建议研究一些局部放坡项目,并加以适当的对比,选择最佳的放坡项目;对征用土地项目应仔细考察,尽可能减少项目招投标的时间;应充分考虑后续实施的困难问题。

（二）勘探地质条件,进行了前期的研究

在山区的路面上通常面临着相当大的土石方工程量,同时因为地质环境差异、地质条件差异对工程建设难易以及工程造价的影响都是不相同的。如果没有科学的方法预测地质环境和地貌条件,甚至不是使用科学到位的防护手段,就会引起整体地基处理方法的重大改变,也就会引起整体土石方工程量变大或者出现了大量坍塌的情况,这就将在较大程度上加大了整体项目开展的困难度,就可能造成巨大的基础设计变更,进而导致整体工程造价存在着相当高的风险。

（三）道路施工过程的工程造价控制

在建设施工过程中,如何从施工物资的运营管理,工程设备的运营管理,施工技术管理的监控,工期控制的运营管理,以及节能环保的运营管理等方面实现对工程造价的有效管理。

（四）道路施工项目竣工阶段造价控制

这个阶段的造价控制,主要包括对工程竣工时期的费用阶段和工程质量监测阶段等,还包括了对工程的保修、回访,以及对工程成品的试验运行方面的质量评估阶段等,这是整个工程全过程控制的最后一个环节。

结束语：

在实施山区风电场工程设计中,应注意工程设计中的重点、难点和工程造价的管理问题,并根据需注意情况采取适当的措施手段,采取适当的实施途径,山区风电场的路面施工也和其他地方风电场路面施工相似。

参考文献：

[1] 史东瑞. 山地风电场道路设计、施工及运行风险要素分析[J]. 电力勘测设计,2021(11):76-80.

[2] 冯旭. 山地风电场道路设计、施工及运行风险要素分析[C]. //2022工程建设与管理.贵阳论坛论文集. 2022:1-6.

[3] 任腊春,许海楠,柴亮. AutoTURN在西南山地风电场道路设计中的应用[J]. 水电站设计,2019,35(4):23-25.

[4] 刘洪国. 山地风电场场内道路圆曲线半径和路基宽度设计指标[J]. 建材发展导向（上）,2020,18(7):19-20.