南方山区风电场场内道路优化设计探讨

蔡湘雯，田晓燕

(中能建湖南省电力勘测设计院，长沙 410007)

南方山区风电场场内道路优化设计探讨

蔡湘雯，田晓燕

(中能建湖南省电力勘测设计院，长沙 410007)

针对南方山区风电自然地形与地质条件的特点，本文论述了选择特种运输车辆及便捷经济的运输方案，部分路段采用道路的技术参数的极限值，并通过平面选线多方案比较，达到减少道路的土石方工程量降低工程造价的目的。

南方山区；风力发电场；道路技术参数；平面选线

0 引 言

南方山区风电场多位于地形起伏较大的山岭重丘地段，场址范围内高差较大，地貌复杂、地质条件差异大，道路设计及运输组织难度大，如何以安全、高效、投资省的交通运输方式解决风力发电场的交通运输问题，在整个工程建设过程中至关重要。

1 大件设备运输方式选择

根据工程设计理论及工程经验，在确保安全运输的前提下，相比空运形式、铁路运输、水路运输，风机大件设备采用汽车公路运输是最为适宜的运输手段，配合以优化的运输参数、特种运输车辆、便捷经济的运输方案，可以实现最为经济安全的运输，节省投资。

1.1 多功能板车运输

采用多功能板车运输时，内侧弯道半径不小于35 m，弯道处路宽不小于14 m。当转弯半径不够时，必须休整延伸，边部需用水泥石块修砌加固。

1.2 叶片运输特殊车辆运输

采用叶片运输特殊车辆运输时内侧弯道半径不小于22 m，最小转弯半径25 m，弯道处路宽不小于8.0 m。可根据不同的风速及弯道状况抬高叶尖，减少叶片扫尾面积。

图1 多功能板车叶片运输方案

图2 专用特殊车辆叶片运输方案

根据以上运输车辆的描述，结合车型的理论参数进行数据分析，在山区风电场受自然地形、山势等环境限制的情况下，道路转弯半径越小、纵向坡度极限值越大、山区风电场道路修建的难度就越小，更能节省道路的投资，故风机叶片运输中采用叶片运输特殊车辆更适宜山区风电场；风电场除风机以外的其他设备均对风电场道路的转弯半径、车辆类型适应性较强，可选择运输成本较低的多功能板车进行运输。

2 道路设计技术参数确定

道路设计的主要技术标准应根据风力发电场选用的风机类型、吊装设备以及运输车辆情况等综合确定。其中道路宽度主要由大型吊装设备决定，实际运用中通常根据不同的风机类型以及现场道路的施工难度等因素，选择适合的大型吊装设备。

2.1 以往工程道路技术参数

风力发电场的施工检修道路一般为临时性道路，目前暂没有针对风力发电场道路设计的标准，常用的方法是参照《厂矿道路设计规范》四级道路标准。但风电场道路往往前期作为风电场的施工道路，后期作为检修道路，而且，施工期间所承受的运输压力是不容忽视的，所以，风电场道路设计应本着“因地制宜”的原则，在保证安全性的基础上，充分结合吊装方案、现场地形地貌情况等因素进行多方案经济技术比较，使之兼具安全性、实用性、经济性。

2.2 道路的技术要求

一般山区风电场项目，在相同的自然地形、风资源条件下，采用的叶片越长，发电量越大。叶片越长，运输时，对车辆运输的要求越高，运输过程中对道路的技术要求越高；此时，要求道路转弯半径越大、纵坡极限值越小，因此，山地道路走线、修建难度越大，土建工程量越大，风电场道路投资越高，反之就更节省。

通过我院在以往项目中采用的道路设计技术参数进行对比分析，风电场的风机类型、车辆类型、道路设计参数，随着时间推移、技术更新、设备更新，叶片设备越来越长、特种车辆越来越多样化，设备运输对道路的技术要求越来越宽松，南方山区运输适应性越来越强。

根据运输车辆的技术性能，结合已建山区风电场的施工经验，风电场道路的主要技术指标建议采用：设计车速为15 km/h，路面宽度为4.5 m，路基宽度5.5 m，最小平曲线半径为25 m，最小竖曲线半径为200 m，场内主干道最大设计纵坡为12%，特殊困难情况下为15%；场内风机支路最大设计纵坡为14%，特殊困难情况下17%，并在弯道处加宽路面宽度以满足设备运输对道路运输的要求。如果风机纵坡限制可以加大到15%，相应的限制坡度可以加大至200 m，爬一座100 m的高山，展线长度从原来的1 200 m的可缩短至787 m，从而减少风电场场内道路长度，降低工程造价。据了解某些山区风场至风机点位支线施工检修道路纵坡局部已达20%，因交通量小，使用频率低，用途单一，必要时其他车辆辅助即可。

3 风电场场内道路规划

南方山地风电场风力发电机组基本布置在山顶或山脊风资源较好位置，场内道路主要为施工及检修道路。

在场内道路沿途如有已有道路，尽量利用已有道路改造，减少场内新建道路长度；场内道路与地形合理结合以减少工程量，避免深挖高填。改造道路段的平面线型保持原有路线基本不变，路面宽度扩宽至4.5 m；局部弯道进行加宽处理，以满足大件设备运输需要。

场内道路新建道路可以沿山脊展线，道路纵坡也能满足风机设备运输要求，场内新建道路路径选择时，尽量不截断原有排水、排洪通道，将新建道路的截水分段、就近引流至已有天然排水系统内，以减少排水涵管的数量、排水沟道的长度。路面宽度按4.5 m、路基宽度按5.5m设置，在需要进行截水、排水、引流区域设置排水沟、挡墙等辅助设施。

4 风电场场内道路设计

4.1 纸上选线

设计人员在微观选址前，应当先根据风资源专业提供的风机机位图大致确定道路的走向。因为此时风机机位是不确定的，有可能在微观选址的过程当中发生变化，有可能会取消，有可能会增加，有可能会移位，这都给道路选线造成了许多不确定的因素，但是，提前的规划选线足以给最终定线做出充分的准备。道路设计在纸上选线的过程中，除了规划好道路的总体布局外，最重要的是熟悉当地地形、地质及水文条件，对有可能影响定线的因素做到心中有数。

4.2 现场选线

微观选址结束后，风力发电场内的道路就能够确定起终点，在此基础上进行选线。丘陵地区的线路特点是：局部方案多，且为了充分适应地形，路线的纵断面将会有起伏，路线平面也以曲线为主体。

4.3 最终定线

最终的定线，设计人员需要在1∶1 000～1∶2 000 的图纸上确定，且进行多方案比选。

在这个风力发电场经过初步选线、现场踏勘选线等优化后，具体方案比选如下：

线路段(正线K0+900～K3+150，比较线1 KK0+900～KK2+730，比较线2 KKK0+900～KKK3+030)。本路段整体起伏较大，最高点海拔1 720 m，最低点海拔1 507 m。山体被一由南至北的冲沟分割为两段不连续的山脉。山顶为无规律连续起伏高差较大的馒头状山包；东南侧山脉山腰部为起伏较小的坡地，西北侧山脉山腰部为海拔逐渐上升的馒头山包。针对地形，进行了三个方案的比选。

方案一(正线)：路线在K0+900处下至冲沟底部后向南展线，由冲沟南部尽头K1+400处回头展线沿山腰向北缓慢爬坡，在K1+900位于山腰较平缓处再次回头向南展线，最终由11#风机点西南面的缓坡爬至山顶K3+150处。

方案二(比较线1)：路线在KK0+900处下至冲沟底部后即回头向北展线沿东侧山坡爬坡，在KK1+150处顺山腰地形回头向南展线，最终爬坡至山顶KK2+730处。本段路线相对较短，但局部土石方挖方量十分大，纵坡为15%路段也较长。

方案三(比较线2)：路线在KKK0+900处下至冲沟底部后即回头向北展线沿东侧山坡爬坡，在KK1+050处山腰突起小山包处调头向南展线，在路线经过山腰山脊处反复回头展线，最终爬坡至山顶KKK3+030处。此路段平面线长度中等，但土石方量较大，且回头弯极多，挡土墙工程量也较多。

图3 某风力发电场道路选线方案a.方案一 b.方案二 c.方案三

表1 某风力发电场道路选线方案综合评比表

5 结束语

文中针对南方山区风电场道路的特点，在高效地利用风能资源前提下，尽量优选运输车辆和运输方案，优化道路设计技术参数，道路平面选线采用纸上选线与现场踏勘选线的多方案论证比选，以减少道路土石方工程量，提高风电场的经济性，为更好的降低风电场的建设成本、提高风电场的经济效益作出贡献。

[1] 武一琦．火力发电厂厂址选择与总图运输设计[M]．北京：中国电力出版社,2005．

[2] 厂矿道路设计规范GBJ 22—87.

Discourse about Optimizing the Design of Roads in Wind Farms in the South Part of China with Mountain Terrain

CAI Xiang-wen, TIAN Xiao-yan

(HEPDI,CEEC, Changsha 410007, China)

Focusing on the south part of China with mountain terrain, this discourse discussed the transportation plan choosing special lorries and effectively and efficiently routes, using limits in technical standard in part of the roads' design, as well as comparing different routes on plane to reduce the quantities of earthwork so as to lower the investment of the project.

Mountain terrain in south area of China; Wind farms; Road technical parameters; routes in plane

2014-09-15

2014-10-28

蔡湘雯(1971-)，女，湖南长沙人，高级工程师 主要从事电力行业总图运输规划和设计工作。

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.12.001

TU723

A

1009-3230(2014)12-0001-04