山地风电场升压站边坡设计

山地风电场升压站边坡设计

王丽月1郭士杰2

(1.温州市鹿城区温瑞塘河保护管理委员会，浙江 温州325000；

2.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州310014)

【摘要】根据山地风电场升压站边坡开挖揭示的实际地质、地形情况，对边坡采用浆砌石护坡、格栅植草护坡及坡脚挡墙支护。本文结合实际工程，对山地风电场升压站边坡设计进行论述。

【关键词】山地风电场；升压站；护坡；挡墙

中图分类号：TV212

Slope design of mountain wind farm booster station

WANG Liyue1, GUO Shijie2

(1.WenzhouLuchengWenruitangRiverProtectionManagementCommittee,Wenzhou325000，China;

2.PowerChinaHuadongEngineeringCorporationLimited,Hangzhou310014)

Abstract:Based on actual geological and topographical condition revealed by mountain wind farm booster station slope excavation, masonry revetment,grating grass protection and slope retaining wall supporting are adopted. Mountain wind farm booster station slope design is elaborated in the paper based on actual project.

Key words: the mountain wind farm; booster station; slope protection; barricade

山地风电场升压站工程由于站址选择的局限性，施工时一般会形成一定高度的边坡，在具体施工设计中，应根据工程实际特点进行边坡的处理设计。

1升压站边坡处理

在土质边坡和极严重风化的岩石边坡上，当坡面受冲刷严重时，如采用草皮护坡或捶面护坡易被冲毁脱落，则可采用浆砌片石骨架的加强措施，骨架内可根据边坡土质、坡度及当地材料来源情况选用铺草皮、捶面或栽砌卵石。

根据工程边坡特点采用钢筋混凝土骨架或浆砌石骨架(方格型)，护坡的顶部0.5m及坡脚1m处，进行镶边。方格型骨架内进行植草等坡面保护，不仅有利于坡面稳定，而且有利于保护和美化生态环境。

在降雨量大且集中的地区，为保持升压站边坡的稳定性，在边坡坡顶、坡面、坡脚和水平台阶应设置排水系统，以分流排除地表水。在边坡开挖边界不小于1m处设置截(排)水沟，将地表水引至附近的冲沟中。为避免形成冲刷，坡顶截(排)水沟距坡顶线至少1.5m。坡脚排水沟纵坡0.5%，最浅处保证30cm，最深处约70cm，内侧用M7.5水泥砂浆抹面。

为便于维护边坡，在适当位置设置了阶梯形踏步，踏步尺寸根据现场实际地形设置。

2边坡坡脚挡墙设计

2.1挡墙常用形式

挡土墙是支撑填土或山坡土体，防止填土或土体变性失稳，承受侧向土压力的建筑物。较常用的挡墙类型有重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式(见下表)。

常用挡土墙特点及适用范围表

续表

2.2山地风电场挡墙常用形式

由于山地风电场石料来源丰富，就地取材方便，施工方法简单，故石砌的重力式挡土墙和衡重式挡土墙为常用的挡墙形式。

重力式挡墙主要依靠自重来保证土压力作用下的稳定性，由于体积和重量都较大，在软基上往往受地基承载力的限制，建筑高度不能太高，在岩基上虽不受地基承载力的限制，但太高了耗费材料较多，也不经济，因此在挡土高度不大时采用这种挡土墙，一般在墙高5～6m以下时经济效果较好，如墙高在6m以上，采用衡重式挡土墙更为经济。

衡重式挡土墙由直墙、衡重台与底脚三部分组成，其主要特点是利用衡重台上的填土重量增加挡土墙的稳定性，并使地基应力分布比较均匀，体积比重力式挡土墙减少10%～20%。

2.3挡墙结构布置

重力式挡墙的尺寸随墙型、墙高而变。墙面坡应尽量与墙背坡平行，设计时常采用1∶(0.25～0.5)，当墙身高度超过一定限度时，地基应力往往是控制截面尺寸的重要因素。为了使地基应力不超过地基许可应力，可在墙底加设墙趾台阶，设置墙趾台阶对挡土墙抗倾覆也是有利的。挡墙墙底宽约为墙高的0.6～0.7倍，墙顶一般为50cm左右。

衡重式挡墙结构布置的关键是确定衡重台的高程，在衡重台以上，直墙可做得比较单薄，在衡重台以下，则宜做成大体积。衡重台距墙底一般约为挡土高度的0.5～0.6倍，衡重台面的高程，应经过计算比较确定，在一般情况下，衡重台距墙顶不宜大于4m，墙顶宽度不小于30cm，直墙与衡重台相交的截面厚度，由土压力产生的弯距来决定。衡重台以下的尺寸，决定于地基的许可承载力。

3实际工程升压站边坡设计

3.1工程概况

浙江洞头风电场属于海岛山地型风电场，是浙江省2008年重点工程建设项目。洞头风电场位于浙江省洞头县，洞头县是全国12 个海岛县之一，地处浙江南部沿海的瓯江口外。洞头列岛散布于东海大陆架上，西北距温州市区约53km，距大陆最近点仅5.7km，东南与台湾隔海相望。洞头岛现已开通海堤公路与大陆连接，交通较为方便。

该风电场布置18台750kW风力发电机组，总装机容量13.5MW。新建35kV升压站，位于风电场的东侧。

地貌单元由一系列山脊和沟谷组成，山脊地形平缓—较平缓，山脊自中部向四周降低延伸，地势起伏较大，为典型的海岛山地风电场工程。

3.2升压站边坡处理

在洞头升压站开挖回填中，形成了20多m的高边坡，且35kV升压站回填边坡坡脚与风电场内J线道路距离较近，边坡处理不好直接影响道路施工及风机安装通行。

在技施过程中，建设单位根据该工程边坡实际特点增加了素混凝土骨架(方格型)，间距4m×4m，与边坡水平线成45°。骨架嵌入坡面深度为0.4m，其表面与草皮或捶面平顺。

2009年8月"莫拉克"强台风通过洞头，带来强暴雨，升压站边坡雨水冲刷严重，造成升压站边坡支护格栅网架部分冲垮坍塌。

根据现场实际特点，并经现场查勘，设计提出如下处理意见：

a.增加坡顶截水沟，断面为40cm×50cm(宽 深)，用M7.5浆砌石砌筑。

b.根据边坡实际情况，采用C25钢筋混凝土格栅，格栅骨架为钢筋混凝土梁，截面尺寸为25cm×40cm，配筋为6根φ10钢筋，箍筋为φ6@300mm。骨架内用植草砖填充。

c.根据实际情况设置边坡排水沟，排水沟截面为30cm×40cm。

d.在边坡约中间高程增加一宽约0.8m的马道，马道采用混凝土路面，路面厚度约15cm。

3.3边坡坡脚挡墙设计

边坡坡脚挡墙设计见下图。

边坡坡脚挡墙设计图

浆砌块石的砌筑砂浆强度等级为M7.5，勾缝砂浆强度等级为M10，块石强度等级不低于Mu30； 砌筑用块石应岩面新鲜，质地坚硬均匀，无裂缝，且尽量选用较大的石料，块石应大致方正，厚度不小于20cm，宽度和长度为厚度的1.5～2倍。

挡土墙上应设置向墙外坡度不小于4%的泄水孔，按上下左右每隔2～3m交错布置，折线墙背的易积水处必须设置泄水孔。泄水孔应采用管型材料，其进水侧应设置反滤层，反滤层应优先采用土工合成材料，或砂夹卵石，反滤层的厚度不得小于0.3m，墙背为膨胀土的反滤层厚度不应小于0.5m。

沿墙长每隔10～20m或与其他建筑物相接处应设置伸缩缝，在基底的地层变化处应设置沉降缝。伸缩缝和沉降缝可合并设置。缝宽采用2～3cm。缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥青麻筋或沥青木板，塞入深度不得小于0.2m。

按规范，抗滑稳定系数不小于1.3；抗倾稳定系数不小于1.5。根据计算结果，稳定系数满足要求。

在挡墙断面设计、复核验算时，挡墙各点均未出现拉应力。

4实践应用分析

经边坡处理后，升压站边坡经历2010年及2011年台风后，至今没有出现异常情况，升压站边坡和挡墙稳定性能良好。设计充分利用升压站地质条件，合理选择边坡处理方式。根据工程边坡和挡墙观测，该工程升压站边坡设计是安全的，运行是可靠的。

5结语

为使升压站边坡安全适用、经济合理、确保质量和保护环境，需综合考虑工程地质、水文地质、边坡高度、环境条件，进行边坡的动态设计。在边坡的施工过程中，当原设计条件有较大变化时，及时补充、修改原设计。

参考文献

[1]浙江温州洞头风电场初步设计报告[R].杭州：中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,2008.

[2]DL/T 5353—2006水电水利工程边坡设计规范[S].北京：中国电力出版社，2006.

[3]GB 50330—2002建筑边坡工程技术规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002.

国内水电开发再上“新高度”

4月17日，从水规总院获悉，环境保护部日前以环审〔2015〕78号文对金沙江乌东德水电站环境影响报告书进行了批复，同意开展金沙江乌东德水电站建设工作。工程左右岸各布置6台85万千瓦发电机组，总装机容量1020万千瓦，相当于半个三峡电站;同时，85万千瓦的单机容量也将刷新向家坝80万千瓦的世界水电单机容量最高纪录。

乌东德水电站以发电为主，兼顾防洪，是“西电东送”的骨干电源点之一。工程采用堤坝式开发，水库正常蓄水位975米，库容58.63亿立方米，具有季调节性能，防洪水位952米，相应库容24.4亿立方米。挡水建筑物为混凝土双曲拱坝，最大坝高270米。

考虑到在正常蓄水位975米时，回水将超过雅砻江河口，可能进一步降低水体自净能力，对水环境造成重大不利影响，存在重大环境风险隐患，批复文件同意中国长江三峡集团公司提出“工程按正常蓄水位975米一次建成，按965米水位控制运行”的方案，相应库容为46.88亿立方米。

批复文体还要求统筹协调流域保护和开发机制，要求中国长江三峡集团公司及其他单位不得在向家坝水电站坝址至三峡水库库尾长江干流河段和支流岷江、赤水河河段等自然保护区范围内，再规划和建设小南海、朱杨溪、石鹏水电站及其他任何拦河坝(闸)等涉水工程。

乌东德水电站坝址位于四川省会东县和云南省禄劝县交界的金沙江下游干流河段，坝址下游距规划的白鹤滩水电站约182千米，为国务院批准的《长江流域综合规划(2012—2030)》推荐的金沙江下游河段中最上游的梯级电站。根据规划，金沙江下游共分四级开发，即乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四个梯级，其中装机容量1386万千瓦的溪洛渡和640万千瓦的向家坝水电站机组已于2014年实现全部机组投产。上述四个梯级电站将与下游的三峡和葛洲坝形成6大巨型水电站群，总装机容量超过7000万千瓦。

批复文件要求，作为金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝和三峡、葛洲坝水利枢纽6个梯级电站的业主，中国长江三峡集团公司应在电站发电收益或成本中安排一定比例费用，设立生态保护基金，用于流域生态环境保护和研究。

与此同时，4月15日，记者从四川省发改委获悉重大消息，国家发改委已以发改能源〔2015〕725号文对大渡河双江口水电站项目核准进行了批复，同意建设双江口水电站。双江口水电站位于阿坝州马尔康县和金川县交界的大渡河干流上，电站安装4台50万千瓦混流式水轮发电机组，总装机容量200万千瓦，年均发电量77亿千瓦时。水库正常蓄水位2500米，相应库容27亿立方米，调节库容19亿立方米，具有年调节性能，总投资为366亿元。工程拦河坝为黏土心墙堆石坝，最大坝高314米，高于目前世界最高的四川雅砻江锦屏一级305米的混凝土双曲拱坝高度。

该项目由国电大渡河、大唐国际和华电国际按78%、17%和5%的比例共同出资组建的四川大渡河双江口水电开发有限公司负责建设和管理。作为龙头水库，双江口项目可增加下游梯级电站枯水年枯期平均出力175万千瓦、枯期电量约66亿千瓦时。

来自：北极星电力网2015年4月20日

http://news.bjx.com.cn/html/20150420/609935.shtml