运输方式对山区风电场道路建设投资的影响

文 | 吴泽

运输方式对山区风电场道路建设投资的影响

文 | 吴泽

国内风电市场经过近些年的快速发展，建设条件较好的平原区域的风能资源几乎已开发殆尽，目前开发的风能逐渐向建设条件较困难的山区及海上转移，随之引起建设费用的水涨船高，如何控制投资费用成为了各建设单位的重要工作。风电场道路建设费用作为山区风电场建筑工程投资的重要组成部分，自然也成为了建设方千方百计控制的对象。

作为设计方，如何设计道路，才能既保证设备运输安全，又能使工程量最少，成为了我们设计的首要目的。除了道路的宽度及纵向坡度，转弯段的加宽值也是影响道路工程量的重要影响因素，这就不得不考虑到设备运输车辆车长及其运输方式。

工程概况

一、地形地貌

本风电场工程位于江西省九江市境内，24台2MW的风电机组布置在中低山山梁或不连续山包顶部，场区长度约12.73km，宽度约1.76km。

风电场地形属于褶皱断裂综合作用形成的低山地貌单元。风电机组机位所在山梁的相对高差均在400m-500m，山梁呈现向南突出的弧线形式，山梁北侧山坡坡度20°左右，南侧山坡陡倾，坡度在40°-50°；孤立山包的相对高差在150m-300m，山包四周坡度多在25°左右，局部有溶蚀形成的陡坎。风电场内出露的岩石为强-弱风化的砂岩和灰岩。整体地貌形态见图1。

二、风电机组设备参数

本工程采用风电机组设备的主要尺寸见表1。

表1 风电机组设备外形尺寸

道路设计

风电场道路主要满足风电场建设期的施工和设备运输需要以及运行期的检修运行使用。风电场道路参照山岭重丘四级道路标准修建，同时要满足超长件和超重件的运输，设计荷载标准为公路-Ⅱ级。道路设计遵循的基本原则是保证行车安全、舒适、便捷的前提下，充分利用现有道路与地形地貌，做到工程量小、造价低、运行方便，并有利于施工和维护。

该风电场道路主要分为进场道路和场内道路两部分，其中风电场进场道路包括一段利用拓宽现有乡道和一段新建道路，进场道路总长约9.1km；场内道路主要为连接进场道路和各机组之间的道路，总长约17.7km。

路线经过区域为覆盖层、全风化或强风化岩石，路堑开挖边坡坡比值:坡积土、全风化为1:1，强风化岩为1:0.75，弱风化岩为1:0.5。路堤填筑主要采用路基开挖料，优先采用弱风化开挖料，路堤填筑边坡为1：1.5。对于原地面坡度较陡，路基填方较高、放坡较远的部位，为确保路基稳定，根据情况设置挡土墙。

风电场道路主干道的最大纵坡不大于14%，部分困难路段不超过16%，支路极限坡度为18%-20%。竖曲线一般半径为300m，条件受限时可取为250m。

根据风电机组厂家运输手册及相关山地风电场的设计经验，道路横断面设计采用单幅的路幅形式，道路路基宽6.0m，路面宽4.0m，两侧路肩（包括排水沟）宽分别为1.0m。考虑到南方山区雨水充沛，为尽量减少暴雨对路面的破坏，路面结构采用10%水泥稳定碎石面层，厚20cm。

在直线路段采用双向横坡，由路中央向两侧倾斜，形成直线式路拱，行车道横坡为2%，路肩横坡为2%。转弯路段圆曲线半径小于150m时，按规定需设置超高及加宽，一般加宽内侧路面，特殊路段因地形原因也可采用外侧加宽。由于风电场道路需要满足风电机组设备超长件（叶片及塔筒）的运输要求，而采用不同的运输方式，对于道路路基的加宽值会有较大的不同。

运输方式比选

一、方案分析

根据本工程风电机组设备超长件的尺寸情况，参考目前风电场常用的超长件运输方式，对于本工程超长件运输方式考虑了两种方案进行比较。

（一）方案一为叶片平置运输方式，即采用常规的牵引车+平板半挂车运输到各风电机组机位处，该方案是常规的运输方案，如图2。

该方案叶片平置于半挂车上，挂车轴距为28m，含叶片的总车长近56m，在道路转弯处需要的加宽值较大，叶片扫尾处也不得有障碍物。方案一各转弯半径下的弯道加宽值见表2。

表2 常规牵引车+平板半挂车转弯加宽表

（二）方案二为叶片举升运输方式，即采用牵引车+叶片抬举运输特种车辆，该运输方式主要适用于山区长叶片的运输，是近年新发展的一种特种运输方式，如图3。

特种叶片运输车辆轴距仅为16m-18m，远小于常规车辆，而且该型车辆还支持叶片的抬举和偏转，在山区的转弯路段，道路宽度仅需满足运输车辆本身的通行要求，而基本不需要考虑叶片的无障碍区间。因此采用该特种车辆，叶片运输的通行路宽要求不再是控制因素，塔筒运输的路宽要求成为确定转弯加宽值的控制性因素。本工程塔筒最长段为21.5m，含塔筒的总车长约为32m。

方案二各转弯半径下的弯道加宽值见表3。

二、计算结果及分析

针对两种运输方式的主要建设费用进了技术经济计算，见表4。

从表4中看出，采用特种车辆举升运输方式后道路土建工程费用减少了619万元，相较于其额外支出的转运费，仍能节省200余万元，且占地面积减少了5.4余万平方米（合81.6亩），可减少征地费数百万元，经济效益显著。

表4 两种运输方式技术经济比较

结论

由于该风电场区域山势陡峭，地形扭曲复杂，沟壑纵横，使道路平面线形转弯处较多，由此造成方案一道路加宽工程量较大，且占地、砍伐林地也较多。方案二采用特种运输车辆，转弯加宽值较小，因此道路土石方工程量及征占地面积均较方案一小不少，虽然采用特种运输车辆会增加相应的转运费用，但从减少道路工程量及工程费用、减少征占地费用、加快工程施工进度以及避免大挖大填造成的水土流失等方面综合考虑，该工程最终采用了方案二举升运输方式。

目前，该工程道路施工已顺利完成，采用特种车辆的举升运输方式得到了该工程参建各方的认可，尤其是建设方的赞许。

（作者单位：上海勘测设计研究院）