山地風電場升壓站邊坡設計

山地風電場升壓站邊坡設計

王麗月1郭士杰2

(1.溫州市鹿城區(qū)溫瑞塘河保護管理委員會，浙江 溫州325000；

2.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州310014)

【摘要】根據(jù)山地風電場升壓站邊坡開挖揭示的實際地質、地形情況，對邊坡采用漿砌石護坡、格柵植草護坡及坡腳擋墻支護。本文結合實際工程，對山地風電場升壓站邊坡設計進行論述。

【關鍵詞】山地風電場；升壓站；護坡；擋墻

中圖分類號：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

山地風電場升壓站工程由于站址選擇的局限性，施工時一般會形成一定高度的邊坡，在具體施工設計中，應根據(jù)工程實際特點進行邊坡的處理設計。

1升壓站邊坡處理

在土質邊坡和極嚴重風化的巖石邊坡上，當坡面受沖刷嚴重時，如采用草皮護坡或捶面護坡易被沖毀脫落，則可采用漿砌片石骨架的加強措施，骨架內(nèi)可根據(jù)邊坡土質、坡度及當?shù)夭牧蟻碓辞闆r選用鋪草皮、捶面或栽砌卵石。

根據(jù)工程邊坡特點采用鋼筋混凝土骨架或漿砌石骨架(方格型)，護坡的頂部0.5m及坡腳1m處，進行鑲邊。方格型骨架內(nèi)進行植草等坡面保護，不僅有利于坡面穩(wěn)定，而且有利于保護和美化生態(tài)環(huán)境。

在降雨量大且集中的地區(qū)，為保持升壓站邊坡的穩(wěn)定性，在邊坡坡頂、坡面、坡腳和水平臺階應設置排水系統(tǒng)，以分流排除地表水。在邊坡開挖邊界不小于1m處設置截(排)水溝，將地表水引至附近的沖溝中。為避免形成沖刷，坡頂截(排)水溝距坡頂線至少1.5m。坡腳排水溝縱坡0.5%，最淺處保證30cm，最深處約70cm，內(nèi)側用M7.5水泥砂漿抹面。

為便于維護邊坡，在適當位置設置了階梯形踏步，踏步尺寸根據(jù)現(xiàn)場實際地形設置。

2邊坡坡腳擋墻設計

2.1擋墻常用形式

擋土墻是支撐填土或山坡土體，防止填土或土體變性失穩(wěn)，承受側向土壓力的建筑物。較常用的擋墻類型有重力式、半重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式(見下表)。

常用擋土墻特點及適用范圍表

續(xù)表

2.2山地風電場擋墻常用形式

由于山地風電場石料來源豐富，就地取材方便，施工方法簡單，故石砌的重力式擋土墻和衡重式擋土墻為常用的擋墻形式。

重力式擋墻主要依靠自重來保證土壓力作用下的穩(wěn)定性，由于體積和重量都較大，在軟基上往往受地基承載力的限制，建筑高度不能太高，在巖基上雖不受地基承載力的限制，但太高了耗費材料較多，也不經(jīng)濟，因此在擋土高度不大時采用這種擋土墻，一般在墻高5～6m以下時經(jīng)濟效果較好，如墻高在6m以上，采用衡重式擋土墻更為經(jīng)濟。

衡重式擋土墻由直墻、衡重臺與底腳三部分組成，其主要特點是利用衡重臺上的填土重量增加擋土墻的穩(wěn)定性，并使地基應力分布比較均勻，體積比重力式擋土墻減少10%～20%。

2.3擋墻結構布置

重力式擋墻的尺寸隨墻型、墻高而變。墻面坡應盡量與墻背坡平行，設計時常采用1∶(0.25～0.5)，當墻身高度超過一定限度時，地基應力往往是控制截面尺寸的重要因素。為了使地基應力不超過地基許可應力，可在墻底加設墻趾臺階，設置墻趾臺階對擋土墻抗傾覆也是有利的。擋墻墻底寬約為墻高的0.6～0.7倍，墻頂一般為50cm左右。

衡重式擋墻結構布置的關鍵是確定衡重臺的高程，在衡重臺以上，直墻可做得比較單薄，在衡重臺以下，則宜做成大體積。衡重臺距墻底一般約為擋土高度的0.5～0.6倍，衡重臺面的高程，應經(jīng)過計算比較確定，在一般情況下，衡重臺距墻頂不宜大于4m，墻頂寬度不小于30cm，直墻與衡重臺相交的截面厚度，由土壓力產(chǎn)生的彎距來決定。衡重臺以下的尺寸，決定于地基的許可承載力。

3實際工程升壓站邊坡設計

3.1工程概況

浙江洞頭風電場屬于海島山地型風電場，是浙江省2008年重點工程建設項目。洞頭風電場位于浙江省洞頭縣，洞頭縣是全國12 個海島縣之一，地處浙江南部沿海的甌江口外。洞頭列島散布于東海大陸架上，西北距溫州市區(qū)約53km，距大陸最近點僅5.7km，東南與臺灣隔海相望。洞頭島現(xiàn)已開通海堤公路與大陸連接，交通較為方便。

該風電場布置18臺750kW風力發(fā)電機組，總裝機容量13.5MW。新建35kV升壓站，位于風電場的東側。

地貌單元由一系列山脊和溝谷組成，山脊地形平緩—較平緩，山脊自中部向四周降低延伸，地勢起伏較大，為典型的海島山地風電場工程。

3.2升壓站邊坡處理

在洞頭升壓站開挖回填中，形成了20多m的高邊坡，且35kV升壓站回填邊坡坡腳與風電場內(nèi)J線道路距離較近，邊坡處理不好直接影響道路施工及風機安裝通行。

在技施過程中，建設單位根據(jù)該工程邊坡實際特點增加了素混凝土骨架(方格型)，間距4m×4m，與邊坡水平線成45°。骨架嵌入坡面深度為0.4m，其表面與草皮或捶面平順。

2009年8月"莫拉克"強臺風通過洞頭，帶來強暴雨，升壓站邊坡雨水沖刷嚴重，造成升壓站邊坡支護格柵網(wǎng)架部分沖垮坍塌。

根據(jù)現(xiàn)場實際特點，并經(jīng)現(xiàn)場查勘，設計提出如下處理意見：

a.增加坡頂截水溝，斷面為40cm×50cm(寬 深)，用M7.5漿砌石砌筑。

b.根據(jù)邊坡實際情況，采用C25鋼筋混凝土格柵，格柵骨架為鋼筋混凝土梁，截面尺寸為25cm×40cm，配筋為6根φ10鋼筋，箍筋為φ6@300mm。骨架內(nèi)用植草磚填充。

c.根據(jù)實際情況設置邊坡排水溝，排水溝截面為30cm×40cm。

d.在邊坡約中間高程增加一寬約0.8m的馬道，馬道采用混凝土路面，路面厚度約15cm。

3.3邊坡坡腳擋墻設計

邊坡坡腳擋墻設計見下圖。

邊坡坡腳擋墻設計圖

漿砌塊石的砌筑砂漿強度等級為M7.5，勾縫砂漿強度等級為M10，塊石強度等級不低于Mu30； 砌筑用塊石應巖面新鮮，質地堅硬均勻，無裂縫，且盡量選用較大的石料，塊石應大致方正，厚度不小于20cm，寬度和長度為厚度的1.5～2倍。

擋土墻上應設置向墻外坡度不小于4%的泄水孔，按上下左右每隔2～3m交錯布置，折線墻背的易積水處必須設置泄水孔。泄水孔應采用管型材料，其進水側應設置反濾層，反濾層應優(yōu)先采用土工合成材料，或砂夾卵石，反濾層的厚度不得小于0.3m，墻背為膨脹土的反濾層厚度不應小于0.5m。

沿墻長每隔10～20m或與其他建筑物相接處應設置伸縮縫，在基底的地層變化處應設置沉降縫。伸縮縫和沉降縫可合并設置。縫寬采用2～3cm。縫內(nèi)沿墻的內(nèi)、外、頂三邊填塞瀝青麻筋或瀝青木板，塞入深度不得小于0.2m。

按規(guī)范，抗滑穩(wěn)定系數(shù)不小于1.3；抗傾穩(wěn)定系數(shù)不小于1.5。根據(jù)計算結果，穩(wěn)定系數(shù)滿足要求。

在擋墻斷面設計、復核驗算時，擋墻各點均未出現(xiàn)拉應力。

4實踐應用分析

經(jīng)邊坡處理后，升壓站邊坡經(jīng)歷2010年及2011年臺風后，至今沒有出現(xiàn)異常情況，升壓站邊坡和擋墻穩(wěn)定性能良好。設計充分利用升壓站地質條件，合理選擇邊坡處理方式。根據(jù)工程邊坡和擋墻觀測，該工程升壓站邊坡設計是安全的，運行是可靠的。

5結語

為使升壓站邊坡安全適用、經(jīng)濟合理、確保質量和保護環(huán)境，需綜合考慮工程地質、水文地質、邊坡高度、環(huán)境條件，進行邊坡的動態(tài)設計。在邊坡的施工過程中，當原設計條件有較大變化時，及時補充、修改原設計。

參考文獻

[1]浙江溫州洞頭風電場初步設計報告[R].杭州：中國水電顧問集團華東勘測設計研究院,2008.

[2]DL/T 5353—2006水電水利工程邊坡設計規(guī)范[S].北京：中國電力出版社，2006.

[3]GB 50330—2002建筑邊坡工程技術規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

國內(nèi)水電開發(fā)再上“新高度”

4月17日，從水規(guī)總院獲悉，環(huán)境保護部日前以環(huán)審〔2015〕78號文對金沙江烏東德水電站環(huán)境影響報告書進行了批復，同意開展金沙江烏東德水電站建設工作。工程左右岸各布置6臺85萬千瓦發(fā)電機組，總裝機容量1020萬千瓦，相當于半個三峽電站;同時，85萬千瓦的單機容量也將刷新向家壩80萬千瓦的世界水電單機容量最高紀錄。

烏東德水電站以發(fā)電為主，兼顧防洪，是“西電東送”的骨干電源點之一。工程采用堤壩式開發(fā)，水庫正常蓄水位975米，庫容58.63億立方米，具有季調(diào)節(jié)性能，防洪水位952米，相應庫容24.4億立方米。擋水建筑物為混凝土雙曲拱壩，最大壩高270米。

考慮到在正常蓄水位975米時，回水將超過雅礱江河口，可能進一步降低水體自凈能力，對水環(huán)境造成重大不利影響，存在重大環(huán)境風險隱患，批復文件同意中國長江三峽集團公司提出“工程按正常蓄水位975米一次建成，按965米水位控制運行”的方案，相應庫容為46.88億立方米。

批復文體還要求統(tǒng)籌協(xié)調(diào)流域保護和開發(fā)機制，要求中國長江三峽集團公司及其他單位不得在向家壩水電站壩址至三峽水庫庫尾長江干流河段和支流岷江、赤水河河段等自然保護區(qū)范圍內(nèi)，再規(guī)劃和建設小南海、朱楊溪、石鵬水電站及其他任何攔河壩(閘)等涉水工程。

烏東德水電站壩址位于四川省會東縣和云南省祿勸縣交界的金沙江下游干流河段，壩址下游距規(guī)劃的白鶴灘水電站約182千米，為國務院批準的《長江流域綜合規(guī)劃(2012—2030)》推薦的金沙江下游河段中最上游的梯級電站。根據(jù)規(guī)劃，金沙江下游共分四級開發(fā)，即烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四個梯級，其中裝機容量1386萬千瓦的溪洛渡和640萬千瓦的向家壩水電站機組已于2014年實現(xiàn)全部機組投產(chǎn)。上述四個梯級電站將與下游的三峽和葛洲壩形成6大巨型水電站群，總裝機容量超過7000萬千瓦。

批復文件要求，作為金沙江下游烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩和三峽、葛洲壩水利樞紐6個梯級電站的業(yè)主，中國長江三峽集團公司應在電站發(fā)電收益或成本中安排一定比例費用，設立生態(tài)保護基金，用于流域生態(tài)環(huán)境保護和研究。

與此同時，4月15日，記者從四川省發(fā)改委獲悉重大消息，國家發(fā)改委已以發(fā)改能源〔2015〕725號文對大渡河雙江口水電站項目核準進行了批復，同意建設雙江口水電站。雙江口水電站位于阿壩州馬爾康縣和金川縣交界的大渡河干流上，電站安裝4臺50萬千瓦混流式水輪發(fā)電機組，總裝機容量200萬千瓦，年均發(fā)電量77億千瓦時。水庫正常蓄水位2500米，相應庫容27億立方米，調(diào)節(jié)庫容19億立方米，具有年調(diào)節(jié)性能，總投資為366億元。工程攔河壩為黏土心墻堆石壩，最大壩高314米，高于目前世界最高的四川雅礱江錦屏一級305米的混凝土雙曲拱壩高度。

該項目由國電大渡河、大唐國際和華電國際按78%、17%和5%的比例共同出資組建的四川大渡河雙江口水電開發(fā)有限公司負責建設和管理。作為龍頭水庫，雙江口項目可增加下游梯級電站枯水年枯期平均出力175萬千瓦、枯期電量約66億千瓦時。

來自：北極星電力網(wǎng)2015年4月20日

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