運(yùn)輸方式對(duì)山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)道路建設(shè)投資的影響

文 | 吳澤

運(yùn)輸方式對(duì)山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)道路建設(shè)投資的影響

文 | 吳澤

國(guó)內(nèi)風(fēng)電市場(chǎng)經(jīng)過(guò)近些年的快速發(fā)展，建設(shè)條件較好的平原區(qū)域的風(fēng)能資源幾乎已開(kāi)發(fā)殆盡，目前開(kāi)發(fā)的風(fēng)能逐漸向建設(shè)條件較困難的山區(qū)及海上轉(zhuǎn)移，隨之引起建設(shè)費(fèi)用的水漲船高，如何控制投資費(fèi)用成為了各建設(shè)單位的重要工作。風(fēng)電場(chǎng)道路建設(shè)費(fèi)用作為山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)建筑工程投資的重要組成部分，自然也成為了建設(shè)方千方百計(jì)控制的對(duì)象。

作為設(shè)計(jì)方，如何設(shè)計(jì)道路，才能既保證設(shè)備運(yùn)輸安全，又能使工程量最少，成為了我們?cè)O(shè)計(jì)的首要目的。除了道路的寬度及縱向坡度，轉(zhuǎn)彎段的加寬值也是影響道路工程量的重要影響因素，這就不得不考慮到設(shè)備運(yùn)輸車(chē)輛車(chē)長(zhǎng)及其運(yùn)輸方式。

工程概況

一、地形地貌

本風(fēng)電場(chǎng)工程位于江西省九江市境內(nèi)，24臺(tái)2MW的風(fēng)電機(jī)組布置在中低山山梁或不連續(xù)山包頂部，場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度約12.73km，寬度約1.76km。

風(fēng)電場(chǎng)地形屬于褶皺斷裂綜合作用形成的低山地貌單元。風(fēng)電機(jī)組機(jī)位所在山梁的相對(duì)高差均在400m-500m，山梁呈現(xiàn)向南突出的弧線形式，山梁北側(cè)山坡坡度20°左右，南側(cè)山坡陡傾，坡度在40°-50°；孤立山包的相對(duì)高差在150m-300m，山包四周坡度多在25°左右，局部有溶蝕形成的陡坎。風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)出露的巖石為強(qiáng)-弱風(fēng)化的砂巖和灰?guī)r。整體地貌形態(tài)見(jiàn)圖1。

二、風(fēng)電機(jī)組設(shè)備參數(shù)

本工程采用風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的主要尺寸見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)電機(jī)組設(shè)備外形尺寸

道路設(shè)計(jì)

風(fēng)電場(chǎng)道路主要滿足風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)期的施工和設(shè)備運(yùn)輸需要以及運(yùn)行期的檢修運(yùn)行使用。風(fēng)電場(chǎng)道路參照山嶺重丘四級(jí)道路標(biāo)準(zhǔn)修建，同時(shí)要滿足超長(zhǎng)件和超重件的運(yùn)輸，設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路-Ⅱ級(jí)。道路設(shè)計(jì)遵循的基本原則是保證行車(chē)安全、舒適、便捷的前提下，充分利用現(xiàn)有道路與地形地貌，做到工程量小、造價(jià)低、運(yùn)行方便，并有利于施工和維護(hù)。

該風(fēng)電場(chǎng)道路主要分為進(jìn)場(chǎng)道路和場(chǎng)內(nèi)道路兩部分，其中風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)道路包括一段利用拓寬現(xiàn)有鄉(xiāng)道和一段新建道路，進(jìn)場(chǎng)道路總長(zhǎng)約9.1km；場(chǎng)內(nèi)道路主要為連接進(jìn)場(chǎng)道路和各機(jī)組之間的道路，總長(zhǎng)約17.7km。

路線經(jīng)過(guò)區(qū)域?yàn)楦采w層、全風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖石，路塹開(kāi)挖邊坡坡比值:坡積土、全風(fēng)化為1:1，強(qiáng)風(fēng)化巖為1:0.75，弱風(fēng)化巖為1:0.5。路堤填筑主要采用路基開(kāi)挖料，優(yōu)先采用弱風(fēng)化開(kāi)挖料，路堤填筑邊坡為1：1.5。對(duì)于原地面坡度較陡，路基填方較高、放坡較遠(yuǎn)的部位，為確保路基穩(wěn)定，根據(jù)情況設(shè)置擋土墻。

風(fēng)電場(chǎng)道路主干道的最大縱坡不大于14%，部分困難路段不超過(guò)16%，支路極限坡度為18%-20%。豎曲線一般半徑為300m，條件受限時(shí)可取為250m。

根據(jù)風(fēng)電機(jī)組廠家運(yùn)輸手冊(cè)及相關(guān)山地風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，道路橫斷面設(shè)計(jì)采用單幅的路幅形式，道路路基寬6.0m，路面寬4.0m，兩側(cè)路肩（包括排水溝）寬分別為1.0m。考慮到南方山區(qū)雨水充沛，為盡量減少暴雨對(duì)路面的破壞，路面結(jié)構(gòu)采用10%水泥穩(wěn)定碎石面層，厚20cm。

在直線路段采用雙向橫坡，由路中央向兩側(cè)傾斜，形成直線式路拱，行車(chē)道橫坡為2%，路肩橫坡為2%。轉(zhuǎn)彎路段圓曲線半徑小于150m時(shí)，按規(guī)定需設(shè)置超高及加寬，一般加寬內(nèi)側(cè)路面，特殊路段因地形原因也可采用外側(cè)加寬。由于風(fēng)電場(chǎng)道路需要滿足風(fēng)電機(jī)組設(shè)備超長(zhǎng)件（葉片及塔筒）的運(yùn)輸要求，而采用不同的運(yùn)輸方式，對(duì)于道路路基的加寬值會(huì)有較大的不同。

運(yùn)輸方式比選

一、方案分析

根據(jù)本工程風(fēng)電機(jī)組設(shè)備超長(zhǎng)件的尺寸情況，參考目前風(fēng)電場(chǎng)常用的超長(zhǎng)件運(yùn)輸方式，對(duì)于本工程超長(zhǎng)件運(yùn)輸方式考慮了兩種方案進(jìn)行比較。

（一）方案一為葉片平置運(yùn)輸方式，即采用常規(guī)的牽引車(chē)+平板半掛車(chē)運(yùn)輸?shù)礁黠L(fēng)電機(jī)組機(jī)位處，該方案是常規(guī)的運(yùn)輸方案，如圖2。

該方案葉片平置于半掛車(chē)上，掛車(chē)軸距為28m，含葉片的總車(chē)長(zhǎng)近56m，在道路轉(zhuǎn)彎處需要的加寬值較大，葉片掃尾處也不得有障礙物。方案一各轉(zhuǎn)彎半徑下的彎道加寬值見(jiàn)表2。

表2 常規(guī)牽引車(chē)+平板半掛車(chē)轉(zhuǎn)彎加寬表

（二）方案二為葉片舉升運(yùn)輸方式，即采用牽引車(chē)+葉片抬舉運(yùn)輸特種車(chē)輛，該運(yùn)輸方式主要適用于山區(qū)長(zhǎng)葉片的運(yùn)輸，是近年新發(fā)展的一種特種運(yùn)輸方式，如圖3。

特種葉片運(yùn)輸車(chē)輛軸距僅為16m-18m，遠(yuǎn)小于常規(guī)車(chē)輛，而且該型車(chē)輛還支持葉片的抬舉和偏轉(zhuǎn)，在山區(qū)的轉(zhuǎn)彎路段，道路寬度僅需滿足運(yùn)輸車(chē)輛本身的通行要求，而基本不需要考慮葉片的無(wú)障礙區(qū)間。因此采用該特種車(chē)輛，葉片運(yùn)輸?shù)耐ㄐ新穼捯蟛辉偈强刂埔蛩?，塔筒運(yùn)輸?shù)穆穼捯蟪蔀榇_定轉(zhuǎn)彎加寬值的控制性因素。本工程塔筒最長(zhǎng)段為21.5m，含塔筒的總車(chē)長(zhǎng)約為32m。

方案二各轉(zhuǎn)彎半徑下的彎道加寬值見(jiàn)表3。

二、計(jì)算結(jié)果及分析

針對(duì)兩種運(yùn)輸方式的主要建設(shè)費(fèi)用進(jìn)了技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算，見(jiàn)表4。

從表4中看出，采用特種車(chē)輛舉升運(yùn)輸方式后道路土建工程費(fèi)用減少了619萬(wàn)元，相較于其額外支出的轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)，仍能節(jié)省200余萬(wàn)元，且占地面積減少了5.4余萬(wàn)平方米（合81.6畝），可減少征地費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

表4 兩種運(yùn)輸方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

結(jié)論

由于該風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域山勢(shì)陡峭，地形扭曲復(fù)雜，溝壑縱橫，使道路平面線形轉(zhuǎn)彎處較多，由此造成方案一道路加寬工程量較大，且占地、砍伐林地也較多。方案二采用特種運(yùn)輸車(chē)輛，轉(zhuǎn)彎加寬值較小，因此道路土石方工程量及征占地面積均較方案一小不少，雖然采用特種運(yùn)輸車(chē)輛會(huì)增加相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用，但從減少道路工程量及工程費(fèi)用、減少征占地費(fèi)用、加快工程施工進(jìn)度以及避免大挖大填造成的水土流失等方面綜合考慮，該工程最終采用了方案二舉升運(yùn)輸方式。

目前，該工程道路施工已順利完成，采用特種車(chē)輛的舉升運(yùn)輸方式得到了該工程參建各方的認(rèn)可，尤其是建設(shè)方的贊許。

（作者單位：上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）