陸上風電場道路設計及施工管理探析

翟雯

（國核電力規(guī)劃設計研究院有限公司，北京 100095）

1.陸上風電場道路設計及施工概述

風能作為近幾年發(fā)展最快的可再生清潔能源，已成為我國能量來源的重要組成部分，風力發(fā)電場的設計和施工管理也因此飽受重視。風力發(fā)電場的道路分為施工道路與運行道路兩部分，其道路設計重點在與如何最大限度的利用風能資源，由于地形復雜多變，因此道路設計和施工過程中的工程管理對于風電場內交通運輸以及工程建設具有十分重要意義。

目前我國的風電場仍以陸上為主，主要分布在山區(qū)、丘陵、灘涂以及沙漠等地區(qū)。

1.1 陸上風電場道路設計分類

山區(qū)風電場多位于地形起伏較大的山嶺重丘地段[1]，其道路條件復雜，建設成本較高，在設計過程中不僅要克服地形等自然條件的影響，還要考慮風機選址以及道路設計的技術指標和行業(yè)規(guī)范。丘陵地貌是我國較為常見的地貌類型，也是風能資源較為豐富的地帶。其道路設計與山區(qū)風電場類似，但相對簡單。

2012 年國內首個沙漠風電場落戶格爾木[2]，標志著我國沙漠風電場進入實質性建設階段。沙漠地區(qū)風電場道路設計主要考慮問題是沙埋與風蝕，因此在設計時盡避開嚴重流沙地段。

由于陸上有利的土地資源有限，但近海風能資源豐富，目前風電場建設正在向灘涂、海上等區(qū)域推進。與海上風電相比，灘涂風電運行環(huán)境相對較好，由于近海土壤含水量大，易受海水侵蝕，影響路基穩(wěn)定性和耐久性，因此其道路設計需滿足運輸通行和防潮等要求[3]。

1.2 道路設計原則及規(guī)程

一般來說，風電場內的道路的作用，就是將各個風機機位、升壓站與主要進場干線連接起來，滿足風電場施工及檢修期間交通運輸的需要[4]。設計必須貫徹落實“安全、適用、節(jié)約、和諧”的設計理念，設計人員應當對風電場區(qū)域內地形充分了解，本著就近取材、因地制宜原則，結合現有材料和技術，充分創(chuàng)新設計理念，便于道路施工建設，盡可能地節(jié)省人力物力財力，且滿足保護生態(tài)環(huán)境大原則。

在陸上風電場道路設計的過程中，最新的相關的設計依據有《公路工程技術標準JTG B01-2014》《公路路線設計規(guī)范JTG D20-2017》《公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ034-2018》《公路路基設計規(guī)范JTG D30-2015》等。

2.道路設計及要點分析

2.1 道路選線總體原則

現代陸上風電場選址多以山地丘陵地區(qū)為主，地形復雜，設計時技術指標選擇會受到較大限制，因此常采用低限值。道路選線應以縱向線形為主平面線形為輔。除按照設計規(guī)范和相關標準要求以外，還要根據實際施工環(huán)境、技術指標及工程進度等因素合理選線。當達不到規(guī)范要求技術指標時或即使達到技術指標但指標較低并且工程量變化較大時，應該根據現場實際情況合理設計新的選線方案。一般來說，陸上風電道路選線要結合以下原則：

（1）由于山地風電場風力發(fā)電機組通常布置在山頂或山脊風資源較好位置，因而道路選線應優(yōu)先選擇山脊展線、道路縱坡等。

攀枝花地區(qū)含鈦高爐渣TiO2含量通常在20%～45%(質量分數)之間，是寶貴的含Ti二次資源[2]。目前，含鈦高爐渣大部分堆積在渣場，不僅浪費寶貴的鈦資源，而且占用大量土地，嚴重污染環(huán)境。因此研究含鈦高爐渣的綜合利用問題具有重要的經濟價值和社會效益。

（2）盡量避開懸崖、河流等對道路開發(fā)極為不利地形，這些地形往往會增加道路開發(fā)成本，對技術要求較高，同時增加運輸道路中發(fā)生事故風險性。

（3）注意利用現有地形和有利地形以減少工程開發(fā)量，少占或不占耕地。

（4）結合紙上選線、現場選線、最終定線三條步驟，充分驗證道路選線合理性，堅持理論與實踐相輔相成原則。

2.2 道路設計要點

道路設計相關要求應該嚴格按照《公路工程技術標準》等行業(yè)標準，同時要結合具體運輸要求進行合理設計。

（1）確定風機及攪拌站位置。風機是陸上風電場核心組件，風機選型是微觀選址的先決條件，微觀選址布局直接影響道路設計方案的確定。道路設計時應首先明確風機施工處混凝土攪拌站位置，從而方便運輸，提高施工效率，確保施工不會受到影響。

（2）進場道路和施工道路規(guī)劃。風機組件等設備運輸進場時應該根據當地地形及附近實際情況確定，由于每臺風機進場一般只需要一次，因此道路規(guī)劃時只需要將不同節(jié)點不同位置風機盡量以直線段運輸到指定位置即可，在可行基礎上主要考慮減少運輸措施費用，盡量利用已有道路運輸。對于施工道路，由于各種車輛頻繁往復，因此對于施工道路質量要求較高，必要時要對道路進行養(yǎng)護，以確保道路正常使用和施工順利進行。

（3）縱橫斷面設計?？v斷面設計主要考慮將風機等設備運輸到山頂等風資源較好地帶，因此應該主要考慮道路坡度，這關于汽車最大爬坡能力，在變坡處一般采用圓曲線光滑連接。橫斷面設計一般采用單幅路幅形式。

（4）道路載荷設計。風電場道路載荷設計關乎道路安全情況，應當滿足進入風電場最重部件載荷需求，設計完成后還應當進行合理驗算。

3.風電場道路施工管理分析

3.1 道路施工特點

（1）工程量難估算且成本較高。對于風電場的道路施工，其造價較高，工程周期長而不確定，往往因為地形因素和地質資料缺失的情況下造成工程量加大，因此對工程量的估算有很大難度。

（2）技術要求較高?？紤]到風電場道路特殊用途，多受重型車輛碾壓，長此以往，道路很容易淪陷，因而在道路施工和工程管理過程中要特別重視道路質量。

（3）水土環(huán)境保護工作難。在山區(qū)丘陵地帶風電場，其土層和路基相對淺薄，生態(tài)環(huán)境相當脆弱，同時經風化作用后山巖其質地更加疏松，這就對水土和環(huán)境防護造成了較大難度。

（4）施工管理靈活多變。由于各種風電場道路設計方法多種多樣，施工方式也千差萬別，這也造成了在道路施工方面無法形成統(tǒng)一有效施工管理運作模型。

3.2 工程質量管理與造價控制分析

風電場在進行道路施工時往往兼具企業(yè)性與社會性的雙重特點，在滿足道路工程設計要求基礎上，應盡可能地節(jié)約成本，控制工程造價。一般來說，風電場道路工程質量管理與造價控制應注意以下幾點：

（1）做好施工組織準備。施工準備主要包括技術準備和生產準備兩個環(huán)節(jié)，具體包括技術資料、施工規(guī)范、地形圖紙、機械設備等，同時應注意施工天氣變化，盡量避開不利天氣進行施工。

（2）組織進行工程質量管控。為保證道路施工正常進行，應當設立專門監(jiān)管項目部門，以保證在執(zhí)行風電場道路施工方案和安全監(jiān)管的過程中，嚴格按照相關要求對施工道路質量進行嚴格把關。

（3）建立安保措施。在風電場道路施工過程中，應始終貫徹落實“安全生產”的第一要準則，成立專門的安全生產領導小組，以項目經理為組長，從上到下嚴格落實各級人員安全生產責任制，同時要對安全生產落實情況進行必要檢查，做好施工過程中安全臺賬記錄工作。

（4）控制工程材料和機械設備成本。在整個施工過程中，工程材料所占成本較高，比如混凝土、防腐劑等，要合理規(guī)劃好施工過程每一步用材用料，當工程量變化時要及時制定更新材料使用方案，嚴格扼殺偷工減料行為，確保一次性投資達到要求。對于機械設備，在進行合理選型基礎上，應注重其維修和保養(yǎng)，對設備進行定期的檢測，確保在道路施工過程中機械效率。

（5）控制施工技術管理。施工技術旨在以科學施工工藝、技術和方法的基礎上，以最佳經濟效益完成施工任務。合理施工技術，對施工過程中質量管理與造價控制具有重要意義。

4.結語

道路工程作為風電場建設中重要一環(huán)，其道路設計和施工管理過程必須重視。本文闡述了道路設計原則，同時對道路施工作了質量管理與造價控制分析，旨在為風電場道路設計和施工管理提供相應參考依據。