01風電場道路設計
風力發電作為一種新興清潔能源受到了越來越多的關注。風力發電場除了風力發電機組之外,道路系統同樣是不可或缺的一部分。因此,在風力發電場設計過程中,場內道路的規劃和設計也十分重要。
風力發電場的道路路徑規劃應結合土地性質、地形、地質、交通運輸等條件統籌進行,本著合理、節約、實用的原則進行規劃設計,盡量避免大填大挖。
同時,為了保護耕地、喬木林地、疏林地、濕地等,相關部門要求禁止占用三區三線?!叭齾^三線”是指:城鎮空間、農業空間、生態空間三種類型空間所對應的區域,以及分別對應劃定的城鎮開發邊界、永久基本農田保護紅線、生態保護紅線三條控制線。
(資料圖:瀟湘新能源)
隨著風力發電的發展,陸上風電場已由建設條件較好的平原地區逐步轉向建設投資大、風力資源較好的山區。不同于平原風電場,山地風電場普遍具有選線困難、施工難度大、建設周期長等特點。
因此,在制定風電場道路設計標準之前,不僅需要對國內外相關標準和規范進行研究和調研,了解并吸收其他標準對于道路設計的要求和經驗。同時,還需要了解國內風電場道路設計的現狀和存在的問題。
2019年10月1日發布實施的《風電場工程道路設計規范》(NB/T10209-2019)為我國已發展30余年的風電行業道路工程施工提供了設計規范。該規范的推出不僅規范了風電行業道路工程的設計標準,讓廣大風電行業道路設計師們有規可依,同時作為風電場投資重要組成部分的道路工程,也能夠從設計源頭上規范統一標準,提升工程質量標準。
風電場道路設計原則:
確保行車過程中的安全,提升路基的穩定性。
平、縱指標需要滿足于項目大件運輸或者日常檢修的通行要求。
減少路基工程的土石方開挖及回填。
減少道路用地,不占用農田、避免拆遷。
考慮到地形條件困難,從節省工程造價角度出發,避免建設橋梁和大型涵洞工程。
減少對林地的破壞。考慮生態環境的保護、避免水土流失。
02施工道路與檢修道路設計
根據使用階段,風電場道路可分為施工道路與檢修道路;根據用途,可分為進場道路、場內道路與進站道路。檢修維護道路一般由施工道路改造形成。
施工道路
施工道路為屬于一次性運輸道路,主要作為施工期間風電機組、大型施工機械、設備及施工材料的運輸路徑。而風機運輸對于承載力,路面寬度,轉彎半徑的要求都比較高,對路面的要求比較低。因此,風電場施工道路設計主要包含承載力要求、坡度要求、轉彎半徑、路線選擇、圓曲線、錯車道、放坡、擋墻等方面。
承載力
為滿足運輸要求,路基壓實度按照四級公路路基標準設定。所過橋梁按車輛載重量及軸壓進行安全性評估,避免使用風險性高的橋梁。埋設涵管應保證足夠的覆土厚度。
坡度
在風電場施工道路規范出版之前,很多設計是依靠運輸手冊、導則等作為依據。按照以往經驗,如果不考慮助力設備,最大可以做到16度,而設計值一般采用14度。如果支線長度較短且有可靠地運輸方式,可適當增加坡度。另外緩和段、平均最大坡度等條件也是根據實際情況設定的。
轉彎半徑及加寬
風電場道路轉彎半徑與運輸車輛及葉片長度相關,既要滿足車輛自身轉彎要求,又要保證葉片伸出部分不掃尾。半徑不滿足條件時,可采用加寬方式,使得車輛在轉彎過程中走過的軌跡不能伸出道路之外。特殊地段也可因地制宜,采用人字形或者轉彎平臺掉頭的方式。
路線選擇
道路路線選擇比較復雜,也是道路設計中最重要的部分。到達風機點位的路線有多條,需要比較篩選,才能獲得最優的方案。當具備自然坡度滿足條件的緩坡時,直接沿坡展線肯定是最經濟的;沒有滿足條件的緩坡時,環山體展線,需要避開陡崖、深坑等地段。而平原風場,要避開敏感因素,避免對農業生產的干擾。
風電場施工道路設計既要滿足風機運輸安全,又要考慮一次性運輸的特殊性。施工道路與檢修道路的標準不同,兩者充分結合,因地制宜,既保障運輸安全、維護方便,又能保護環境、節省投資。
檢修道路
檢修道路為征地,是風電場運行檢修的通道。根據經驗,大約每5年需要對一臺風力發電機進行一次全面檢修,并定期進行例行保養。因此,建立一套完善的檢修道路系統以方便風力發電機的檢修、運輸和裝卸工作,對于風電站的正常運轉至關重要。
風力發電的檢修道路系統建設主要包括檢修道路的路線的確定、道路寬度和坡度的設計、道路材料、道路的標志牌和景觀等方面
路線
在建立風力發電的檢修道路系統之前,必須首先確定檢修道路的路線。這需要考慮到風力發電機的布局、周圍地形的地形和狀況,交通方式和距離、以及周圍的環境法律法規等多種因素。
道路寬度和坡度
風力發電的檢修道路必須足夠寬,以方便大型設備的運輸。同時,應該根據道路所在地的地形和狀況,設置合適的坡度,以便大型設備能夠順利行駛。
道路材料
檢修道路的材料也十分關鍵。一般來說,我們可以采用碎石路面、瀝青路面或者水泥路面等材料進行建設。在選材時,還需要考慮到風電站所處環境的氣候條件,以及道路使用年限等因素。
道路的標志牌和景觀
為了方便使用者辨認和了解道路的使用情況,建議在檢修道路上標明路線、路名、道路類型等信息。此外,還可以在檢修道路上設置景觀設施,使風電站地區變得更加美麗和舒適。
(資料圖:瀟湘新能源)
一般情況,場內道路設計速度不大于15km/h,道路平曲線半徑及寬度滿足風機設備或擬采用葉片轉運車最大車寬,原則上,路基寬度5.5m,路面寬度5m,在特殊路段可增寬,最大縱坡不大于18%,在轉彎處應考慮牽引車的預留位置,內灣轉彎半徑不小于35m,且道路外側一定范圍不應有障礙物。
在轉彎曲線上設置超高,最大超高值不超過4%,超高過渡段長度不小于10m。錯車道寬度不小于7.5m, 有效長度不小于20m,過渡段長度不小于l0m,坡度不宜大于 5%。設置避險車道時,避險車道寬度不應小于4m。
03葉片、塔筒運輸道路要求
為滿足葉片運輸需要,在道路改造過程中要求外側彎道的葉片掃尾處不得有電纜桿、灌木、房屋、公路護欄(墻)等障礙物;轉彎半徑過小的彎道應按設備運輸最小轉彎半徑要求進行改造。懸崖處彎道(危險地段)路寬增加1-2m,并做好安全標識。內彎道過小,外側為陡壁或盤山公路的護坡段時,填補外側水溝盡可能加寬原有路面,仍未達到葉片運輸最小半徑時需填補內側土方,按設備運輸最小轉彎半徑要求進行改造。
(資料圖:東方風電)
一般情況,場內道路設計速度不大于15km/h,道路平曲線半徑及寬度滿足風機設備或擬采用葉片轉運車最大車寬,原則上,路基寬度5.5m,路面寬度5m,在特殊路段可增寬,最大縱坡不大于18%,在轉彎處應考慮牽引車的預留位置,內灣轉彎半徑不小于35m,且道路外側一定范圍不應有障礙物。
在轉彎曲線上設置超高,最大超高值不超過4%,超高過渡段長度不小于10m。錯車道寬度不小于7.5m, 有效長度不小于20m,過渡段長度不小于l0m,坡度不宜大于 5%。設置避險車道時,避險車道寬度不應小于4m。
(資料圖:大唐西藏公司)
綜合考慮,風電場道路設計必須滿足機組大件運輸和吊裝設備的安全通行,在設計中需要對場內外交通條件進行實地勘察,結合實際地形地貌,機組的尺寸和質量,合理選擇運輸方式和吊裝設備,盡量減小道路彎道半徑和吊裝場地面積。
因此在選擇風電場道路時,應與風機廠家一起對風電場周邊現有道路、周邊地形進行詳細踏勘,多方案比選,盡量做到少征地,充分利用場址區域附近的現有道路,最終確認方案。
來源綜合自:百度文庫、港灣電力、 西北院建規室、龍源設計院等