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科普 | 风电场道路如何设计?

2024-08-29 来源:百度文库、港湾电力、 西北院建规室、龙源设计院等 浏览数:717

综合考虑,风电场道路设计必须满足机组大件运输和吊装设备的安全通行,在设计中需要对场内外交通条件进行实地勘察,结合实际地形地貌,机组的尺寸和质量,合理选择运输方式和吊装设备,尽量减小道路弯道半径和吊装场地面积。

01风电场道路设计

风力发电作为一种新兴清洁能源受到了越来越多的关注。风力发电场除了风力发电机组之外,道路系统同样是不可或缺的一部分。因此,在风力发电场设计过程中,场内道路的规划和设计也十分重要。

风力发电场的道路路径规划应结合土地性质、地形、地质、交通运输等条件统筹进行,本着合理、节约、实用的原则进行规划设计,尽量避免大填大挖。

同时,为了保护耕地、乔木林地、疏林地、湿地等,相关部门要求禁止占用三区三线。“三区三线”是指:城镇空间、农业空间、生态空间三种类型空间所对应的区域,以及分别对应划定的城镇开发边界、永久基本农田保护红线、生态保护红线三条控制线。

(资料图:潇湘新能源)

随着风力发电的发展,陆上风电场已由建设条件较好的平原地区逐步转向建设投资大、风力资源较好的山区。不同于平原风电场,山地风电场普遍具有选线困难、施工难度大、建设周期长等特点。

因此,在制定风电场道路设计标准之前,不仅需要对国内外相关标准和规范进行研究和调研,了解并吸收其他标准对于道路设计的要求和经验。同时,还需要了解国内风电场道路设计的现状和存在的问题。

2019年10月1日发布实施的《风电场工程道路设计规范》(NB/T10209-2019)为我国已发展30余年的风电行业道路工程施工提供了设计规范。该规范的推出不仅规范了风电行业道路工程的设计标准,让广大风电行业道路设计师们有规可依,同时作为风电场投资重要组成部分的道路工程,也能够从设计源头上规范统一标准,提升工程质量标准。

风电场道路设计原则:

确保行车过程中的安全,提升路基的稳定性。

平、纵指标需要满足于项目大件运输或者日常检修的通行要求。

减少路基工程的土石方开挖及回填。

减少道路用地,不占用农田、避免拆迁。

考虑到地形条件困难,从节省工程造价角度出发,避免建设桥梁和大型涵洞工程。

减少对林地的破坏。考虑生态环境的保护、避免水土流失。


02施工道路与检修道路设计

根据使用阶段,风电场道路可分为施工道路与检修道路;根据用途,可分为进场道路、场内道路与进站道路。检修维护道路一般由施工道路改造形成。

施工道路

施工道路为属于一次性运输道路,主要作为施工期间风电机组、大型施工机械、设备及施工材料的运输路径。而风机运输对于承载力,路面宽度,转弯半径的要求都比较高,对路面的要求比较低。因此,风电场施工道路设计主要包含承载力要求、坡度要求、转弯半径、路线选择、圆曲线、错车道、放坡、挡墙等方面。

承载力

为满足运输要求,路基压实度按照四级公路路基标准设定。所过桥梁按车辆载重量及轴压进行安全性评估,避免使用风险性高的桥梁。埋设涵管应保证足够的覆土厚度。

坡度

在风电场施工道路规范出版之前,很多设计是依靠运输手册、导则等作为依据。按照以往经验,如果不考虑助力设备,最大可以做到16度,而设计值一般采用14度。如果支线长度较短且有可靠地运输方式,可适当增加坡度。另外缓和段、平均最大坡度等条件也是根据实际情况设定的。

转弯半径及加宽

风电场道路转弯半径与运输车辆及叶片长度相关,既要满足车辆自身转弯要求,又要保证叶片伸出部分不扫尾。半径不满足条件时,可采用加宽方式,使得车辆在转弯过程中走过的轨迹不能伸出道路之外。特殊地段也可因地制宜,采用人字形或者转弯平台掉头的方式。

路线选择

道路路线选择比较复杂,也是道路设计中最重要的部分。到达风机点位的路线有多条,需要比较筛选,才能获得最优的方案。当具备自然坡度满足条件的缓坡时,直接沿坡展线肯定是最经济的;没有满足条件的缓坡时,环山体展线,需要避开陡崖、深坑等地段。而平原风场,要避开敏感因素,避免对农业生产的干扰。

风电场施工道路设计既要满足风机运输安全,又要考虑一次性运输的特殊性。施工道路与检修道路的标准不同,两者充分结合,因地制宜,既保障运输安全、维护方便,又能保护环境、节省投资。

检修道路

检修道路为征地,是风电场运行检修的通道。根据经验,大约每5年需要对一台风力发电机进行一次全面检修,并定期进行例行保养。因此,建立一套完善的检修道路系统以方便风力发电机的检修、运输和装卸工作,对于风电站的正常运转至关重要。

风力发电的检修道路系统建设主要包括检修道路的路线的确定、道路宽度和坡度的设计、道路材料、道路的标志牌和景观等方面

路线

在建立风力发电的检修道路系统之前,必须首先确定检修道路的路线。这需要考虑到风力发电机的布局、周围地形的地形和状况,交通方式和距离、以及周围的环境法律法规等多种因素。

道路宽度和坡度

风力发电的检修道路必须足够宽,以方便大型设备的运输。同时,应该根据道路所在地的地形和状况,设置合适的坡度,以便大型设备能够顺利行驶。

道路材料

检修道路的材料也十分关键。一般来说,我们可以采用碎石路面、沥青路面或者水泥路面等材料进行建设。在选材时,还需要考虑到风电站所处环境的气候条件,以及道路使用年限等因素。

道路的标志牌和景观

为了方便使用者辨认和了解道路的使用情况,建议在检修道路上标明路线、路名、道路类型等信息。此外,还可以在检修道路上设置景观设施,使风电站地区变得更加美丽和舒适。

(资料图:潇湘新能源)

一般情况,场内道路设计速度不大于15km/h,道路平曲线半径及宽度满足风机设备或拟采用叶片转运车最大车宽,原则上,路基宽度5.5m,路面宽度5m,在特殊路段可增宽,最大纵坡不大于18%,在转弯处应考虑牵引车的预留位置,内湾转弯半径不小于35m,且道路外侧一定范围不应有障碍物。

在转弯曲线上设置超高,最大超高值不超过4%,超高过渡段长度不小于10m。错车道宽度不小于7.5m, 有效长度不小于20m,过渡段长度不小于l0m,坡度不宜大于 5%。设置避险车道时,避险车道宽度不应小于4m。

03叶片、塔筒运输道路要求

为满足叶片运输需要,在道路改造过程中要求外侧弯道的叶片扫尾处不得有电缆杆、灌木、房屋、公路护栏(墙)等障碍物;转弯半径过小的弯道应按设备运输最小转弯半径要求进行改造。悬崖处弯道(危险地段)路宽增加1-2m,并做好安全标识。内弯道过小,外侧为陡壁或盘山公路的护坡段时,填补外侧水沟尽可能加宽原有路面,仍未达到叶片运输最小半径时需填补内侧土方,按设备运输最小转弯半径要求进行改造。

(资料图:东方风电)

一般情况,场内道路设计速度不大于15km/h,道路平曲线半径及宽度满足风机设备或拟采用叶片转运车最大车宽,原则上,路基宽度5.5m,路面宽度5m,在特殊路段可增宽,最大纵坡不大于18%,在转弯处应考虑牵引车的预留位置,内湾转弯半径不小于35m,且道路外侧一定范围不应有障碍物。

在转弯曲线上设置超高,最大超高值不超过4%,超高过渡段长度不小于10m。错车道宽度不小于7.5m, 有效长度不小于20m,过渡段长度不小于l0m,坡度不宜大于 5%。设置避险车道时,避险车道宽度不应小于4m。

(资料图:大唐西藏公司)

综合考虑,风电场道路设计必须满足机组大件运输和吊装设备的安全通行,在设计中需要对场内外交通条件进行实地勘察,结合实际地形地貌,机组的尺寸和质量,合理选择运输方式和吊装设备,尽量减小道路弯道半径和吊装场地面积。

因此在选择风电场道路时,应与风机厂家一起对风电场周边现有道路、周边地形进行详细踏勘,多方案比选,尽量做到少征地,充分利用场址区域附近的现有道路,最终确认方案。



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