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【摘要】山区风电具有较好的风力资源，但山体高差大，地形复杂，交通现状差，风机长重件运输条件要求高，交通工程布置困难，工程造价高。本文从山区风电场道路工程特殊性出发，提出减少道路投资的解决方法，为山区风电场道路工程的建设提供有益的经验。
【关键词】山区风电场；特种车运输；道路工程投资；技术指标
1、山区风电场特点
相较于平原及微丘风电工程项目，山区风电场建设工程的显著特点就是大件设备运输困难，道路工程土石方开挖量大，道路工程投资占风电场总投资比例较高。山区风电设计项目道路工程量大、投资高，部分山区风电项目道路投资占项目静态总投资15%，极个别甚至达20%，使得山区风电场的投资效益下降。一方面为了提高项目开发经济效益，会选择使用叶轮直径大的风机，另一方面选择叶轮直径大的风机意味着设备尺寸增加以及道路建设成本增加从而又降低项目开发经济效益，为了解决这一辩证的矛盾，在风能资源有限的情况下，我们应从减少道路建设成本着手，选择新的运输车辆及运输方式，降低道路的设计标准，从而减少道路工程量达到“既不损失发电量又减少道路投资”的目的。
道路工程是风电场设计中的关键组成部分，它将整个风电场范围内的机组与对外公路进行连接，保证风机塔筒、叶片、机舱等超长超重车辆的运输吊装。道路工程投资影响风电场工程的总体投入，甚至决定项目投资的可行性。
2、山区风电场设备运输方式分析
2.1普通平板车运输
平原微丘区或者地形较平坦地区一般采用普通抽拉式半挂车运输叶片，该车的特点就是超长具有纵向伸缩功能以适应不同长度的叶片运输，但是由于车型超长极大的增加了转弯难度，在地形复杂山区会大大增加道路工程量、增加投资。
2.2特种车运输
地形复杂山区的专用叶片运输装置称为特种叶片举升车，它能够一定程度上解决叶片在爬坡路段、转弯路段难通过的问题。该特种运输装置在运输途中可以使叶片产生扬起、摆动、自身旋转动作，最大程度的避让途中的障碍（树木、山体、电线等），实现提高运输效率、减少道路改造工程量、减少资金投入目标。该装置由液压控制可以使风叶360度旋转，风叶通过下回转支承和环形滑道可以旋转最大角度360度，风叶通过油缸的伸缩使风叶的最大张角为60度。
3、紫荆山风电场道路工程优化
3.1风电场基本情况
紫荆山风电场场址区域呈不规则形，场区总面积为9.9km2。地貌类型总体上为低中山～低山，群峰巍峨，山高坡陡，地形坡度一般为25°～50°，局部地段近乎成陡崖。山顶高程为900m～1400m，谷底高程为500m～650m，相对高差达300m～600m。山顶（脊）上地形起伏，山坡上近东西向的冲沟较为发育，地表主要为灌木丛和杂草，风电场地形地貌特征。坡脚处主要为耕地和水田，零星分布着村庄，进场交通条件一般。风电场道路设计的控制机型为南车110，叶片长度53.8m。
紫荆山风电场地形复杂、地势陡峻，叶片长，道路修建成本巨大。可行性研究阶段设计共需修建道路46.71km，按普通平板车运输计算，紫荆山风电场道路工程总投资4829万元、单位公里造价103.4万元，道路投资总额和单位公里造价都很高。
3.2道路工程投资分析
造成山地风电场道路工程量大、投资高的原因有很多。当风电场位置、风机型号确定的条件下，设备尺寸、场内地形地貌即成为不可变客观因素；而运输方式、场外交通条件、地形图与现场实际情况符合度等因素需要进一步分析确认。
3.2.1运输方式
当车辆大件运输需要穿越村庄房屋密集区时，若采用平板车运输会造成大量的房屋拆迁工作，甚至导致有些项目根本不可行；而特种运输车辆可以通过叶片举升、叶片转盘旋转、叶片前后置运输等方式，有效的避开高山峭壁、房屋建筑群，减小道路改造、房屋拆迁费用，极大的提高叶片运输效率。
运输方式对设计标准特别是最小曲线半径和弯道加宽值的设计标准影响非常大。当采用叶轮直径为110m的风机，路基宽均为6m、路面宽均为5m时，两种运输方式下的道路加宽值如下：
a） 采用平板车运输方案
道路宽度应满足如下条件：转弯半径不大于50m（最小35m）时道路宽度不小于16m；转弯半径不大于75m时道路宽度不小于12m；转弯半径不大于100m时道路宽度不小于9.5m；转弯半径不大于150m时道路宽度不小于8m；转弯半径大于150m时道路宽度不小于7m；回头曲線段道路宽度不小于17m。
b） 采用特种车运输方案
道路宽度应满足如下条件：转弯半径不大于50m（最小35m）时道路宽度不小于10m；转弯半径不大于75m时道路宽度不小于7m；转弯半径不大于100m时道路宽度不小于6m；转弯半径不大于150m时道路宽度不小于5.5m；转弯半径大于150m时道路宽度不小于5m；回头曲线段道路宽度不小于12m。
由弯道加宽值也可以得出，特种运输可以显著减少弯道道路宽度，相应的减小土石方开挖、回填量，挡土墙工程量和路面工程量。尤其在地形陡峻地区这种减小作用更明显，设计经验说明，当地形陡峻时，即使增加道路宽度0.5m都有可能导致高填深挖等问题。
综上分析，确定运输方式选取不当是导致风电场道路工程投资高的主要因素之一。
3.2.2场外交通条件
场外交通条件往往比场内条件更加复杂，场外存在房屋、农田、水源、低等级桥梁、地上地下各类管线等多种障碍物，进场路设计需要尽量避免拆迁房屋、占用农田、切断水源，减少管线迁移及桥梁改造工程量，减少因沟通协调不利造成的经济损失。根据以上原则，并结合现场查勘和地形图资料，设计人员在可行性研究阶段基本可以确定一个最优的进场方案。以紫荆山风电场为例，可行性研究阶段比较了三个进场道路方案的优劣，最后综合施工难度、社会制约条件和经济性等因素确定了一个最优方案。 一旦进场方案选定后，场外交通条件也成为了不可变客观因素，根据大量已投产风电场的进场道路单位公里造价发现，特种运输下的道路工程单位公里造价明显要低很多，运输方式成为了同等场外交通条件下减少道路工程投资的末端因素。
3.2.3地形图与现场实际情况符合度
道路设计地形图是基本，地形图准确与否直接决定选线设计是否合理。纵观本部门多年的设计经验，一些风电项目出现过地形图没有真实反应一些关键地貌、地物的问题，带来很多不必要的工作，如：返工或现场调线等。不但影响工程进度，也造成了不小的经济损失。出于此考虑，我们在设计过程中有现场查勘、微观选址及路线定测等步骤弥补地形图不准的问题。此因素属于人为过失，在设计中可以采取措施予以避免，不是造成风电场道路工程投资高的末端因素。
综合上述三点分析，确认影响风电场道路工程总投资的主要原因是叶片运输方式，特种运输可以明显降低山区风电场道路工程数量、减少工程投资。
3.3 道路设计标准
以上原因分析已经确定减少山区风电场道路工程投资的主要因素是运输方式，参考现行的公路路线、路基、路面设计规范及厂矿、农村、林区道路设计规范标准，在紫荆山风电场的道路施工图设计初期多次研究适合于特种运輸方式的设计标准，用以优化道路设计，使设计既满足运输要求，又减少道路工程整体投资。
据此制定的紫荆山风电场设计原则，道路设计标准：道路路基宽6m，路面宽5m，采用20cm泥结碎石路面，平曲线和最小转弯半径满足风电机长叶片特种车运输要求，最小转弯半径为20m。主干道纵坡一般不大于14%，风机支路纵坡不大于16%。最小竖曲线半径为200m。
严格采用特种运输设计标准，并经多次优化后的紫荆山道路施工图工程量与可行性研究阶段工程量比较如表 3.3-1所示。
紫荆山风电场道路工程已顺利完工，从现场收集的资料看，各主要道路工程量均在施工图范围以内，即与优化后的计算工程量基本吻合。
小结：
本文通过实例分析风机设备的运输方式对山区风电场道路技术指标的影响得出结论：当山区风电场风机设备运输应尽量采用特种车运输以大幅减少道路工程投资。
作者简介：
罗建国，（1985-8） 男，硕士，工程师，主要从事：交通工程设计工作。
【关键词】山区风电场；特种车运输；道路工程投资；技术指标
1、山区风电场特点
相较于平原及微丘风电工程项目，山区风电场建设工程的显著特点就是大件设备运输困难，道路工程土石方开挖量大，道路工程投资占风电场总投资比例较高。山区风电设计项目道路工程量大、投资高，部分山区风电项目道路投资占项目静态总投资15%，极个别甚至达20%，使得山区风电场的投资效益下降。一方面为了提高项目开发经济效益，会选择使用叶轮直径大的风机，另一方面选择叶轮直径大的风机意味着设备尺寸增加以及道路建设成本增加从而又降低项目开发经济效益，为了解决这一辩证的矛盾，在风能资源有限的情况下，我们应从减少道路建设成本着手，选择新的运输车辆及运输方式，降低道路的设计标准，从而减少道路工程量达到“既不损失发电量又减少道路投资”的目的。
道路工程是风电场设计中的关键组成部分，它将整个风电场范围内的机组与对外公路进行连接，保证风机塔筒、叶片、机舱等超长超重车辆的运输吊装。道路工程投资影响风电场工程的总体投入，甚至决定项目投资的可行性。
2、山区风电场设备运输方式分析
2.1普通平板车运输
平原微丘区或者地形较平坦地区一般采用普通抽拉式半挂车运输叶片，该车的特点就是超长具有纵向伸缩功能以适应不同长度的叶片运输，但是由于车型超长极大的增加了转弯难度，在地形复杂山区会大大增加道路工程量、增加投资。
2.2特种车运输
地形复杂山区的专用叶片运输装置称为特种叶片举升车，它能够一定程度上解决叶片在爬坡路段、转弯路段难通过的问题。该特种运输装置在运输途中可以使叶片产生扬起、摆动、自身旋转动作，最大程度的避让途中的障碍（树木、山体、电线等），实现提高运输效率、减少道路改造工程量、减少资金投入目标。该装置由液压控制可以使风叶360度旋转，风叶通过下回转支承和环形滑道可以旋转最大角度360度，风叶通过油缸的伸缩使风叶的最大张角为60度。
3、紫荆山风电场道路工程优化
3.1风电场基本情况
紫荆山风电场场址区域呈不规则形，场区总面积为9.9km2。地貌类型总体上为低中山～低山，群峰巍峨，山高坡陡，地形坡度一般为25°～50°，局部地段近乎成陡崖。山顶高程为900m～1400m，谷底高程为500m～650m，相对高差达300m～600m。山顶（脊）上地形起伏，山坡上近东西向的冲沟较为发育，地表主要为灌木丛和杂草，风电场地形地貌特征。坡脚处主要为耕地和水田，零星分布着村庄，进场交通条件一般。风电场道路设计的控制机型为南车110，叶片长度53.8m。
紫荆山风电场地形复杂、地势陡峻，叶片长，道路修建成本巨大。可行性研究阶段设计共需修建道路46.71km，按普通平板车运输计算，紫荆山风电场道路工程总投资4829万元、单位公里造价103.4万元，道路投资总额和单位公里造价都很高。
3.2道路工程投资分析
造成山地风电场道路工程量大、投资高的原因有很多。当风电场位置、风机型号确定的条件下，设备尺寸、场内地形地貌即成为不可变客观因素；而运输方式、场外交通条件、地形图与现场实际情况符合度等因素需要进一步分析确认。
3.2.1运输方式
当车辆大件运输需要穿越村庄房屋密集区时，若采用平板车运输会造成大量的房屋拆迁工作，甚至导致有些项目根本不可行；而特种运输车辆可以通过叶片举升、叶片转盘旋转、叶片前后置运输等方式，有效的避开高山峭壁、房屋建筑群，减小道路改造、房屋拆迁费用，极大的提高叶片运输效率。
运输方式对设计标准特别是最小曲线半径和弯道加宽值的设计标准影响非常大。当采用叶轮直径为110m的风机，路基宽均为6m、路面宽均为5m时，两种运输方式下的道路加宽值如下：
a） 采用平板车运输方案
道路宽度应满足如下条件：转弯半径不大于50m（最小35m）时道路宽度不小于16m；转弯半径不大于75m时道路宽度不小于12m；转弯半径不大于100m时道路宽度不小于9.5m；转弯半径不大于150m时道路宽度不小于8m；转弯半径大于150m时道路宽度不小于7m；回头曲線段道路宽度不小于17m。
b） 采用特种车运输方案
道路宽度应满足如下条件：转弯半径不大于50m（最小35m）时道路宽度不小于10m；转弯半径不大于75m时道路宽度不小于7m；转弯半径不大于100m时道路宽度不小于6m；转弯半径不大于150m时道路宽度不小于5.5m；转弯半径大于150m时道路宽度不小于5m；回头曲线段道路宽度不小于12m。
由弯道加宽值也可以得出，特种运输可以显著减少弯道道路宽度，相应的减小土石方开挖、回填量，挡土墙工程量和路面工程量。尤其在地形陡峻地区这种减小作用更明显，设计经验说明，当地形陡峻时，即使增加道路宽度0.5m都有可能导致高填深挖等问题。
综上分析，确定运输方式选取不当是导致风电场道路工程投资高的主要因素之一。
3.2.2场外交通条件
场外交通条件往往比场内条件更加复杂，场外存在房屋、农田、水源、低等级桥梁、地上地下各类管线等多种障碍物，进场路设计需要尽量避免拆迁房屋、占用农田、切断水源，减少管线迁移及桥梁改造工程量，减少因沟通协调不利造成的经济损失。根据以上原则，并结合现场查勘和地形图资料，设计人员在可行性研究阶段基本可以确定一个最优的进场方案。以紫荆山风电场为例，可行性研究阶段比较了三个进场道路方案的优劣，最后综合施工难度、社会制约条件和经济性等因素确定了一个最优方案。 一旦进场方案选定后，场外交通条件也成为了不可变客观因素，根据大量已投产风电场的进场道路单位公里造价发现，特种运输下的道路工程单位公里造价明显要低很多，运输方式成为了同等场外交通条件下减少道路工程投资的末端因素。
3.2.3地形图与现场实际情况符合度
道路设计地形图是基本，地形图准确与否直接决定选线设计是否合理。纵观本部门多年的设计经验，一些风电项目出现过地形图没有真实反应一些关键地貌、地物的问题，带来很多不必要的工作，如：返工或现场调线等。不但影响工程进度，也造成了不小的经济损失。出于此考虑，我们在设计过程中有现场查勘、微观选址及路线定测等步骤弥补地形图不准的问题。此因素属于人为过失，在设计中可以采取措施予以避免，不是造成风电场道路工程投资高的末端因素。
综合上述三点分析，确认影响风电场道路工程总投资的主要原因是叶片运输方式，特种运输可以明显降低山区风电场道路工程数量、减少工程投资。
3.3 道路设计标准
以上原因分析已经确定减少山区风电场道路工程投资的主要因素是运输方式，参考现行的公路路线、路基、路面设计规范及厂矿、农村、林区道路设计规范标准，在紫荆山风电场的道路施工图设计初期多次研究适合于特种运輸方式的设计标准，用以优化道路设计，使设计既满足运输要求，又减少道路工程整体投资。
据此制定的紫荆山风电场设计原则，道路设计标准：道路路基宽6m，路面宽5m，采用20cm泥结碎石路面，平曲线和最小转弯半径满足风电机长叶片特种车运输要求，最小转弯半径为20m。主干道纵坡一般不大于14%，风机支路纵坡不大于16%。最小竖曲线半径为200m。
严格采用特种运输设计标准，并经多次优化后的紫荆山道路施工图工程量与可行性研究阶段工程量比较如表 3.3-1所示。
紫荆山风电场道路工程已顺利完工，从现场收集的资料看，各主要道路工程量均在施工图范围以内，即与优化后的计算工程量基本吻合。
小结：
本文通过实例分析风机设备的运输方式对山区风电场道路技术指标的影响得出结论：当山区风电场风机设备运输应尽量采用特种车运输以大幅减少道路工程投资。
作者简介：
罗建国，（1985-8） 男，硕士，工程师，主要从事：交通工程设计工作。