山地丘陵地区风电场建设论文

山地丘陵地区风电场建设论文摘要：山地丘陵地区地形复杂，山势起伏不一，村庄和农田较多，民事关系处理难度较大，使得该区域风电场建设有其特殊性。

在此区域建设风力发电项目，应密切关注该区域特点，结合本文所述山地丘陵地区风电场建设管理要点，制定详细的风电场项目建设管理措施，确保项目达到预期目标。

1 引言山东省位于中国东部沿海，黄河下游，境域包括半岛和内陆两部分。

山东东部是半岛，西部及北部属黄泛平原，中南部为山地丘陵。

地貌类型包括中山、低山、丘陵、台地、盆地、平原、湖泊等多种类型，其中山地和丘陵约占全省总面积的33%，其余三分之二主要是平原。

山东半岛区域地形复杂，以山地丘陵为主。

山东丘陵地区海拔一般在500米以内，相对高差在200米以内，典型地质为表层20～40cm 耕植土，第一层1～12米全风化花岗岩，第二层4～12米强风化花岗岩，第三层是中风化花岗岩。

近年来，我国大力提倡可持续发展，不断推进可再生能源项目的发展，越来越多的风力资源丰富的地区被规划为风力发电场场址，其中所处地区不乏有地形复杂的山地丘陵区域。

这类区域的风电场项目，由于地形变化起伏较大，地貌变化多，风电场建设难度增大。

本文根据多年来在山东山地丘陵地区开发建设风电场的经历，从风电项目实施阶段的风电场设计和施工管理两个方面，简单阐述了山地丘陵地区风电场项目建设管理的要点。

2 山地丘陵地区风电场设计管理2.1 风机选址及布置起伏的山地丘陵区域风电场，与开阔平原或沿海滩涂区域风电场相比，在风资源确认后，其风电场场内的风能分布情况除受到粗糙度、风机尾流、障碍物的影响外，还会受到地形变化造成的影响，其中最主要的影响是高程变化的影响。

由于风速随高程切变的原理，风能与风速成三次方关系，高程变化是山地丘陵地形风电场内风能分布变化的最主要影响因素。

同时，复杂地形变化形成了山脊、山谷、山凹、陡壁、盆地等地貌形式，可能产生迎风面、背风面、喇叭口等情况，造成风电场内风速与风向变化大、紊流强度不一、风切变、极端风况等不同情况。

因此，在山地丘陵风电场的风机布置中风机间布置间距已不是影响风电场发电量的主要因素，在进行风电场的风机选址、布置时，应充分考虑地形对风的影响，拟选风机所处地及其周围的地形地貌，特别是风机所在山脊的地势与走向，是决定风机发电量的重要因素。

在山地丘陵区域风电场，设计院布置风机时一般沿不被遮挡的山脊布置，尽量把风机布置于风资源相对较好的山丘高点。

由于地形复杂，山势起伏不一，风机大部件运输和风机吊装对风场内临时道路坡度和风机吊装场地要求较为苛刻，风机选址时一定要注意与临时道路路径和风机吊装平台布置的规划相结合，考虑是否有风机运输道路和吊装平台的施工条件，这是设计院风机微观选址时容易忽视的一点。

随着山东沿海地区风资源开发殆尽，大部分风电开发公司都瞄准了山地丘陵地区这块有限的风资源区域，因此，山东山地丘陵地区也出现了一个区域多家风电开发公司抢占风资源的情况，形成了按县界、镇界分片、分区域开发风电的特点。

山东省是农业大省，山地丘陵地区农田较多，多为梯田，该区域县界、镇界、村界有沿山脊分界的特点，一般来说，边界线是在山脊上沿分水岭走向划定。

鉴于以上情况，另外由于山地丘陵地区有风机多布置于山脊上的特点，在风机微观选址布点时应注意风机点位的土地权属，是否与土地权属单位签有开发协议，在此阶段就确保选择的风机点位可用，以保证在施工期不因此造成机位变更，增加投资风险。

此外，在风电场风机选址阶段还应注意风机选点所处位置的土地性质和规划情况，是否为基本农田等不可占地，是否有其他不可调整的规划，是否是某种保护区，能否可以用以风电开发。

所以说，在风电场风机选址时，对风电场区域内拟选风机点位的土地性质和政府规划情况也应有充分的认识和足够的考虑。

2.2 风机基础设计山地丘陵风电场风机基础一般采用天然地基，将第一层全风化花岗岩作为地基持力层，风机基础形式一般采用圆形钢筋混凝土独立基础或梁板式扩展基础。

风电场微观选址完成，风机点位确定后应随即进行风机位详细地质勘察，一般每个风机位布置1～3个钻探点。

地质勘察除探明地质结构外，还应探明有无地下矿藏、采空塌陷区、人工洞穴和基岩风化裂隙等。

如果有，应考虑及时办理相关压矿手续，进行洞穴、裂隙支护等，更严重时应将风机位移出该区域。

因山地丘陵地区地质复杂，致使土壤电阻率变化较大，山东山地丘陵地区土壤电阻率一般为100-3000Ωm，地质勘察期间应同时进行土壤电阻率测量，以备设计风机接地网时使用。

此阶段进行土壤电阻率测量是设计经验不足的设计院经常忽略的一点。

一般风机接地网施工与风机基础施工一起进行招标委托施工，等到设计风机接地网时再进行土壤电阻率测量，很可能会耽误设计进度，进而导致风机基础施工工期延误。

2.3 风机运输临时道路及吊装平台设计风机运输临时道路一般宽度为5米，风机大部件如叶片、发电机、塔筒等大都超宽、超长，因此要求风机运输临时道路的转弯半径足够大。

风机厂家对叶片、发电机、塔筒等大部件的运输半径有技术要求，但如果完全按理论计算考虑，计算出来的值可能比较宽裕，这样修路可能产生较大的投资，不经济。

因此，设计风机运输道路时，需根据车的宽度和轴距做一些适当的测算，同时，请风机大部件运输单位进行实地考察，对于一些需要加宽的道路再做适度的拓宽，在满足运输要求的情况下，尽可能节省投资。

因山地丘陵地区地质较好，风机运输临时道路一般采用平整压实处理即可，不考虑路面硬化和边坡防护处理，但在地质较差时也应考虑土石方换填，分层压实，压实系数不低于93%。

山地丘陵地区风机运输道路坡度是道路路径设计必须考虑的重点之一。

设计一般要求风机运输道路坡度不能超过14%，但是实际上很多山的坡度都超过了这一限值。

根据施工经验，在道路路径规划和施工过程中，需要尽量将坡度控制在20%以下：一种办法是尽量沿山坡较为平缓的一面，采用盘山路的方式迂回上山，另一种办法是对于局部凸起造成坡度较大的地方采取顶端削平，两边垫高的办法将整体坡度拉低。

另外，山地丘陵地区临时道路施工排水措施不能忽视，雨水汇流起来，对路的损坏非常大。

因风场临时道路多为裸露土层，压实度也不如原土，如果不注意修筑排水沟，雨季很容易造成路面被雨水冲出很多沟坎，不但造成水土流失，还影响风机运输车辆通行。

根据山地丘陵地区风电场建设经验，风机运输临时道路路径规划设计时应尽可能的使用原有机耕路，少占农田耕地。

而且，前期收资阶段尽量详细地调查用地权属，少用或不用有争议的地，减少施工期间因土地协调不下造成的道路路径变更。

吊装平台尺寸应根据每个机位地形情况具体设计，一般为30～40米*30～50米，考虑到适当的放坡，在一些落差较大的地方适当放大平台的临时征地面积。

另外，吊装平台设计时，一般考虑风机基础设计于平台一角，但布置时应注意与临时道路相结合，以避免与临时道路相冲突，风机设备无法运输至风机吊装平台。

2.4 场内集电线路设计由于山地丘陵地区地形复杂，场内集电线路设计一般选用架空、电缆混合线路，集电线路风机处终端铁塔至箱变段、集电线路升压站外终端塔至升压站段为电缆线路，其他位置一般选用架空线路方式。

在场内集电线路路径确定后需进行详细的线路地形测量和地质勘察，设计时应充分依据地形测量和地质勘察报告进行线路设计，避免设计和施工时出现杆位移动、导线腾空、上拔塔、对地安全距离不够等情况。

一期5万千瓦容量风电场项目场内集电线路长度一般约28公里，共约120多基杆塔，设计工作量相对较大，设计院布置塔位时尤其是直线塔一般是在图上布置，很少现场逐基确定。

因此，在详勘阶段对塔位拟选位置进行详细土地现状调查，布置塔位时注意避开经济作物、经济林、大棚、坟地、山上零星房屋、养殖区、采矿区等区域很有必要。

进行详细的线路塔位土地现状调查，可保证集电线路设计塔位的准确性和实用性，减少因征地协调不下造成杆塔移位。

另外，集电线路路径设计时在考虑线路投资的同时，应充分考虑集电线路铁塔、导线对风机设备运输和吊装是否妨碍，与运输道路和吊装平台位置是否冲突，与运行后的风机的安全距离是否足够等问题，且应考虑施工时道路路径变化，吊装平台位置变化对集电线路铁塔位置和导线走向的影响。

不要因小的造价节约，造成施工阶段线路变更引起更大的投资浪费。

3 山地丘陵地区风电场项目施工管理3.1 临时道路与风机吊装平台工程山东山地丘陵风电场区域村庄和农田较多，县界、镇界、村界多以山脊为界，交界处多有茬花地，一期5万千瓦容量风电场项目有可能涉及多个乡镇，二三十个自然村，涉及村民非常广，有时一个风机位占地牵扯到5、6家村民，关系极其复杂，所以，临时道路与风机吊装平台用地协调工作难度大也是山地丘陵地区风电场建设的特点之一。

在风机运输临时道路和吊装平台施工征地时不要过于保守，适当的留有余量，避免前期征地面积较小，造成了在施工过程的二次征地，给协调难度和施工进度均造成了较大的影响，这是山地丘陵地区风电场临时征地时非常重要的策略之一。

此外，为减少民事协调难度，施工时要根据现场地形情况设置排水措施，尽量确保不因修路造成下雨天水淹农田。

并且，根据现场机耕路情况埋设排水管，确保原有机耕路通畅，以保证不因此造成不必要的民事阻挠事件。

山地丘陵地区一期风电项目范围一般在方圆10公里范围内，风机运输临时道路需修长度一般约20公里，确定道路路径后，因时间和投资因素决定只能测绘1：500地形图，设计院无法计算精确的工程量，也无法设计精确的风机运输道路和吊装平台施工图，这就导致风机运输道路和吊装平台施工工程量计量难度较大。

由此决定，道路及平台施工招标一般采用提出技术要求（长度、宽度、坡度、放坡系数、道路路径走向图等）、总工程量包死（无路径变更不调整工程量）的方法进行招标，以保证道路和吊装平台施工造价可控。

施工时要注意临时道路与吊装平台交界处做缓坡处理，防止刮擦运输车辆底盘，保证风机大部件顺利运至吊装平台。

另外，风电场并网后要做好运行维护道路修筑方式的决策。

因附近村民较多，若修筑成一般土路，时间一久，被很容易被附近村民复垦，造成运维道路无法通行，进而影响风机发电量。

在项目投资允许的情况下，尽可能修筑为水泥路，以保证运维道路的畅通。

3.2风机基础工程风机基础施工和场内临时道路及风机吊装平台施工应尽可能整体打包招标。

风机基础和场内临时道路及风机吊装平台由一家单位施工有如下好处：1）统一招标有利于土方量统一考虑，节省了风机吊装平台施工与风机基础施工的开挖与回填的重复土方量。

2）因风机基础和风机吊装平台统一施工，节省了风机吊装平台交接验收后才能风机基础施工的时间，可先进行风机基础施工然后再养护期内完成风机吊装平台施工，缩短了整体施工工期。

3）两者由一家单位施工，施工方有三或二家变一家，减少了工程管理人员工程管理的工作量。