沙漠地區(qū)道路設(shè)計(jì)論文范文

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1風(fēng)蝕

1．1路堤當(dāng)全年主導(dǎo)風(fēng)向與路線走向正交時(shí)，公路迎風(fēng)側(cè)的路肩及邊坡上部風(fēng)蝕較嚴(yán)重，背風(fēng)側(cè)則較輕。當(dāng)全年主導(dǎo)風(fēng)向與路線走向平行時(shí)，公路兩側(cè)的路肩及邊坡上部均易遭受風(fēng)蝕。

1．2路塹路塹邊坡的風(fēng)蝕一般均較嚴(yán)重，風(fēng)蝕程度則隨路線與主導(dǎo)風(fēng)向的交角而有所不同。當(dāng)風(fēng)向與路線平行時(shí)，兩側(cè)坡面多風(fēng)蝕成條溝狀;當(dāng)風(fēng)向與路線正交時(shí)，迎風(fēng)坡面的局部地方則易被掏空成犬牙狀。

2路線設(shè)計(jì)及要點(diǎn)分析

風(fēng)電場內(nèi)的道路是為了風(fēng)電場建設(shè)及建成投產(chǎn)后的運(yùn)行檢修服務(wù)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的位置決定了風(fēng)電場內(nèi)部道路的走向。結(jié)合沙漠地區(qū)特殊的地貌類型及風(fēng)資源情況，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的布置基本以矩陣布置為主，從而決定了整個(gè)風(fēng)電場道路布置的基本格局也是橫平豎直的矩陣布局。

2．1總體選線原則內(nèi)蒙古通遼某風(fēng)電場東西長約12km，南北寬約8km，區(qū)域內(nèi)為沙堆、沙壟及沙丘等風(fēng)沙堆積地貌，植被稀疏、低矮。區(qū)域標(biāo)高在260m～280m(1985國家高程基準(zhǔn))之間，相對高差較低。由于區(qū)域地形平坦，相對高差較小，周邊無高大障礙物，所以對丘陵、山地風(fēng)電場道路設(shè)計(jì)造成較大甚至是決定性影響的道路最大縱坡、最大縱坡限制坡長、轉(zhuǎn)彎半徑等道路設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)對此種類型的風(fēng)電場影響很小，并非需要重點(diǎn)考慮的因素。沙漠地區(qū)風(fēng)電場道路設(shè)計(jì)所考慮的主要問題是沙埋與風(fēng)蝕，兩者當(dāng)中又以沙埋為主。所以，沙漠地區(qū)風(fēng)電場道路路線選擇時(shí)應(yīng)注意下列問題:1)在路線通過嚴(yán)重流沙地段時(shí)，要綜合考慮施工、養(yǎng)護(hù)、營運(yùn)等因素，做好方案比較。當(dāng)路線繞行長度不多，工程量增加不大時(shí)，要盡量繞開嚴(yán)重的流沙地段，以免對風(fēng)電場后期運(yùn)行維護(hù)造成嚴(yán)重影響。2)路線要盡可能選擇在沙害較輕的地帶通過，如河岸、湖岸、鹽漬土分布的地帶，以及地下水溢出地帶，大山或高地的前緣背風(fēng)地帶等。3)路線穿過流沙地區(qū)時(shí)，要注意用最短的距離通過，利用沙丘的背風(fēng)面和風(fēng)蝕洼地通過。4)路線走向要盡量與風(fēng)電場的全年主導(dǎo)風(fēng)向大致平行，這會(huì)減少很多的養(yǎng)護(hù)工作量，降低養(yǎng)護(hù)成本。5)路線平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量少用圓曲線，避免使用小半徑圓曲線。當(dāng)出現(xiàn)曲線段時(shí)，曲線段部分宜采用路堤方案，并將彎道外側(cè)朝向全年主導(dǎo)風(fēng)向。

2．2縱斷面分析與路基橫斷面設(shè)計(jì)為減少沙埋對風(fēng)電場道路造成的影響，在路線縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用適當(dāng)高度的路堤方案，不填不挖及路塹方案都容易積沙。當(dāng)路線與全年主導(dǎo)風(fēng)向正交時(shí)，隨著路堤高度的增加，風(fēng)速加強(qiáng)，因此，較高的路堤一般不會(huì)遭受沙埋危害;當(dāng)路線與全年主導(dǎo)風(fēng)向平行時(shí)，由于路堤較高，路基表面光滑，路基頂部風(fēng)速較兩側(cè)沙地表面風(fēng)速大，所以同樣積沙情況較少;但是隨著路堤高度的增加，風(fēng)蝕程度也會(huì)加劇。路堤的高度不應(yīng)低于0．3m，一般以1m左右為宜。同時(shí)，在沙丘起伏地區(qū)，路堤高度要比路線兩側(cè)各50m范圍內(nèi)沙丘的平均高度高出0．3m～2．0m。為防止路基風(fēng)蝕，低路堤(不大于1m)的邊坡坡度較緩，在1∶3～1∶10之間為宜，這樣路基兩側(cè)可以不作或者少作防護(hù)工程措施，節(jié)約工程造價(jià);而高路堤(大于1m)邊坡坡度在1∶1．5～1∶2之間為宜，同時(shí)路基兩側(cè)需設(shè)置一定的防護(hù)措施，以防風(fēng)蝕。當(dāng)無法避免而產(chǎn)生路塹時(shí)，也應(yīng)避免采用長度大于30m和深度大于6m的路塹。當(dāng)路塹與風(fēng)向正交時(shí)，路塹內(nèi)風(fēng)力減弱，路塹背風(fēng)坡的風(fēng)力減弱程度更大。由于路塹迎風(fēng)坡對風(fēng)沙流的阻擋，積沙形成較為迅速，積沙從背風(fēng)坡開始，呈舌狀向整個(gè)路基寬度蔓延;當(dāng)路塹與風(fēng)向平行時(shí)，一般塹內(nèi)無積沙，只是進(jìn)出口處形成漏斗形狀的片狀積沙，危害不大。路塹的邊坡坡度越緩，積沙越少。為減少積沙，路塹的邊坡坡度控制在1∶5～1∶10之間為宜，同時(shí)應(yīng)使路塹頂部寬度L與路塹深度H的比值盡可能接近20～30的范圍。路塹示意圖見圖1。

3路基防護(hù)

風(fēng)電場運(yùn)營年限較長，維護(hù)檢修頻繁，風(fēng)電場內(nèi)部道路的通暢是重中之重。除了在平面選線、縱斷面設(shè)計(jì)及路基橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)要考慮防治沙害外，路基防護(hù)也是不可或缺的防治手段。為防止路基風(fēng)蝕，可以使用多種材料對路基進(jìn)行防護(hù)，以保證路基的穩(wěn)定和行車安全。

3．1柴草類防護(hù)使用麥草、稻草、蘆葦、沙蒿、野麻及其他草類，將植物的莖桿砍成30cm～50cm的短節(jié)，沿路基坡腳向上每層按5cm～10cm的厚度層疊鋪設(shè)、灌沙、搗實(shí)。這種防護(hù)方式材料來源較豐富，但使用年限短，用量較大。路基及路塹層鋪柴草防護(hù)路基橫斷面圖見圖2。

3．2土類防護(hù)使用粘性土(塑性指數(shù)大于7)沿路基坡腳向上平鋪、夯實(shí)，邊坡處厚度5cm～10cm，路肩處厚度10cm～15cm。這種防護(hù)方式適用于路基的全面防護(hù)，效果好，但抗沖蝕性能差，如需增加抗沖蝕強(qiáng)度和避免干裂，還需添加一定比例的骨料，例如10%～15%的沙或20%～30%的礫石(體積配比)。路基與路塹粘土防護(hù)路基橫斷面圖見圖3。

3．3瀝青防護(hù)使用80%～90%的風(fēng)積沙混合20%～10%的熱瀝青，直接在邊坡上平鋪、拍實(shí)，厚度5cm左右。這種防護(hù)措施效果較好，但施工復(fù)雜，造價(jià)較高，容易遭破壞。

4路側(cè)防沙工程

為了從源頭上控制沙害，可以采取多種防治措施，主要有工程和植物兩種措施。其中工程措施可以歸納為固、阻、輸、導(dǎo)等四種類型，見表1。工程措施效果好，見效快，但投資較高。各種措施可以單獨(dú)采用，也可以幾種措施配合使用。為了使各種措施經(jīng)濟(jì)有效，必須有總體的布置，使路側(cè)各種防沙措施形成一個(gè)完善的綜合防護(hù)體系。區(qū)別于工程措施，植物固沙是防治沙害的根本措施，不僅可以降低風(fēng)速，削弱和抑制風(fēng)沙流活動(dòng)，而且由于沙生植物具有發(fā)達(dá)的根系，還能固結(jié)其周圍的沙粒，加之枯枝落葉的堆積，有利于有機(jī)質(zhì)的聚積，促進(jìn)沙的成土作用，改變沙地性質(zhì)，使流沙趨向固定。植物起到全面固沙作用后，不僅大大減少了養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)，而且收益與日俱增，比任何工程防護(hù)措施都更為優(yōu)越有效，有條件時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。由于風(fēng)電場道路設(shè)計(jì)與施工經(jīng)費(fèi)僅占風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目總投資的2%～4%左右，這也使得風(fēng)電場道路建設(shè)在諸多方面必須考慮經(jīng)濟(jì)投資的限制，選擇適合自身的沙害防治措施也顯得尤為重要。

5結(jié)語

在我國“三北”地區(qū)，沙漠、沙地分布廣泛，風(fēng)能資源極為豐富，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益較高。由于特殊的地形地貌，風(fēng)沙活動(dòng)對風(fēng)電場道路產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。風(fēng)電場道路在設(shè)計(jì)階段就需要從平面選線、縱斷面設(shè)計(jì)、路基橫斷面設(shè)計(jì)等多方面綜合考慮，結(jié)合路基防護(hù)措施并選擇適合自身的沙害防治手段，多管齊下、多種措施并用，力求減少沙埋、風(fēng)蝕對風(fēng)電場道路造成的危害，保證風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。

作者：關(guān)元淵單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測設(shè)計(jì)院