（中电投电力工程有限公司，上海，200233）
【摘 要】为应对全球气候变化、能源安全问题以及改善能源结构等方面，风能作为一种清洁的永续能源，正逐步成为中国可持续发展的重要组成部分。在我国，山地风能资源十分丰富，是建设风电场的首选地区之一。山地风场普遍地势较高，地形起伏大，山上密树丛生，岩石坚硬密实，施工工程量大、难度大。风电场工程建设整体工期紧迫且任务艰巨，而升压站作为风电场关键点，其工程建设直接影响工程建设总目标的实现。本文以垣曲200MW风电场工程北区升压站建设为例，总结了升压站选址、站内布局、设计优化、施工技术等相关事宜，为后续的类似山地风电场施工提供参考。
【关键词】升压站；山地；选址；布局；设计；优化；施工；
中电投垣曲200MW风电场位于山西省运城市垣曲县县城北中条山山脉，地貌上属于低山区，山顶地形起伏大，地面海拔标高介于700～1700m之间。山地地表植被良好，主要青岗树、柏马树和灌木丛为主；山地地质条件良好，以安山岩、片麻岩等为主，部分岩石已裸露在外。因地下岩石强度高、质地坚硬、压缩性低、分布均匀稳定，故是优良的建筑物天然地基持力层。由于工程建设整体工期紧迫且任务艰巨，北区升压站作为风电场关键点，其工程建设质量及进度直接影响工程建设总目标的实现。
1．科学选址
因风电场北区风机均布置于中条山山脊之上，且布局呈月牙型分布；故北区升压站站址需位于风电场居中部位，便于35KV集电线路接入，保证各回路线路长度相差不大，同时避免影响各回路线路方案设计。站址微选过程中由于当地基本农田分布广且分散，山地地形起伏大，升压站占地面积较大；同时应充分结合地质条件，避免位于沉积岩之上（易加大地基处理及边坡防护难度，增加工程建设成本等），不宜选择山体脚下（防止发生泥石流、山地滑坡等），尽量远离泄洪沟等诸多条件，故导致升压站选址难度不断增加。后多次实地踏勘调整，初步选定于垣曲县瓦舍村村北的山顶林地之上。通过了解当地交通道路的状况及近期规划，充分利用当地瓦舍村的村村通公路作为临时道路使用，且当地政府规划建设一条景观道路正好从此处通过。此处距接入系统垣曲220KV变电站仅为11.8公里，大大较低接入系统施工成本。综合以上各方面因素，确认此处作为升压站站址进行建设。
2．合理布局
北区升压站站址地形起伏较大，地势北高南低，自然地面高程位于800m左右，站内地形高程差最大可达20m。站内地质条件良好，地表土较少，以中等风化的安山岩为主，部分岩石已裸露在外；因安山岩地质层埋藏较浅、质地坚硬，且土石方开挖深度较大且工程量超大，导致工程施工难度加大且进度延缓，严重增加工程建设成本。站内场平施工中，北侧为挖方区，南侧为填方区。为减少土石方挖填工程量，降低工程建设成本；故对升压站布局设计的优化至关重要。
升压站站内建筑包括生产办公楼、综合配电室、生活消防水泵房、污水处理装置、事故油池、主变、GIS及SVG等，其中生活消防水泵房、污水处理装置、事故油池的结构埋深较大，最大可达7m。可将站内北侧挖方区作为生产区，将综合配电室、主变、GIS及SVG等建筑布置此区域，因其结构埋深均较浅，可大大降低石方开挖工程量和缩短施工进度等。另由于风电场在升压站之北，且升压站站外南侧和西侧均为陡坡，站外东侧为风场道路，站外北侧为35KV集电线路终端塔；故将站内北侧作为生产区最为合理，可便于35KV集电线路的接入，电缆及电缆沟工程量均可降低。
另将站内南侧填方区作为办公生活区，将生产办公楼、生活消防水泵房、污水处理装置、事故油池等建筑布置此区域内。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆待此区域植被及地表土清理结束后，结合各个建筑结构埋深大小，在各个建筑结构区域范围内进行地基处理及结构施工；待各个建筑结构施工完成后，再进行场地平整的回填夯实，可大量减少石方开挖和二次土方开挖工程量，且结构回填和场平回填可一次进行，减少因重复回填而造成的土石方工程量。
3．施工组织
北区升压站由于站内自然地形起伏不平，高程相差较大；导致场地平整工程量很大（其中挖方区最高可达11m，工程量约30000m3；回填区最深可达9m，工程量约10000m3）。为保证站外四周边坡稳定性而设计边坡防护系统，需在站外北面和东北面设置护坡，站外西面、南面、东南面设置挡土墙。因升压站地处山地林场，土地征用面积较大，加上当地林业监管及审批严格，故加强控制施工范围、减少植被破坏等至关重要；同时场平回填边坡坡比较大，导致站内场平挖方的土石方临时堆放困难；故施工过程的科学策划、合理组织是必要的。
首先，应明确升压站土地征用范围，定位放线后进行植被清理、树木砍伐等事宜，为设计院进行地形测绘和地质详勘创造有利条件。其次，待地表清理完成组织设计院地勘技术人员进场开展地质详勘工作；详勘资料完善后需尽快完成挡土墙及场地平整施工图设计，明确挡土墙地基持力层及场平回填要求。再次，施工图纸交付完成后，立即开展挡土墙及场平施工；待挡土墙达到设计强度后，按照场平施工图要求进行场平回填。为提高施工人员和机械使用效率，缩短施工周期长度；挡土墙施工可分段流水作业，场平可分区域流水作业，场平回填可分阶梯流水作业；同时施工过程中按照先挡土墙后场平，场平施工按照先挖后填的施工顺序。
施工过程中通过各工作间的逻辑关系及相互制约因素，通过合理组织、精心安排，保证每项工作的高效率、低成本、短周期完成，同时为后续工作提供有利条件。如上述过程中地表清理为站内地形测绘和详勘工作提供有利作业平台；而地质勘察及地形测绘为设计施工图纸提供充分的技术数据支持；挡土墙施工完成保障后续场平回填施工，同时也解决开挖土方临时堆放的问题；各工序的分段分区域分阶段施工，可保证现场施工人员及机械的高效利用，避免造成高投入低产出。
4．设计优化
北区升压站地质层主要以安山岩为主，因其埋藏较浅、强度高、压缩性低、分布均匀稳定，故是优良的建筑物天然地基持力层。升压站挡土墙采用水泥砂浆砌筑块石料，片、块石要求采用最小边厚度为≧120mm，不易风化，强度等级不低于MU30，抗压极限≧30000KPa。为解决块石料的采购运输以及破碎岩石清理外运等困难，将现场破碎未风化安山岩取样送检后，发现安山岩强度等级及抗压极限均满足设计要求；经设计变更后采用破碎未风化安山岩作为挡土墙砌筑块石材料。
挡土墙高度随自然地坪而变化设计，高度为2m-11m不等，墙顶宽度1m-3m不等；部分区域自然地坪坡比达到1:0.1，而挡土墙坡比为1:0.25；所有挡土墙为墙顶内侧对齐，且顶部内侧向内1m方为升压站围墙。为保证挡土墙整体外观里面效果，减少对周围林地的占用，不影响升压站站内使用面积要求情况下；将挡土墙优化为墙顶外侧对齐，且坡比统一变更为1:0.2，且墙顶外侧向内1m为围墙。此设计优化经设计院设计验算可行，因挡土墙每向外扩展1m将导致挡土墙高度及工程量变化巨大，故优化后可大大降低挡土墙工程量及占地面积，同时围墙砌筑可直接以挡土墙为基础，相应地减少围墙工程量。
另因安山岩埋藏较浅、强度高、质地坚硬等，导致石方开挖难度加大，必须使用铀锤进行破碎处理，部分区域还需爆破开挖；加上当地冻土层厚度仅为700mm，在不影响使用功能要求下，对各个建筑结构基础埋深优化的至关重要。
结束语：
工程建设过程中应充分了解当地国土、林业等布局分布，熟悉当地交通状况及规划，掌握当地的地形、地质、水文、气候等资料；工程建设过程应对施工组织、工序安排、设计方案等提出科学合理性建议，应集思广益、开源节流；需不断提高工作效率，降低施工难度，减少征地费用，降低工程建设成本。
参考文献：
[1]喻攀. 基于GIS和RS的开江县土壤侵蚀评价[D]. 四川农业大学 2015
[2]张凤莲,李淑琴. 一种风电机组的低压穿越改造装置研究[J]. 电气传动. 2015(04)
论文作者:何生银
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年7月总第212期
论文发表时间:2016/9/18
标签：挡土墙论文; 工程量论文; 工程建设论文; 站内论文; 北区论文; 山地论文; 地形论文; 《工程建设标准化》2016年7月总第212期论文;