風電場內(nèi)道路高填方路基設(shè)計探析

李志攀

(京金風科創(chuàng)風電設(shè)備有限公司，北京 100176)

1 風電場內(nèi)道路高填方路基設(shè)計的重要性

路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，承受由路面?zhèn)鱽淼男熊嚭奢d，路基設(shè)計的是否科學(xué)合理、施工質(zhì)量好壞，直接影響著道路的穩(wěn)定性、安全性、適用性和使用壽命，從而保證道路正常使用功能，對促進市政基礎(chǔ)設(shè)施及城市發(fā)展起著非常重要的作用。風電場內(nèi)道路高填方路基在自重、路面荷載、雨水沖刷等情況下，容易發(fā)生沉降、變形、坍塌等病害。風電場內(nèi)道路高填方路基的沉降很難控制，養(yǎng)護維修也很困難，在設(shè)計時，分析會引起高填方路基沉降的因素，考慮合理的措施，一次性設(shè)計到位。

2 風電場內(nèi)道路高填方路基設(shè)計要點

2.1 風電場內(nèi)道路高填方路基高度和分級

道路設(shè)計過程中，填高超過5 m的路段難以保證其施工質(zhì)量，沉降值難以控制。將風電場內(nèi)道路高填方路基分級設(shè)計，每一級高度按照5 m控制(亦可可按6 m劃分)，最好不要超過三級設(shè)置，亦即高度在15 m范圍。如填方高度超過15 m，有必要進行橋梁方案比較確定。

2.2 路基邊坡設(shè)計對高填方路段的影響

路基邊坡設(shè)計是風電場內(nèi)道路高填方路基設(shè)計過程中的重要指標，邊坡設(shè)計不合理，將影響路基的穩(wěn)定性及道路使用功能，造成滑坡等道路病害。風電場內(nèi)道路高填方路基邊坡設(shè)計中，應(yīng)注意以下幾點：(1)經(jīng)過計算，依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求及建設(shè)場地地質(zhì)情況，合理選擇邊坡的坡度。(2)針對高填方路段，采用分級放坡的形式，一級最陡坡度控制1∶1.5，二三級坡度變緩，根據(jù)計算及土質(zhì)情況可用1∶1.75，1∶2。一二級、二三級邊坡之間設(shè)置2 m寬平臺，平臺上設(shè)置排水溝，一方面能夠減緩坡度，另一方面加強排水，防沖刷。(3)風電場內(nèi)道路高填方路基邊坡防護可采用植物防護或采用工程防護結(jié)合植物防護方式進行邊坡防護；或采用實體護面墻形式進行邊坡防護，防沖刷能力最強。(4)為了充分保證風電場內(nèi)道路高填方路基邊坡的穩(wěn)定性，可在最后一級邊坡坡腳位置設(shè)置護腳擋墻。

2.3 風電場內(nèi)道路高填方路基填料選擇

針對各級道路，風電場內(nèi)道路高填方路基填料選擇大同小異，保證能夠滿足相關(guān)規(guī)范對路基壓實度等指標的要求；根據(jù)填料粒徑大小及路面材料承載能力，對于風電場內(nèi)道路高填方路基填料的選擇應(yīng)該遵循以下原則：(1)應(yīng)優(yōu)先選用級配較好的礫類土、砂類土等粗粒土作為填料，填料最大粒徑應(yīng)小于15 cm。(2)泥炭、淤泥、強膨脹土、中等膨脹土、弱膨脹土、有機質(zhì)土及易溶鹽超過允許含量的土等，不得直接用于風電場內(nèi)道路高填方路基的填筑。(3)液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的細粒土，不得直接作為風電場內(nèi)道路高填方路基填料。(4)不得使用腐殖土、雜填土、廢棄物和其他路基施工規(guī)范禁止使用的病害土體；不得含有植物根系或其他有機物。(5)填料粒徑應(yīng)小于15 cm。設(shè)計過程中就近取土，利用挖方，填挖平衡，砂性土可作為風電場內(nèi)道路高填方路基填料。

2.4 風電場內(nèi)道路高填方路基和邊坡的計算復(fù)核

結(jié)合風電場內(nèi)道路建設(shè)場地工程地質(zhì)情況、填方高度及分級、所選用的填料種類，路基邊坡設(shè)計情況等對風電場內(nèi)道路高填方路基沉降量進行計算，滿足規(guī)范對路基變形的要求。首先對高填方邊坡及防護進行計算，通常采用整體的極限平衡方法來進行分析。根據(jù)邊坡不同破裂面形狀而有不同的分析模式。邊坡失穩(wěn)的破裂面形狀按土質(zhì)和成因不同而不同，粗粒土或砂性土的破裂面多呈直線形；細粒土或粘性土的破裂面多為圓弧形；滑坡的滑動面為不規(guī)則的折線或圓弧狀。如邊坡計算滿足安全性要求，說明設(shè)計所定坡度及防護合理，可進行下階段設(shè)計工作；如計算未能通過，則重新定義坡度、填料選擇、邊坡防護措施等條件，直至計算通過。結(jié)合邊坡計算成果進行道路高填方沉降量的計算，最主要保證滿足相關(guān)規(guī)范對各等級道路沉降量的規(guī)定，路基容許工后變形量為30 cm(快速路、主干路)、50 cm(次干路、支路)。一般采用基于彈塑性模型方法進行計算，結(jié)果在變形范圍內(nèi)，如不能實現(xiàn)，則要重新進行設(shè)計，直至計算通過。

2.5 路基排水系統(tǒng)的設(shè)計

風電場內(nèi)道路建設(shè)場地范圍地表水和地下水，對路基的穩(wěn)定和安全具有重要影響，在風電場內(nèi)道路高填方路基設(shè)計過程中，地表水對路基的影響更大，路基設(shè)計過程中，完善和加強排水系統(tǒng)的設(shè)計尤為重要。風電場內(nèi)道路高填方路基坡腳位置及分級平臺位置設(shè)置排水溝；根據(jù)風電場內(nèi)道路高填方路基邊坡防護種類設(shè)置截水溝、急流槽等排水措施。

2.6 特殊地段風電場內(nèi)道路高填方路基的處理

特殊地段風電場內(nèi)道路高填方路基的處理方案的設(shè)計，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，采取科學(xué)合理的設(shè)計方案，有效減少特殊地段風電場內(nèi)道路高填方路基的處理難度，具體如下：(1)針對風電場內(nèi)道路高填方路基，如自然地面土質(zhì)較好，承載力、含水量等路基指標滿足要求，在清除60 cm左右的表土后直接進行路基的填筑即可；(2)若存在有人工填土層(雜填土)，則必須把其全部清除直至原土層(人工填土層厚度在m范圍左右)，然后進行路基填筑；(3)若人工填土層較厚(超過5 m)，則需要與樁基處理進行方案比選，最終確定；(4)如地下水位較高，影響清表，則需要結(jié)合路基淺層片塊石換填(厚度1 m左右)處理之后才能進行路基正常填筑；(5)軟土、膨脹土等特殊路段，淺層的換填片塊石，深層的結(jié)合樁基處理措施先行進行路基處理后再進行路基填筑。以上措施為了避免使道路建成后路基受水的影響產(chǎn)生規(guī)范要求范圍外的變形，引起道路不均勻沉降，損壞路面，縮短道路使用年限。

2.7 風電場內(nèi)道路高填方路基設(shè)計中土工格柵的應(yīng)用

高填方路段的沉降是無法避免的，只能通過各種措施保證其沉降變形量在規(guī)范要求范圍內(nèi)?？稍诟咛罘铰范蔚牡讓?、分級層附近設(shè)置雙層土工格柵，保證每一層路基均勻沉降；另每隔1 m必要設(shè)置一層土工格柵，效果更佳；例如可采用50×50 KN鋼塑土工格柵。

3 結(jié) 語

近年來，山區(qū)風電場內(nèi)道路高填方路段經(jīng)常出現(xiàn)，而高填方路段的施工難度較大，施工危險系數(shù)較高，這就對設(shè)計方案的確定提出了更高的要求。只有充分做好前期工作，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，采取科學(xué)合理的設(shè)計方案，才能有效的減少挖填方量，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，確保施工安全和減少施工量。