风电场内道路高填方路基设计探析

李志攀

(京金风科创风电设备有限公司，北京 100176)

1 风电场内道路高填方路基设计的重要性

路基是路面结构的基础，承受由路面传来的行车荷载，路基设计的是否科学合理、施工质量好坏，直接影响着道路的稳定性、安全性、适用性和使用寿命，从而保证道路正常使用功能，对促进市政基础设施及城市发展起着非常重要的作用。风电场内道路高填方路基在自重、路面荷载、雨水冲刷等情况下，容易发生沉降、变形、坍塌等病害。风电场内道路高填方路基的沉降很难控制，养护维修也很困难，在设计时，分析会引起高填方路基沉降的因素，考虑合理的措施，一次性设计到位。

2 风电场内道路高填方路基设计要点

2.1 风电场内道路高填方路基高度和分级

道路设计过程中，填高超过5 m的路段难以保证其施工质量，沉降值难以控制。将风电场内道路高填方路基分级设计，每一级高度按照5 m控制(亦可可按6 m划分)，最好不要超过三级设置，亦即高度在15 m范围。如填方高度超过15 m，有必要进行桥梁方案比较确定。

2.2 路基边坡设计对高填方路段的影响

路基边坡设计是风电场内道路高填方路基设计过程中的重要指标，边坡设计不合理，将影响路基的稳定性及道路使用功能，造成滑坡等道路病害。风电场内道路高填方路基边坡设计中，应注意以下几点：(1)经过计算，依据相关规范规定，结合相关规范要求及建设场地地质情况，合理选择边坡的坡度。(2)针对高填方路段，采用分级放坡的形式，一级最陡坡度控制1∶1.5，二三级坡度变缓，根据计算及土质情况可用1∶1.75，1∶2。一二级、二三级边坡之间设置2 m宽平台，平台上设置排水沟，一方面能够减缓坡度，另一方面加强排水，防冲刷。(3)风电场内道路高填方路基边坡防护可采用植物防护或采用工程防护结合植物防护方式进行边坡防护；或采用实体护面墙形式进行边坡防护，防冲刷能力最强。(4)为了充分保证风电场内道路高填方路基边坡的稳定性，可在最后一级边坡坡脚位置设置护脚挡墙。

2.3 风电场内道路高填方路基填料选择

针对各级道路，风电场内道路高填方路基填料选择大同小异，保证能够满足相关规范对路基压实度等指标的要求；根据填料粒径大小及路面材料承载能力，对于风电场内道路高填方路基填料的选择应该遵循以下原则：(1)应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料，填料最大粒径应小于15 cm。(2)泥炭、淤泥、强膨胀土、中等膨胀土、弱膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于风电场内道路高填方路基的填筑。(3)液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土，不得直接作为风电场内道路高填方路基填料。(4)不得使用腐殖土、杂填土、废弃物和其他路基施工规范禁止使用的病害土体；不得含有植物根系或其他有机物。(5)填料粒径应小于15 cm。设计过程中就近取土，利用挖方，填挖平衡，砂性土可作为风电场内道路高填方路基填料。

2.4 风电场内道路高填方路基和边坡的计算复核

结合风电场内道路建设场地工程地质情况、填方高度及分级、所选用的填料种类，路基边坡设计情况等对风电场内道路高填方路基沉降量进行计算，满足规范对路基变形的要求。首先对高填方边坡及防护进行计算，通常采用整体的极限平衡方法来进行分析。根据边坡不同破裂面形状而有不同的分析模式。边坡失稳的破裂面形状按土质和成因不同而不同，粗粒土或砂性土的破裂面多呈直线形；细粒土或粘性土的破裂面多为圆弧形；滑坡的滑动面为不规则的折线或圆弧状。如边坡计算满足安全性要求，说明设计所定坡度及防护合理，可进行下阶段设计工作；如计算未能通过，则重新定义坡度、填料选择、边坡防护措施等条件，直至计算通过。结合边坡计算成果进行道路高填方沉降量的计算，最主要保证满足相关规范对各等级道路沉降量的规定，路基容许工后变形量为30 cm(快速路、主干路)、50 cm(次干路、支路)。一般采用基于弹塑性模型方法进行计算，结果在变形范围内，如不能实现，则要重新进行设计，直至计算通过。

2.5 路基排水系统的设计

风电场内道路建设场地范围地表水和地下水，对路基的稳定和安全具有重要影响，在风电场内道路高填方路基设计过程中，地表水对路基的影响更大，路基设计过程中，完善和加强排水系统的设计尤为重要。风电场内道路高填方路基坡脚位置及分级平台位置设置排水沟；根据风电场内道路高填方路基边坡防护种类设置截水沟、急流槽等排水措施。

2.6 特殊地段风电场内道路高填方路基的处理

特殊地段风电场内道路高填方路基的处理方案的设计，应该根据现场的实际情况，采取科学合理的设计方案，有效减少特殊地段风电场内道路高填方路基的处理难度，具体如下：(1)针对风电场内道路高填方路基，如自然地面土质较好，承载力、含水量等路基指标满足要求，在清除60 cm左右的表土后直接进行路基的填筑即可；(2)若存在有人工填土层(杂填土)，则必须把其全部清除直至原土层(人工填土层厚度在m范围左右)，然后进行路基填筑；(3)若人工填土层较厚(超过5 m)，则需要与桩基处理进行方案比选，最终确定；(4)如地下水位较高，影响清表，则需要结合路基浅层片块石换填(厚度1 m左右)处理之后才能进行路基正常填筑；(5)软土、膨胀土等特殊路段，浅层的换填片块石，深层的结合桩基处理措施先行进行路基处理后再进行路基填筑。以上措施为了避免使道路建成后路基受水的影响产生规范要求范围外的变形，引起道路不均匀沉降，损坏路面，缩短道路使用年限。

2.7 风电场内道路高填方路基设计中土工格栅的应用

高填方路段的沉降是无法避免的，只能通过各种措施保证其沉降变形量在规范要求范围内。可在高填方路段的底层、分级层附近设置双层土工格栅，保证每一层路基均匀沉降；另每隔1 m必要设置一层土工格栅，效果更佳；例如可采用50×50 KN钢塑土工格栅。

3 结 语

近年来，山区风电场内道路高填方路段经常出现，而高填方路段的施工难度较大，施工危险系数较高，这就对设计方案的确定提出了更高的要求。只有充分做好前期工作，结合现场的实际情况，采取科学合理的设计方案，才能有效的减少挖填方量，减少对生态环境的破坏，确保施工安全和减少施工量。