风电场山区道路施工方案优化及施工质量控制措施浅谈

张琛　杨朝许　高丽　张涛

摘 要：风电场的建设经常选址于风能丰富的地区，这些地区往往位于山区或其他复杂地形地区，施工难度较大。基于此，探讨风电场山区道路施工中的挑战与问题，提出施工方案优化建议，并深入研究施工质量控制的具体措施。通过对实际案例的分析，进一步验证了建议和措施的实用性与有效性，以期能为风电场山区道路的施工提供一些有益的参考，促进风电行业的可持续发展。

关键词：风电场；山区道路；施工方案；施工质量；控制措施

中图分类号：U412                                  文獻标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2023）12-0059-03

0 引言

风电作为一种绿色、可再生的能源，在全球范围内得到了广泛推广和快速发展。为了达到气候目标和降低温室气体排放，将风电纳入主要的能源结构，有利于减少对化石燃料的依赖。风电场的选址往往位于风速稳定、频繁的山区。这些地方风力资源丰富，地势高度发电效益好。然而，复杂的地形、变幻莫测的气候和敏感的生态环境使得山区道路施工更为艰难。面对陡峭的斜坡、狭窄的山谷以及不稳定的地质条件，施工团队不仅要保证工程质量，还需确保整个施工过程的安全性。为避免对生态系统造成不可逆的伤害，环境保护在施工中也必须做好。

1 风电场山区道路施工的挑战与问题

1.1 地形地貌导致的问题

山区常有大量陡峭的斜坡、狭窄的山谷、多样化的地质结构和各种类型的土壤，这些因素使道路施工在山区面临土壤的不稳定性，特别是在雨季时，可能出现滑坡和坍塌的现象。在狭窄的山谷或复杂的地形中，道路布局和设计要充分考虑到地形的限制，确保道路具有适当的负载能力和稳定性。此外，山区通常存在着丰富的地下水资源，地下水的流动和积聚可能对道路施工和其稳定性造成难以预料的挑战[1]。

1.2 施工工艺和材料的挑战

山区的地理位置往往使得大型施工机械和材料的运输既困难又昂贵。在这样的地形中，传统的施工技术可能无法适应，需要引入或研发新的技术。面对山区的特定气候和环境条件，使用的建筑材料需要具有耐腐蚀、稳定性高并能适应当地条件的优点。

1.3 环境保护和安全问题

山区通常拥有丰富的生物多样性和敏感的生态系统，施工活动可能对当地的生态系统造成伤害，为此需要进行生态评估，制定并实施相应的生态保护措施。

在山区的条件下施工更容易让工人面临安全风险。例如，高海拔地区可能会导致高原反应，地形和气候的变化也会增加施工的困难度和危险性。施工过程中，土地开挖活动可能导致土壤侵蚀、泥石流等现象，这不仅对道路的稳定性构成威胁，还可能对附近的河流和水源造成破坏[2]。

2 施工方案优化建议

2.1 选择合适的施工技术和工艺

在面对山区风电场道路施工挑战时，合适的施工技术和工艺选择成为了关键因素。这些技术和工艺能够适应复杂的地形、提高施工效率，并确保项目的长期稳定性和质量。对于山区的复杂地形，推荐采用灵活的施工方法。模块化施工技术是在其他地方预制部分结构，再被运输到施工现场组装。应用该技术不仅有助于减少现场的挖掘和施工量[3]，还可以减少由于施工而对地形造成的影响，提高施工速度。

针对山区的不稳定地质条件，应当使用地质雷达或地质声波探测技术进行深度的地质勘查。这些高精度的勘查技术可以提供关于地下结构和土壤稳定性的详细信息，从而使工程师能够更好地制定施工策略，来应对潜在的地质风险。

考虑到山区常见的土壤侵蚀和坍塌问题，建议使用边坡支护技术和生态工法来加强土壤稳定性。例如，可以使用格宾网、生态袋、植物墙等技术，既能增强斜坡的稳定性，又达到了生态保护的效果。为确保施工的效率和质量，应当引入现代化的施工管理系统，如BIM技术。BIM技术可以为施工团队提供实时的施工进度、材料使用和质量控制信息，从而确保项目的顺利进行[4]。

2.2 适应山区特点的材料选择

在山区进行道路施工，材料的选择至关重要。山区特殊气候和地质条件给材料的稳定性、耐久性和环境适应性带来了巨大挑战。针对山区常见的寒冷气候，建筑材料必须具备高抗冻性，尤其是混凝土。低温条件下，一般的混凝土可能会出现冻结和裂缝，使用抗冻混凝土和特殊的抗冻剂可以显著提高混凝土在寒冷环境中的稳定性。

湿度变化也是需要考虑的关键因素。在湿度波动频繁的地区，建材容易受到湿气和干燥的影响。透气性和调湿性能出色的材料是理想之选，如透水混凝土，可以有效抵抗由于湿度变化引起的损坏。

山区的紫外线强度通常较高，这可能会导致一些材料老化、退色或变脆。选择具有UV保护层或固有抗UV性能的建筑材料，可以确保其长时间的持久性和稳定性。

地下水、土壤酸碱度和其他地质因素也直接影响材料的选择。在地下水位较高或变动频繁的地区，防水材料和混凝土外加剂至关重要。设计良好的排水系统能确保道路基础的干燥和稳定。对于酸性或碱性土壤，使用耐酸碱混凝土或涂有防酸碱防护涂层的钢筋是合理的选择。

2.3 地形地貌适应性的施工方案

面对山区独特的地形地貌，任何风电场道路施工方案都必须具备高度的灵活性和适应性。施工方案的制定不仅需要考虑提高施工效率，还要确保项目的长期稳定性和对环境的最小化干扰。施工布局必须与山地的自然地形相协调。例如，道路的走向应尽量避免大的高程差异，以减少挖方和填方的工作量。在可能的情况下，道路可以沿着山脊或河谷走向，从而最大限度地减少对山体的开挖。施工基地和临时设施的位置，应选择在地势相对平坦、交通便利且对生态影响最小的地方。

施工设计应该根据具体地形和地质情况进行优化。在岩石区域，可能需要使用特殊的爆破或切割技术。对于疏松的土壤区域，可能需要加强地基或采用特殊的路基材料。此外，考虑到山区的地震风险，施工设计还应增加抗震措施，不过施工过程中的实时调整也是关键。由于山区的地质条件可能存在很大的变异性，施工团队需要随时根据地质勘查结果或施工中出现的问题进行调整。如果在挖掘过程中发现了未预期的水源或不稳定的岩层，可能需要更改设计或采用不同的施工技术。

3 施工质量控制措施

3.1 质量监督与检测手段

严密监督与检测风电场山区道路施工质量是保证工程顺利完成的关键步骤。施工单位应形成一个完善的监督体系，明确各个岗位的职责和任务。应有专门的质量监督团队定期对施工现场进行巡查，以确保所有施工活动按照预定的设计和规范进行。

为了保证监督的公正性和准确性，引入第三方质量监督机构进行独立公正的施工过程监督和检查也是非常必要的。第三方的参与可以帮助消除内部的偏见和误解，确保所有的监督和检查活动都在公正公平的基础上进行。

现代科技的发展也为实时监测提供了可能。无人机、传感器等设备可以在施工过程中进行实时数据采集，快速发现并调整施工中的问题。例如，传感器可以对混凝土的固化程度进行监测，以确保其达到预定的质量标准。除了实时监测，定期抽样检测和实验室分析也是重要的质量控制手段。通过定期抽取材料样本进行详细的化学和物理测试，可以确保所有的材料都符合质量标准。每天的施工日志和报告记录也是监督和检查的一部分。施工团队应该记录施工过程中使用的材料、遇到的问题以及解决方案等，以给项目所有参与方提供一个清晰透明的施工信息。

当发现有问题或不符合标准的情况时，应立即启动反馈机制并进行纠正。施工单位应制定明确的整改流程，并对整改效果进行后续监督，以确保所有问题都能得到及时解决。

3.2 人员培训和管理

风电场山区道路施工在很大程度上依赖于施工现场人员的技能和管理。因此，对人员的培训和管理是确保施工质量的关键环节。

人员培训应着重于技能的提升。由于山区道路施工面临众多特定的挑战，如复杂的地形、地质条件和环境因素，工人需要具备专业的知识和技能来应对。此外，现代施工方法和技术的不断更新，也要求工人能够掌握最新的施工方法和使用现代化的设备。因此，定期的培训课程、实地操作练习和理论考试是非常必要的。

对施工人员的日常监督和指导同样重要。现场管理人员应确保工人们遵循施工规范和安全规定，使用与质量标准相一致的施工方法。为此，管理人员也要经过专门的培训，以便更好地进行人员的管理和指导。

建立明确的奖惩机制可以进一步提高工人的工作积极性和效率。对于表现出色、技能高超的工人，应给予适当的奖励，如提高工资或给予晋升机会。而对于犯错误或违反规定的工人，应该进行纠正指导，并在必要时采取处罚措施。

3.3 材料质量控制

风电场山区道路施工中的材料选择对工程长期稳定性至关重要。为确保使用的材料都满足项目需求，必须实施严格的材料质量控制措施。从供应商处采购的所有材料都应经过严格筛选，并确保其有相应的质量证书和检验报告。在施工现场，应定期对这些材料进行检测，以确保其持续满足项目标准。任何低于标准或疑似劣质的材料都应被筛查出来并替换。仓库管理也至关重要，确保材料在良好的存储条件下，能保持其质量和性能。

3.4 机械和设备的维护与更新

为保证风电场山区道路施工的顺利进行，确保机械和设备的正常运行是关键。每件机械和设备都应有明确的维护日程，确保其在最佳状态下运行。此外，随着技术的不断进步，新的机械和设备会更加高效且安全。因此，施工单位应定期评估其现有设备的性能和效率，并考虑进行更新或更换。机械故障不仅会导致工程延误，还可能危及工人的安全，因此必须给予足够的重视。在每个项目开始之前，确保所有设备都经过彻底的检查，以预防任何潜在的故障或问题。

4 实际案例分析

4.1 施工案例

南召位于河南省西南部伏牛山南麓，南阳盆地北缘，在其山区有一座风电场项目。该山区海拔较高，道路施工面临了前所未有的挑战。为了使风电场正常运行，需要有一条能够支持重型车辆运输的稳固道路，从主要交通路线延伸到风电场的各个风机位置。该山区地形复杂，既有崎岖的山坡，又有深邃的峡谷。且这一地区的生态系统相当脆弱，拥有多种受保护的植物和动物。

施工单位在项目开始前，进行了地质勘测和环境评估，与多个生态和地质学专家进行了深入的合作，确保在施工过程中对自然环境的干扰最小化。通过评估，最终确定了一条既经济又实用的道路线路。考虑到该地区的气候特点，道路施工主要集中在降雨较少的季节。施工过程中，除了常规的道路施工设备，还引入了一些特制的机械，以应对高海拔地区的环境变化。

4.2 分析施工方案的优劣

南召风电场道路施工的方案是经过深入研究与评估得出的，具有一系列的优势，但也存在一定的不足。该方案经过多次地质勘查和环境評估，确保了施工的可行性和环境的可持续性。由于施工环境海拔较高、地形复杂，引入了一些特定的机械设备，这有助于提高工作效率和确保工人安全。在整个施工过程中，有意识地避免对受保护的生态区域造成干扰，显现了高度的社会责任感。

该施工方案存在的一些不足具有以下3点：一是由于地形的复杂性和气候的制约，施工周期比预期长，项目成本增加。二是高海拔、低氧、气温变化等因素，给施工带来了巨大的挑战，需要更高的技术和经验来应对。三是使用了特制的机械和设备，并额外采取了生态保护措施，使得项目的总成本超出了预期。

4.3 质量控制措施的实施和效果

为确保道路施工的质量和持久性，南召风电场项目采纳了一系列严格的质量控制措施。首先，施工过程中对道路的基础、混凝土、钢筋等进行了定期的质量检测，以确保它们都达到了预定的标准。其次，项目方邀请了独立的第三方机构对施工质量进行定期评估，以增加了施工的透明度。最后，针对高海拔和复杂地形的特点，对工人进行了特殊培训，以确保工人具备相关的技能和知识。

质量控制措施的实施，使得道路在竣工后表现出优良的稳定性和使用性。经过使用，道路保持良好，未出现任何严重的维护问题，证明了施工方案的成功和质量控制措施的有效性。

5 结束语

随着风能产业的不断发展，山区风电场建设日益受到重视。但山区地形复杂，给道路施工带来了一系列挑战。通过分析丽江风电场的实际案例，认识到合理的施工方案、科学的质量控制措施及持续的人员培训是保障工程顺利进行的关键，为同类工程提供了有价值的参考。

参考文献

[1] 欧开海.深圳市龙岗区黄阁路南延段道路选线分析[J].工程技术研究，2022（17）：1-10.

[2] 刘茂华，肖健宇，刘柏良.三维虚拟场景中道路选线设计方法研究[J].中国科技论文，2021（3）：300-310.

[3] 曾志芳.试论基于环保设计的山区道路选线新思路[J].四川水泥，2022（5）：50-60.

[4] 徐秀芹，潘照峰.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型[J].城市建筑，2020（4）：40-50.

收稿日期：2023-08-10

作者简介：张琛（1982—），女，河南南阳人，本科，工程师，研究方向：工程成本管控。