风电场土建设计方案

风电场土建设计方案

1.1交通工程

1.1.1一般规定

风电场交通工程范围为风电场进场道路和场内道路的

设计。场外道路主要利用已有国家、省（自治区、直辖市）、

市、县、乡镇等级道路和市政道路，场外道路不作为风电场

设计范围。

1.1.2进场道路与场内道路

1进场道路范围为从已有交通网络开始至风电场内升

压变电站（开关站）。场内道路范围为风电机组间道路和风

电机组与升压变电站之间道路。

2道路标准根据年平均日双向汽车交通量确定为厂矿

四级道路，由道路等级控制相应的道路技术指标。进场道路

和场内道路争取永临结合，满足风电机组设备的运输要求。

3道路的地形的划分按以下原则执行：平原区指地形平

坦，无明显起伏，地面自然坡度小于或等于3。的地区；微丘

区指起伏不大的丘陵，地面自然坡度为3。（不含3°）〜20。

（含20。），相对高差在200m以内的地区；山岭重丘区指地

面自然坡度大于20。，相对高差为200〜1000m的地区。

4进场道路原则上采用双车道，场内道路原则上采用单

车道加错车道的形式。

5风电场道路路肩采用土路肩，双车道单侧土路肩宽度

0.25m,单车道单侧土路肩宽度0.5m。

6双车道路基宽度6.50m,单车道路基宽度4.50m。采

用单车道时，间隔200m〜300m应设置错车道，设置错车道

路段路基的宽度不小于6.50m。

7圆曲线最小半径一般值取30m,极限值取15m,圆曲

线所在路段应设置超高、加宽缓和段。针对不同的风电机组

叶片运输，圆曲线还需满足叶片的运输要求，转弯段的加宽

值根据风电机组叶片长度按照风电机组制造厂推荐值选取。

8平原和微丘地区最大纵坡9%,对利用原有公路的改

建路段，经技术经济论证，最大纵坡可增加1%。对山岭重

丘局部修建条件困难的道路路段，最大纵坡可根据风电机组

运输要求适当增加。

不同纵坡的最大坡长见表10-1。

表10-1纵坡限制坡长

纵坡坡12

4567891011

度（％）.5

最大坡1210080604030201510

长(m)0000000000

9凸形竖曲线半径一般值为200m,极限值为100m。凹

形竖曲线半径一般值为200m,极限值为100m。竖曲线最小

长度20m。为满足叶片运输，对竖曲线还需按照叶片运输要

求进行设置，以叶片不刮蹭地面和车底板不碰地面为设置原

则。

10路基路面

1）一般规定

（1）路基路面应根据道路等级交通量结合沿线地形地

质及路用材料等自然条件进行设计，保证其具有

足够的强度稳定性和耐久性，同时路面面层应满

足平整和抗滑的要求;

(2)路基设计应重视排水设施与防护设施的设计，取

土弃土应进行专门设计，防止水土流失堵塞河道

和诱发路基病害；

(3)路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免因

深挖高填对其造成不良影响；

(4)通过特殊地质和水文条件的路段，必须查明其规

模及其对道路的危害程度，采取综合治理措施，

增强道路防灾抗灾能力。

2)路基压实度要求表10-2o

表10-2路基压实度

挖填类零填及

填方

别挖方

路床顶

面以下0.80〜

0-0.800-0.80>1.50

深度1.50

(m)

路基压

294》94293290

实度

3)路基防护

路基防护应根据公路功能结合当地气候水文地质等

情况，采取相应防护措施保证路基稳定。

(1)路基防护应采取工程防护与植物防护相结合

的防护措施并与景观相协调；

(2)深挖高填路基边坡路段必须查明工程地质情况，

针对其工程特性进行路基防护设计，对存在稳定

性隐患的边坡应进行稳定性分析采用加固防护

措施；

(3)沿河路段必须查明河流特性及其演变规律，采取

防止冲刷路基的防护措施。凡侵占、改移河道的

地段必须做出专门防护设计。

4)路面设计

道路车道设计荷载按照公路H级车道荷载，车辆荷载按

照公路II级车辆荷载标准值。

风电场进场道路原则上可采用沥青混凝土路面或混凝

土路面。风电场场内道路原则上以砂石路面为主，特殊地区

可采用沥青类或混凝土类路面面层。

11施工期临时道路

施工期临时道路应结合检修道路进行布置，做到“永临

结合”。对于山地和港汉、河网、鱼塘密集区域，施工期安

装选用履带型吊车的，可以考虑拆卸进场和转场，节约道路

占地。

1.1.3桥涵

进场道路和场内道路跨越有通航、灌溉、排水的永久河

道、沟渠时，应当修建桥涵，保持原有水道的畅通。

跨越水面净宽05m时，可采用管涵或箱涵型式。跨越水

面净宽＞5m时，可采用桥梁。

1.1.4沿线设施

道路铁路平面相交时，交叉角宜为正交，必须斜交时，

交叉角应大于45。且道口应符合侧向了望视距的规定。

道路与铁路相邻时，铁路与公路用地界相距不应小于

5mo

道路与乡村道路相交叉的位置、形式、间隔等的确定，

应考虑县、乡、镇土地利用总体规划中农业耕作机械需求，

必要时应结合规划对农业机耕道作适当调整或归并。

架空送电线路与道路相交叉时宜为正交，必须斜交时应

大于45°,架空送电线路跨越道路时，送电线路导线与道路

交叉处距路面的最小垂直距离，须符合相应送电线路标称电

压规定的要求。

视距不良、急弯、陡坡等路段应设置路面标线及必需的

视线诱导标；路侧有悬崖、深谷、深沟、江河湖泊等路段应

设置路侧护栏；平面交叉应设置标志和必需的交通安全设

施。

1.2风电机组基础设计

1.2.1风电机组基础设计原则

1.2.1.1基本规定

1风电机组地基基础按行业标准《风电机组地基基础设

计规定》（试行）（FD003）（以下简称“基础设计试行规定”）

及相关规程、规范的规定进行设计。对于湿陷性土、多年冻

土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等，尚应符

合国家现行有关标准的要求；

2对季节性冻土地区、多年冻土地区，风电机组基础设

计应考虑冻深的要求；

3风电机组地基基础的设计采用极限状态设计方法，荷

载和有关分项系数的取值应符合相关规定，以保证在规定的

外部条件、设计工况和荷载条件下，使风电机组地基基础在

设计使用年限50年内安全、正常工作；

4地基基础分为三个设计级别，设计时按风电机组的单

机容量、轮毂高度和地基复杂程度确定；

5不同级别地基基础设计应符合下列规定：

1)所有风电机组地基基础，均应满足承载力、变形

和稳定性的要求；

2)1级、2级风电机组地基基础，均应进行地基变形

计算；

3)3级风电机组地基基础，一般可不作变形验算，如

有下列情况之一时，仍应作变形验算：地基承载力特征值小

于130kPa或压缩模量小于8MPa；软土等特殊性的岩土。

表10-3地基基础设计级别

设计级别单机容量、轮毂高度和地基类型

单机容量大于L5MW

1

轮毂IWJ度大于80m

复杂地质条件或软土地基

2介于1级、3级之间的地基基础

单机容量小于0.75MW

3轮毂高度小于60m

地质条件简单的岩土地基

注：①地基基础设计级别按表中指标划分分

属不同级别时，按最高级别确定；

②对1级地基基础，地基条件较好时，经

论证基础设计级别可降低一级。

6瓦电机组班篡基础设计前?为进行君王壬程勘察，具

体要求应符合本导则第9章的规定;

7风电机组基础型式主要有扩展基础、桩基础和岩石锚

杆基础，具体基础型式的采用应根据建设场地地基条件和风

电机组上部结构对基础的要求确定，必要时需进行试算或技

术经济比较。当地基土为软弱土层或高压缩性土层时，宜优

先采用桩基础；

8确定地基处理方案前应按规范要求进行现场试验，以

确定方案的可行性；

9风电机组地基基础设计一般包括下列计算和验算：

1）地基承载力计算；

2）地基受力层范围内有软弱下卧层时应验算其承载

力；

3）基础的抗滑稳定、抗倾覆稳定等计算；

4）基础沉降和倾斜变形计算；

5）基础的裂缝宽度验算；

6）基础（桩）内力、配筋和材料强度验算；

7）有关基础安全的其他计算（如基础动态刚度和抗

浮稳定等）;

8）采用桩基础时，其计算和验算除应符合本标准外，

还应符合《混凝土结构设计规范》（GB50010）和《建

筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等规定；对地基进

行处理时，尚应符合《建筑地基处理技术规范》

（JGJ79-2002）等的规定。

10鉴于风电机组主要的风荷载的随机性较大，且不易

模拟，在与地基承载力、基础稳定性有关的计算中，上部结

构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载应采用修正标准值；

11对地震基本烈度为7度及以上且场地为饱和砂土、

粉土的地区，应根据地基土振动液化的判别成果，通过技术

经济比较采取稳定基础的对策和处理措施；抗震设防烈度为

9度及以上，或参考风速超过50m/s（相当于50年一遇极端

风速超过70m/s）的风电场，其地基基础设计应进行专门研

究；

12受洪（潮）水或台风影响的地基基础应满足防洪要

求，洪（潮）水设计标准应符合《风电场工程等级划分及设

计安全标准（试行）》（FD002-2007）的规定。对可能受洪（潮）

水影响的地基基础，在基础周围一定范围内应采取可靠永久

防冲防淘保护措施；

13对风电机组基础及地基应进行必要的检测与监测。

1.2.1.2荷载、效应组合及分项系数

1风电机组基础各控制工况的设计荷载标准值应由风电

机组制造厂按风电场的外部条件和设计要求提供；

2作用在风电机组地基基础上的荷载分为永久荷载、可

变荷载、偶然荷载；

3上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载效应

宜用荷载标准值表示，为正常运行荷载、极端荷载和疲劳荷

载三类。对于有地震设防要求的地区，上部结构传至塔筒底

部与基础环交界面的荷载，还应包括风电机组正常运行时分

别遭遇该地区多遇地震作用和罕遇地震作用的地震惯性力

荷载；

4地基基础设计时应将同一工况两个水平方向的力和

力矩分别合成为水平合力Frk、水平合力矩Mrk，并按单向偏

心计算;

5按地基承载力确定扩展基础底面积及埋深或按单桩

承载力确定桩基础桩数时，荷载效应应采用标准组合，且上

部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载标准值，应按相

关要求修正为荷载修正标准值。扩展基础的地基承载力采用

特征值，且可按基础有效埋深和基础实际受压区域宽度进行

修正。桩基础单桩承载力采用特征值，并按《建筑桩基技术

规范》(JGJ94-2008)确定；

6计算基础(桩)内力、确定配筋和验算材料强度时，

荷载效应应采用基本组合，上部结构传至塔筒底部与基础环

交界面的荷载设计值，由荷载标准值乘以相应的荷载分项系

数；

7基础抗倾覆和抗滑稳定的荷载效应应采用基本组合，

但其分项系数可均取为1。且上部结构传至塔筒底部与基

础环交界面的荷载标准值，应采用荷载修正标准值；

8验算地基变形、基础裂缝宽度和基础疲劳强度时，荷

载效应应采用标准组合，上部结构传至塔筒底部与基础环交

界面的荷载直接采用荷载标准值;

9多遇地震工况地基承载力验算时，荷载效应应采用标

准组合；截面抗震验算时，荷载效应应采用基本组合；

10罕遇地震工况下，抗滑稳定和抗倾覆稳定验算的荷

载效应应采用偶然组合；

11对可能受洪（潮）水影响的基础，不同荷载工况应和

不同的洪（潮）水位组合。

1.2.1.3地基分类

A类：地形条件稳定，浅表地层均匀、承载力较高，非

液化土层、软弱下卧层埋深较厚的土基和地质条件简单（岩

层层面较平、结构面不发育、力学性质稳定）的岩基。一般

而言，当风电机组基础坐落于地基承载力特征值大于160〜

180kPa、压缩模量大于lOMPa的砂土或全（强）风化土上，

且地下水位较低，则可考虑采用扩展基础。岩石较好的地基

可采用锚杆基础。

B类：软弱地基，指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、

杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。此类地基适合桩基

础及复合地基，沿海以粉细砂及淤泥质土为主优先采用打入

桩及钻孔灌注桩，预制打入桩中有条件时，优先采用预应力

高强混凝土管桩(PHC)o较深地基土标贯击数较高(粘性土

大于20击、砂土大于40击)的地区宜优先采用钻孔灌注桩。

C类：浅表地层承载力较低，土质松散、厚度较大，难

以挖除、不宜采用天然地基，但下卧层条件较好，本类地基

宜优先选用复合地基，如CFG桩、水泥搅拌桩、碎石桩、旋

喷桩等复合地基。

D类：特殊、复杂地基，如岩基结构面发育、地层不

稳定、膨胀土、湿陷性土、可液化土、欠固结土、盐渍岩土、

污染土等须进行特殊处理的地基。特殊、复杂地基不宜作风

电机组的地基，或要采取相应的特殊措施。

E类：岩溶、滑波、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地

面沉降、活动断裂带等不良地质区域不应作为风电机组地

基。

1.2.2扩展基础设计

1风电机组的扩展基础一般指由台柱和底板组成的钢筋

混凝土独立基础，包括坐落于天然地基和复合地基上的两

种；

2扩展基础本身应有足够的强度、刚度和耐久性，地基

应有足够的承载力，且不产生超过上部结构安全和正常使用

所允许的变形；

3基础结构型式及体型

风电机组扩展基础一般设计为大块体结构，扩展基础底

面宜设计为正多边形或圆形等轴对称形状，以充分发挥材料

自身强度。

4扩展基础应满足地基承载力、变形及稳定性要求，基

础稳定的安全系数应满足相关规范要求。另外，基底允许脱

开面积均应满足表10-3的要求。如不满足要求应采取加大基

础底面积或埋深等措施。

表10-4各计算工况基底允许脱开面积指标

基底脱开面积AT/基底

计算工况

面积A(100%)

正常运行荷载工况、多不允许脱开

遇地震工况

极端荷载工况25%

1.2.3岩石锚杆基础设计

1当地基为新鲜、完整的岩体时，可采用岩石锚杆基

础；。

2岩石锚杆基础的稳定性应根据工程地质和水文地质

条件进行抗滑、抗倾覆、抗浮稳定计算。抗滑稳定计算应根

据地质条件分别进行沿基础底面和地基深层结构面的稳定

计算；

3岩石锚杆基础抗倾覆稳定计算中，基础所承受的倾覆

力矩由锚杆和基础本身自重（含上部竖向荷载）共同承担。

抗滑、抗浮稳定计算中，基础抗滑、抗浮力不足部分由锚杆

承担。

1.2.4桩基础设计

1桩基应根据具体条件分别进行下列承载力计算和稳

定计算:

1）应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的

竖向承载力计算和水平承载力计算；

2）应对桩身和承台结构承载力进行计算，对于桩侧土

不排水抗剪强度小于lOkPa且长径比大于50的桩，

应进行桩身压屈验算；对于混凝土预制桩，应按吊

装、运输和锤击作用进行桩身承载力验算；对于钢

管桩，应进行局部压屈验算；

3）当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应进行软弱

下卧层承载力验算；

4）对位于坡地、岸边的桩基，应进行整体稳定性验

算；

5）对于抗浮、抗拔桩基，应进行基桩和群桩的抗拔

承载力计算；

6）对于抗震设防区的桩基，应进行抗震承载力验算;

7）应验算其整体水平位移。

2符合下列条件之一的桩基，当桩周土层产生的沉降超

过基桩的沉降时，在计算基桩承载力时，应计入桩侧负摩阻

力：

1）桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结

土、液化土层进入相对较硬土层时；

2）桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的

长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）时；

3）由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并

产生显著压缩沉降时。

3应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级，

验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。

4桩基结构的耐久性应根据设计使用年限、现行国家标

准《混凝土结构设计规范》（GB50010）的环境类别规定以

及水、土对钢、混凝土腐蚀性的评价进行设计。

5二类和三类环境中，设计使用年限为50年的桩基结

构混凝土应符合表10-5的规定。

表10-5二类和三类环境桩基结构混凝土耐久性的基本要求

最

最大碱

大最小水最低混最大氯

环境含量

水泥用量凝土强离子含

类别(kg/m3

灰(kg/m3)度等级量(%)

)

比

a0.60250C250.33.0

b0.55275C300.23.0

二0.50300C350.13.0

注：①氯离子含量系指其与水泥用量的百分率；

②预应力构件混凝土中最大氯离子含量为0.06%,最小水

泥用量为300kg/n?；最低混凝土强度等级应按表中规

定提高两个等级；

③当混凝土中加入活性掺合料或能提高耐久性的外加

剂时，可适当降低最小水泥用量；

④当使用非碱活性骨料时，对混凝土中碱含量不作限

制;

⑤当有可靠工程经验时，表中最低混凝土强度等级可

降低一个等级。

6桩身裂缝控制等级及最大裂缝宽度应根据环境类别

和水、土介质腐蚀性等级按表10-6规定选用。

表10-6桩身的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值

钢筋混凝土桩预应力混凝土桩

环境

Wlim

裂缝控制裂缝控制

Wlim

类别(mm

等级(mm)等级

)

0.2

a二0

~:(0.3)

b二0.20

二二0.2—"0

注：①水、土为强、中腐蚀性时，抗拔桩裂缝控制等级应

提高一级；

②二a类环境中，位于稳定地下水位以下的基桩，其最

大裂缝宽度限值可采用括弧中的数值。

7四类、五类环境桩基结构耐久性设计可按国家现行标

准《港口工程混凝土结构设计规范》(JTJ267)和《工业

建筑防腐蚀设计规范》(GB50046)等执行。

8单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极

限端阻力标准值的确定应符合下列规定：

1)单桩竖向静载试验应按现行行业标准《建筑基桩

检测技术规范》(JGJ106)执行；

2)对于大直径端承型桩，也可通过深层平板(平板直

径应与孔径一致)载荷试验确定极限端阻力；

3)对于嵌岩桩，可通过直径为0.3m岩基平板载荷试验

确定极限端阻力标准值，也可通过直径为0.3m嵌岩

短墩载荷试验确定极限侧阻力标准值和极限端阻力

标准值；

4)桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值，宜通

过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定。并通过

测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准

值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与

静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以经

验参数法确定单桩竖向极限承载力。

9工程桩应进行承载力和桩身质量检验。

10有下列情况之一的桩基工程，应采用静荷载试验对

工程桩单桩竖向承载力进行检测，检测数量应根据桩基设计

等级、本工程施工前取得试验数据的情况，按行业标准《建

筑基桩检测技术规范》（JGJ106）确定：

1）工程施工前已进行单桩静载试验，但施工过程变

更了工艺参数或施工质量出现异常时；

2）施工前工程未进行单桩静载试验的工程；

3）地质条件复杂、桩的施工质量可靠性低；

4）采用新桩型或新工艺。

11挤扩支盘桩

有条件的地方可采用灌注桩挤扩支盘工艺以降低基础

造价。

1）在下列土层中可设置分支和承力盘：可塑至硬塑的

黏性土；中密至密实的粉土、砂土或卵砾石层；全

风化岩，强风化软质岩石;

2）采用干法施工在砂性土中和采用水下施工在粘性土

中设置承力盘，应通过试验检查成盘的可行性；

3）挤扩支盘桩的配筋长度应符合下列要求：

对以底承力盘为主受力的挤扩支盘桩，宜沿桩身

通长配筋；短桩宜通长配筋；对不以底承力盘为主受

力的长桩，配筋长度不宜小于2/3桩长，且钢筋端部

宜延伸至相邻盘底面500mm以下；对竖向承载力较高

的单桩，宜沿深度分段变截面通长配筋；当桩身周围

有淤泥质土和液化土层时，配筋长度应穿过该软弱土

层；对承受负摩阻力的桩、位于坡地岸边的桩、抗拔

挤扩支盘桩和因地震作用、冻胀或膨胀力作用而承受

拔力的挤扩支盘桩，均应通长配筋；

4）挤扩支盘桩的单桩抗压、抗拔承载力应通过现场试

验确定，水平承载力宜通过现场水平荷载试验确定,

水平承载力可按普通灌注桩进行估算。

5）挤扩支盘桩桩身承载力和抗裂控制计算应按国家

现行有关灌注桩标准的规定执行。

1.2.5地基处理

1.2.5.1一般规定

1本章所指的软土是指天然孔隙比大于或等于1.0,天

然含水量大于液限的细粒土，包括淤泥