变电站进站道路纵坡坡度和坡长设计探讨

　　摘 要：本文通过对比分析我国现行的主要道路规程关于道路纵断面设计指标的规定，阐述了如何合理选取变电站进站道路纵坡坡度和坡长设计指标，完善了《变电站总布置设计技术规程（DL/T 5056-2007）》关于道路纵断面设计的规定，为指导电网行业设计人员提供了参考。
　　关键词：变电站；进站道路；纵坡坡度；坡长
　　变电站进站道路肩负着运行、检修和大件设备运输的重任，是变电站消防对外联系通道。近年来，随着城镇化的发展，变电站落点越来越多地往山区和条件复杂的丘陵地带转移，长距离、高边坡的进站道路修建工程不断涌现，其技术经济甚至影响站址落点。选择合理的纵坡坡度和坡长设计在确保运输安全和经济节约上至关重要。
　　1 研究现状
　　文献[1]8.2.3条文要求“进站道路宜按GBJ22《厂矿道路设计规范》规定的四级厂矿道路设计，最大限制纵坡应能满足大件设备运输车辆的爬坡要求，一般为6%”，8.3.5条文要求“站内道路的纵坡不宜大于6%，山区变电站或受条件限制的地段可加大至8% ，但应考虑相应的防滑措施”；文献[2]6.5.4条文要求“所内道路纵坡不宜大于6%”；文献[3]6.3.2条文要求“发电厂厂外道路，宜按《厂矿道路设计规范》中的三级或四级厂矿道路标准采用，其中三级道路平原微丘地形最大纵坡为6%，山岭重丘为8%，四级道路平原微丘地形最大纵坡为6%，山岭重丘为9%”。上述几本电力系统主要规程关于进站道路纵坡坡度的规范条文内容简洁，且对道路纵坡坡长设置原则未予以明确，这给日常设计带来不便。
　　2 纵坡坡度设计
　　变电进站道路的特点是仅施工阶段车辆通行较多，建成后通行极少，其次是通行速度慢，局部短时间有重型车辆通过。纵坡坡度设计主要包含最大纵坡和平均纵坡两个主要指标。
　　2.1最大纵坡
　　文献[1]要求进站道路设计参照文献[4]执行，其2.2.3条关于厂矿道路主要技术指标见表1，其中四级道路，平原微丘最大纵坡为6%，山岭重丘区为9%；文献[5]4.0.20条关于各级道路的最大纵坡设计值与文献[4]相同；文献[6]5.2.2条关于城市机动车车行道最大纵坡的推荐值与限制值见表2，当车速在20km/h～30km/h时，最大纵坡推荐采用7%～8%，极限可取9%。
　　综上可知，文献[6]对最大纵坡限制值系根据设计车速来控制，且最大纵坡不超过9%；而文献[4，5]最大纵坡与所处地形和设计车速两者相关，对非寒冷冰冻、积雪的山岭、重丘区，一般可取9%，极限可取10%；而文献[1]则简单规定最大纵坡坡度一般为6%，受条件限制可加大至8%，对限制条件的具体内容表述不明；同为电力行业规程的文献[3]则规定四级道路极限纵坡取9%。在综合考虑变电站进站道路自身特点和大件设备构造后，建议变电站最大纵坡设计值可考虑如下：修建条件较好时，可按6%考虑；当为艰巨的山岭、重丘区时按8%考虑；若为非寒冷冰冻、积雪地区的山岭、重丘区，极限值可按9%考虑。此较文献[1]的最大纵坡极限值提高1%。
　　2.2 平均纵坡
　　当进站道路较长，需要设置多个纵坡坡度值时，尚应考虑平均纵坡指标，它是衡量纵断面线形设计质量的一个重要限制性指标，以百分率（%）表示。文献[5]规定，为了合理运用最大纵坡、坡长和缓和坡段，以利汽车安全顺利行驶，二、三、四级公路越岭线的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200m～500m）和5%（相对高差大于500m）为宜，并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5%。
　　3 坡长限制
　　文献[1]缺失对纵坡坡长限制规定，文献[5]要求，二、三、四级公路当连续纵坡大于5%时，应对纵坡长度加以限制，以提高车速和行驶安全，其最大坡长和最小坡长详见4.0.21和4.0.22条文规定。公路连续上坡或下坡时，应在不大于最大纵坡长度之间设置缓和坡段，缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合最小坡长的规定。
　　文献[7]要求当厂外道路纵坡大于5%时，应按表3规定限制坡长，四级道路，平原微丘最小坡长为120m，山岭重丘区为80m。对连续大于5%的纵坡，应在不大于表3所规定的长度处设置缓和坡段，缓和坡段的坡度不应大于3%，长度不宜小于50m。
　　综上可知，对最大坡长设置，文献[5]较文献[7]分类更细，同时兼顾了设计车速指标。对最小坡长设置，文献[5]仅以设计车速进行控制，而文献[7]以道路等级和地形状况两者进行控制。关于缓和坡段的纵坡坡度值，两者相同，坡段长度上，文献[5]根据设计车速的不同其坡段长度亦不同，而文献[7]仅明确了最小设置长度要求。由于大件设备运输对长距离爬坡或下坡要求较高，因此建议变电站进站道路的最长坡长和最小坡长参照文献[7]执行。对缓和坡段设置，当地形条件较好时，其长度与最小坡长相同，当条件较差时长度按不宜小于50m设置。
　　在实际纵坡设计中，当大于5%的坡长还未达到其规定的限制坡长时，可变化坡度（应为连续上坡或连续下坡），但其长度应按坡长限制的规定进行折算。例如：某三级山岭区公路的第一坡段纵坡为8.0%，长度为120m，即占坡长限制值的2/5，若相邻坡段的纵坡为7.0%，则其坡长不应超过500×3/5=300m。也就是说8.0%的纵坡设计了长度120m后，还可接着设计坡度为7.0%的300m坡长，此时坡长限制值已用完。
　　结语
　　通过对以上几本主要道路设计规程比较分析，同时结合变电站进站道路自身特点，可得出以下结论：
　　（1）文献[1]关于进站道路纵坡设置条文过于简洁，在综合考虑变电站进站道路自身特点和大件设备构造后，建议变电站最大纵坡设计值，可按如下设置：修建条件较好时，按6%考虑；当为艰巨的山岭、重丘区时按8%考虑；若为非寒冷冰冻、积雪地区的山岭、重丘区，极限值可按9%考虑。
　　（2）变电站进站道路的最大坡长和最小坡长可参照文献[7]要求执行，对缓和坡段的设置，当地形条件较好时，其长度与最小坡长相同，当条件较差，长度按不宜小于50m设置。
　　（3）在实际纵坡设计中，当大于5%的坡长还未达到其规定的限制坡长时，可变化坡度，但其长度应按坡长限制的规定进行折算。
　　参考文献
　　[1] DL/T5056-2007，变电站总布置设计技术规程[S].
　　[2] DL/T5218-2005，220kV～500kV变电所设计技术规程[S].
　　[3] DL/T5032-2005，火力发电厂总图运输设计技术规程[S].
　　[4] GBJ22-87，厂矿道路设计规范[S].
　　[5] JTGB01-2014，公路工程技术标准[S].
　　[6] CJJ37-2012，城市道路工程设计规范[S].
　　[7]董淑敏.厂矿道路与汽车运输[M].北京：冶金工业出版社，1994.