1000KV特高壓輸變電工程施工期水土流失特點(diǎn)分析

余 超 王慧覺 謝明亮

摘 要:以國內(nèi)首條特高壓輸變電工程晉東南-南陽-荊門1000KV特高壓輸變電工程(湖北段)為例,分析了該工程施工期的流失源及水土流失特點(diǎn),在施工期流失區(qū)域和流失特點(diǎn)是動態(tài)變化的。

關(guān)鍵詞:輸變電工程;水土流失;流失特點(diǎn)

中圖分類號:S157文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:16723198(2009)22030402お

1 工程概況

晉東南-南陽-荊門1000kv特高壓輸變電工程(湖北段),是國內(nèi)首條1000kv特高壓交流輸變電工程,包括1000kv荊門變電站工程及基配套輸電線路工程。本輸變電工程在湖北段共分為6個標(biāo)段(14-19標(biāo)段),446座塔基,長度為188km,在湖北省境內(nèi)途經(jīng)襄樊市襄陽區(qū)、棗陽市、宜城市、鐘祥市和沙洋縣。本輸變電工程于2008年12月竣工并投入使用。

2 水土流失分區(qū)

該項(xiàng)目湖北段分為兩個一級防治區(qū)。一個是點(diǎn)狀工程荊門變電站,其二級分區(qū)為站內(nèi)、站外護(hù)坡、進(jìn)站道路和站內(nèi)臨時堆土場;另一個是線狀工程輸變電線路,其二級分區(qū)為塔基基座區(qū)、施工便道、人抬道路、塔基施工臨時用地、牽張場地。本工程水土流失防治責(zé)任范圍包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū),項(xiàng)目建設(shè)區(qū)面積(湖北段)為123.80hm2,直接影響區(qū)面積為5.43hm2。其中,項(xiàng)目建設(shè)區(qū)面積分為工程永久性占地、工程臨時性占地兩個部分:工程永久性占地區(qū)指變電站站區(qū)、進(jìn)站道路(共16.46hm2)和線路塔基座占地范圍(共16.41hm2);施工臨時性占地區(qū)包括輸電線路施工場地(78.86hm2)、施工道路(2.10hm2)、牽張場地(9.77hm2)、塔基施工臨時用地(0.20hm2)等臨時占地。

在直接影響區(qū)的界定上,線狀工程施工臨時道路及荊門變電站進(jìn)站道路難免會對租、征地范圍外附近區(qū)域產(chǎn)生影響,因此考慮道路兩側(cè)各外延2m作為直接影響區(qū)。新建的荊門變電站按擋土墻排水溝外延2m范圍,站外管線兩側(cè)各1m范圍作為直接影響區(qū)考慮。

3 水土流失原因

輸變電建設(shè)工程由點(diǎn)式工程和線性工程組成。其中變電站的建設(shè)屬于點(diǎn)式工程,在工程建設(shè)中需要大面積的開挖地表,破壞原地貌及植被,造成劇烈的人為加速侵蝕。輸電線路的建設(shè)屬于線性工程,空間跨度大,穿越地形地貌類型較多,水土流失特征隨時間而變化。總的來說工程水土流失主要發(fā)生在工程建設(shè)期的施工活動。站區(qū)開挖平整和基礎(chǔ)清理、塔基施工、牽張場布設(shè)、施工道路建設(shè)等活動對地表的開挖、擾動和再塑及使表層植被受到破壞,造成水土流失。

3.1 點(diǎn)式工程流失源

(1)站區(qū)內(nèi)。變電站所在地為山坡,建設(shè)過程中清表,削坡平地等工程勢必改變原地貌形態(tài),場地表面在外營力下易發(fā)生面蝕,溝蝕。本工程站區(qū)占地面積16.46hm2,工期為2.5年,流失危害較大,是水土流失治理的重點(diǎn)區(qū)域。站區(qū)內(nèi)水土流失主要發(fā)生在五通一平期(通水、通電、通路、通氣、通訊、平整土地),土建施工期。

(2)進(jìn)站道路。進(jìn)站道路建設(shè)破壞用地范圍內(nèi)地表植被,導(dǎo)致土壤表層裸露,同時改變原地表坡度、坡長,從而使它的抗蝕能力降低,誘發(fā)新的水土流失誘發(fā)新增水土流失量。進(jìn)站道路建設(shè)是一條線,公路建設(shè)對地面擾動、破壞類型多。施工中路基高填、路塹深挖產(chǎn)生新的裸露坡面,造成地表形態(tài)改變,降雨沖擊路基邊坡導(dǎo)致產(chǎn)水產(chǎn)沙,尤其在陰雨連綿的季節(jié),上部山體因雨水入滲加重負(fù)荷,底部因路塹失去支撐,極易發(fā)生山坡滑塌,從而導(dǎo)致水土流失發(fā)生。

(3)臨時堆土場。變電站內(nèi)土石方施工不可避免地出現(xiàn)臨時堆土場,對其不加以防護(hù)或者防護(hù)不當(dāng),遇到降雨會發(fā)生水土流失。

(4)站外邊坡、排水溝破壞山體植被,開挖面形成不穩(wěn)定的高邊坡。水蝕為主重力侵蝕次之。

3.2 線性工程流失源

(1)土石方開挖,基礎(chǔ)施工。澆筑桿塔基礎(chǔ)、臨時占地、修建邊坡、護(hù)坡及排水溝等工程均需開挖。工程開挖將使地表開挖面裸露,改變開挖面的坡度、穩(wěn)定性、土層分布,破壞地表原有植被。

(2)施工臨時道路。施工中建設(shè)臨時道路會造成一些新的裸露面,缺少必要的水土保持措施,一遇暴雨或大風(fēng)會產(chǎn)生水土流失。

(3)牽張場地。在架線施工工程中,需要在塔基附近設(shè)定牽張場,侵占地表,破壞原地貌的植被。

(4)棄渣。根據(jù)工程開挖土方平衡,可能產(chǎn)生棄渣。但由于線路單個塔基棄渣量較小,一般不采用大的棄渣場集中堆放,將對單個塔基的棄渣采取就近設(shè)置棄渣處置點(diǎn)進(jìn)行處理的方式。

4 流失特點(diǎn)

4.1 流失階段性差異

(1)輸變電工程各期工程的施工內(nèi)容(具體工程)不同,形成的地表擾動程度有很大差異,一般來說水土流失隨著施工的進(jìn)行而逐步遞減。例如,在點(diǎn)式工程變電站建設(shè)中,五通一平階段,土建施工階段對地表擾動相當(dāng)劇烈,從而引起的流失強(qiáng)度也大。隨著工程的進(jìn)行,工期往后推進(jìn),對地表擾動相對緩和,故工期越往后,相關(guān)的水保設(shè)施也陸續(xù)起效用,從而進(jìn)一步地減少水土流失。

(2)輸變電工程中,由于各具體施工工程由于工藝不同,造成施工各工序之間的流失環(huán)節(jié)也不同。例如變電站進(jìn)站道路建設(shè),在路基填筑過程中,毛邊坡(未削坡前的路堤邊坡)逐步提高,坡面不斷擴(kuò)大,流失逐步增強(qiáng);隨后進(jìn)行的削坡及防護(hù)骨架工程,使得裸露的坡面積又逐步縮小,流失減弱。

4.2 流失的質(zhì)與量的差異

在開挖或開填之后的擾動面上,流失的是生土,量大;在水保工程完成過程中和完成后,流失的是客土(熟土),量次之;客土流失不僅是量的流失,還有營養(yǎng)物質(zhì)的流失,即土質(zhì)的衰退。

4.3 流失面的種類

(1)挖掘裸露面(如塔基開挖面);(2)堆積面(如路堤坡面),棄渣坡面(棄土、棄石、棄渣面);(3)平面(站內(nèi)平整土地、護(hù)坡道平面、臨建工程硬化平地面);(4)表土堆積面;(5)實(shí)施了水保工程后的挖掘面和堆積面(仍有流失)。這些擾動面呈現(xiàn)的物理性質(zhì)有較大差異,因而流失有較大差異。

4.4 不同擾動擾動坡面的坡度差異

處于不斷變化面積的不同擾動面又有幾個不同的坡度,在相同雨強(qiáng)的打擊下,產(chǎn)生的流失量也會有差異。

4.5 其他流失點(diǎn),如臨時堆土場、施工道路以及牽張場引起さ乃土流失

臨時堆土場是由于土建施工產(chǎn)生的棄土棄渣臨時堆存而形成的,堆放時間不定,一個月至半年不等。由于在施工過程中對于臨時堆土場的管理并不到位,沒有加以相關(guān)水保措施,遇到降雨,不可避免發(fā)生水土流失。

施工道路一般在原有農(nóng)用機(jī)耕路基礎(chǔ)上修整改造而成,或新建施工道路,或臨時搭建人抬簡易道路.施工中要求對新建道路采用混凝土澆灌路面,設(shè)計(jì)道路排水溝等,對農(nóng)用機(jī)耕路修整按照穩(wěn)定邊坡開挖、填筑,對人抬簡易道路要求盡量少砍伐林木。新建施工道路和修整改造農(nóng)機(jī)路都需要進(jìn)行挖填,這將破壞原有草本植被,增加原有地表的水土流失量,水土流失形式主要為溝蝕。人抬簡易道路主要應(yīng)用于山地丘陵區(qū),雖然不需要進(jìn)行土石方開挖,但開辟道路要砍伐阻礙通行的樹木、荊棘,人行踐踏又將破壞原有草本植被等,從而增加原地表水土流失量。

牽張場區(qū)主要用于機(jī)械作業(yè)、材料堆放,以及汽車運(yùn)輸裝卸和掉頭,主要施工活動是對土地的占壓,造成地表板結(jié),降低了原有地表植被的水土保持功能。

4.6 開工月份不同

在施工期經(jīng)過的雨季月份數(shù)和暴雨月份數(shù)也不同,故不同月份開工造成的整體土壤流失量會不同。這也給定量監(jiān)測頻次帶來很大影響。

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