交流特高壓線路工程建設(shè)中的環(huán)境保護(hù)措施

李震宇

（國家電網(wǎng)公司，北京市，100031）

0 引言

建設(shè)特高壓電網(wǎng)是為了適應(yīng)我國能源資源與需求逆向分布的狀況，服務(wù)于大范圍、遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸送能源的需要。隨著全社會環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，特高壓輸變電工程的環(huán)境影響也備受各界關(guān)注。盡可能減少特高壓輸電工程對環(huán)境的影響，是特高壓電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容之一[1-9]。

輸變電工程建設(shè)期間的環(huán)境影響包括：對生態(tài)環(huán)境的影響，水土流失的影響，線路走廊的土地占用、選線選址與相關(guān)規(guī)劃的符合性和相容性，景觀影響等。當(dāng)輸變電工程投運(yùn)后，電磁影響成為主要的環(huán)境影響，其主要指標(biāo)是地面電場強(qiáng)度、工頻磁場、無線電干擾及可聽噪聲等。相對于輸變電工程在建設(shè)期間的環(huán)境影響研究來說，國內(nèi)外研究者對輸變電工程的電磁環(huán)境影響更為關(guān)注[10-13]。

1000 kV晉東南－南陽－荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程作為我國第1條特高壓輸電線路，在建設(shè)過程中針對輸變電工程對環(huán)境影響的特點(diǎn)，基于前期的科研成果，在線路路徑選擇、電磁環(huán)境影響控制、自然保護(hù)區(qū)環(huán)境影響控制、水土保持、施工環(huán)保等方面采取了一系列環(huán)保措施，為將該工程建設(shè)成為環(huán)境友好工程作出了重要貢獻(xiàn)。

1 線路工程概況

1.1 基本參數(shù)

特高壓交流試驗(yàn)示范工程起于晉東南站，途徑南陽站，止于荊門站，經(jīng)山西、河南、湖北3省，途經(jīng)22個縣級行政區(qū)，在河南溫縣境內(nèi)跨越黃河，在湖北鐘祥境內(nèi)跨越漢江，全線單回路架設(shè)，線路全長約645 km，自然輸送容量5000 MW。

該工程一般線路采用8×LGJ-500/35鋼芯鋁鉸線，國家級獼猴保護(hù)區(qū)采用8×LGJ-630/45鋼芯鋁鉸線，地線及光纜分別為JLB20A-170、OPGW-175。直線塔主要采用酒杯塔和貓頭塔，耐張塔采用干字型桿塔；直線酒杯塔絕緣子串中相為“V”串、邊相為“I”串，三相導(dǎo)線水平排列；直線貓頭塔絕緣子串中相為“V”串、邊相為“I”串，三相導(dǎo)線三角排列?；A(chǔ)型式有現(xiàn)澆階梯式基礎(chǔ)、柔性大板基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、巖石嵌固基礎(chǔ)、全掏挖基礎(chǔ)、插入式基礎(chǔ)等。全線共有49種塔型，1284基鐵塔，全線鐵塔總質(zhì)量超過9萬t。

1.2 建設(shè)范圍的自然環(huán)境

該工程所經(jīng)地區(qū)高山占17.0%，山地占16.7%，丘陵占23.2%，泥沼占7.2%，平地占35.9%。沿線林業(yè)資源基本為人工造林，山西境內(nèi)植被稍差；河南、湖北境內(nèi)自然植被較好，林木茂盛，平地及緩坡區(qū)域均被開墾為耕地，平原區(qū)域的耕地基本為農(nóng)田。沿線大部分地段交通條件便利。

1.3 對環(huán)境的影響分析

輸電線路的施工建設(shè)具有跨距長、點(diǎn)分散等特點(diǎn)。施工期的環(huán)境影響主要包括：（1）臨時占地，施工過程中線路和塔基需臨時占用部分土地，使部分農(nóng)作物、果樹、高大喬木等遭到短期損壞；（2）人員及車輛進(jìn)出，施工爆破等對當(dāng)?shù)鼐用窦耙吧鷦游飳a(chǎn)生不良影響；（3）塔基座澆筑、基面開挖，破壞了原有地貌及植被，產(chǎn)生水土流失等。

2 特高壓線路路徑選擇中的環(huán)保原則

2.1 路徑協(xié)議

在線路路徑選擇的過程中，對沿線與環(huán)境有關(guān)的地方政府、城市規(guī)劃、環(huán)保、郵電、軍事、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、國土、廣播、交通、文物等部門進(jìn)行了調(diào)研和路徑協(xié)調(diào)工作，并根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘邪l(fā)展規(guī)劃及有關(guān)部門和群眾的意見進(jìn)行了線路優(yōu)化，盡量減少工程對環(huán)境的影響。

2.2 路徑選擇原則

（1）對于沿線所經(jīng)地區(qū)的自然保護(hù)區(qū)、文化名村、旅游風(fēng)景區(qū)、歷史文物遺址、森林公園采取避讓的原則，保護(hù)自然生態(tài)文化環(huán)境。

（2）盡量避開人口密集區(qū)、城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)、軍事用地、工業(yè)企業(yè)、礦產(chǎn)資源、水利設(shè)施等。

（3）盡量避開民房，減少拆遷民房的數(shù)量。線路附近房屋所在位置最大未畸變電場強(qiáng)度應(yīng)不大于4 kV/m，對臨近居民區(qū)的線路采取提高導(dǎo)線對地距離等措施滿足電場強(qiáng)度的要求。

（4）線路經(jīng)過的地區(qū)在地質(zhì)、地貌方面應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，盡可能避開不良地質(zhì)帶。

（5）遠(yuǎn)離機(jī)場、火車站、碼頭等，并滿足機(jī)場凈空要求，同時在線路上設(shè)航空障礙標(biāo)志。輸電線路在跨越河流時，不在水中立塔，避免線路對航運(yùn)和河道泄洪能力的影響，并按相應(yīng)的最高通航水位及最大空載船舶高度設(shè)計(jì)考慮足夠的安全凈空，以利航運(yùn)安全。

考慮到運(yùn)維人員巡視和定期檢修的需求，在選線時盡量靠近道路，減少對生態(tài)的影響和破壞。

2.3 交叉跨越林區(qū)、公路時的環(huán)保建設(shè)原則

為減少林木砍伐和破壞，線路建設(shè)盡量避開大片林區(qū)，對實(shí)在無法避開的少量片狀林木和道邊樹，采取高跨方案。在線路跨越集中林區(qū)時均采用高塔跨越建設(shè)方案，原則上不砍伐樹木。高速公路、鐵路兩側(cè)以及有景觀要求的交叉跨越區(qū)域，安全距離不足時，按置換樹種考慮，并與相關(guān)單位協(xié)商達(dá)成一致意見后，置換為自然生長高度較低的樹種。對施工中破壞的林地，在異地進(jìn)行植樹恢復(fù)。

線路與公路、鐵路、通訊線、電力線、河流交叉跨越時，嚴(yán)格按照不影響其安全距離的要求并留有足夠凈空距離。

3 特高壓電磁環(huán)境影響的環(huán)保措施

3.1 特高壓電磁環(huán)境的控制

根據(jù)特高壓交流示范工程前期的專題研究和國外研究資料，考慮到無線電干擾限值的參考距離為邊相導(dǎo)線外投影20 m，為與之一致，可聽噪聲限制指標(biāo)也以邊相導(dǎo)線外投影20 m為參考距離。1000 kV輸電線路的噪聲限值指標(biāo)為55 dB（A），這個數(shù)值符合我國有關(guān)環(huán)境噪聲的國家標(biāo)準(zhǔn)，且能使特高壓輸電線路的投資較為合理[14-15]。

對單回路8×500 mm2截面導(dǎo)線水平、三角排列情況下，中相對地距離不同時的地面電場強(qiáng)度、工頻磁場、無線電干擾及可聽噪聲進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，導(dǎo)線最小對地距離在12～28 m時，每種布置方式對應(yīng)的4 kV/m的走廊寬度與導(dǎo)線對地高度基本無關(guān)。

考慮自然輸送功率，導(dǎo)線電流取2.59 kA，對地最低高度取15～23 m，計(jì)算地面最大磁感應(yīng)強(qiáng)度均小于35 μT，遠(yuǎn)小于環(huán)?？偩忠蟮?.1 mT，說明工頻磁場對線路電磁環(huán)境影響不大。

無線電干擾計(jì)算值、可聽噪聲值也均滿足要求；無線電干擾、可聽噪聲對居民的無線通訊、接收電臺、收視等基本無影響。

3.2 交叉跨越西氣東輸管道的保護(hù)措施

特高壓線路受國家級獼猴保護(hù)區(qū)、公路等客觀條件限制，在山西、河南交界處與西氣東輸管線發(fā)生3次交叉跨越或平行接近，平行接近時兩者最近距離為280 m。為降低特高壓交流線路運(yùn)行后，在埋地輸氣管道上引起的電感耦合和電阻耦合，保護(hù)管道本體、相關(guān)設(shè)備、檢測人員的安全，通過研究確定了管道保護(hù)的準(zhǔn)則，并采取了相應(yīng)的排流保護(hù)措施，例如：在交叉處和平行段安裝固態(tài)去耦合裝置并沿管道埋設(shè)一定長度的排流接地線，在不能鋪設(shè)排流接地線的地段采用接地棒裝置等。

3.3 與500 kV輸電線路走廊的比較

表1給出了1000 kV特高壓輸電線路環(huán)境影響要求的走廊寬度?？梢钥闯觯?000 kV特高壓輸電線路環(huán)境影響要求的走廊寬度基本由4 kV/m電場條件控制，而非受控于可聽噪聲和無線電干擾。

表1 1000 kV特高壓輸電線路環(huán)境影響要求的走廊寬度Tab.1 The required corridor width of UHV transmission line

1000 kV特高壓交流單回路線路可輸送電力容量為5000 MW左右，約為500 kV單回線路輸送容量的5倍，與500 kV輸電線路相比可顯著減少線路回路數(shù)，降低線路走廊的占用并提高土地利用率。按輸送5000 MW容量推算，以酒杯塔為例，1000 kV特高壓輸電線路走廊寬度約1×96 m，500 kV輸電線路走廊寬度約5×55 m，則減少線路走廊寬度約180 m，以線路長約645 km計(jì)，則減少影響土地面積約116.0 km2；按塔基占地面積計(jì)，相應(yīng)少占用耕地約166667 m2，少砍伐樹木約3萬株，與500 kV輸電線路相比，大大減少了線路對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響。

從特高壓線路對電磁環(huán)境和生態(tài)環(huán)境影響的分析結(jié)果看，其影響水平基本控制在現(xiàn)有500 kV線路的水平，且特高壓線路占用走廊面積少，故綜合來看，特高壓是一種更為環(huán)保的輸電方案。

4 通過自然保護(hù)區(qū)的環(huán)保措施

4.1 特高壓線路對保護(hù)區(qū)的影響

特高壓交流工程沿線共4個自然保護(hù)區(qū)，與線路的位置關(guān)系如表2所示。

表2 自然保護(hù)區(qū)與特高壓線路的關(guān)系Tab.2 The relationship between nature reserves and UHV line

工程建設(shè)避開了河南黃河濕地國家級自然保護(hù)區(qū)等自然保護(hù)區(qū)，并從太行山獼猴國家級自然保護(hù)區(qū)試驗(yàn)區(qū)最窄處通過。本工程穿越獼猴保護(hù)區(qū)時，選擇了該區(qū)中較窄的一段進(jìn)行穿越，穿越距離3.9 km，線路走廊寬度約100 m，建設(shè)鐵塔8基。線路西側(cè)距保護(hù)區(qū)的緩沖區(qū)或核心區(qū)約9.5 km，東側(cè)距緩沖區(qū)或核心區(qū)約25 km。

本工程施工對保護(hù)區(qū)的影響主要包括：（1）保護(hù)區(qū)內(nèi)塔基永久占地；（2）塔基占地、開挖和施工人員活動等縮小了野生動物的棲息空間，使動物食物資源減少；（3）施工人員及施工機(jī)械的噪聲，引起動物的遷移。

4.2 減少施工人員影響的措施

因線路工程施工范圍小，施工對野生動物影響的范圍不大且影響時間較短，因此對動物不會造成大的影響；當(dāng)施工區(qū)域植被恢復(fù)后，它們?nèi)钥苫氐皆瓉淼念I(lǐng)域。因此施工對它們的影響不大，部分種類并可隨施工結(jié)束后的環(huán)境恢復(fù)而回到原處。

為減少施工人員活動對動物的影響，在保護(hù)區(qū)內(nèi)塔基的施工均采用全人工方式完成，即人工輸送沙石料、塔材，人工開挖塔基礎(chǔ)等；掛線則采用騰空展放導(dǎo)線措施，避免砍伐放線通道；保護(hù)區(qū)內(nèi)避免夜間施工，減少燈光和噪聲對野生動物的影響。

4.3 減少電磁環(huán)境對動物影響的措施

線路運(yùn)行后，對保護(hù)區(qū)的影響主要是電磁和噪聲。因山區(qū)塔位均在山頂或較高的坡上，導(dǎo)線對地距離較高，叢密的樹木對工頻電場有較大的屏蔽作用，不會使地面0.3～1.5 m處工頻電場超過4 kV/m限值；根據(jù)預(yù)測，特高壓線路即使導(dǎo)線下工頻磁場也沒有超過0.1 mT的評價標(biāo)準(zhǔn)。故獼猴、金錢豹、斑羚等中小型動物所受到的電磁影響將比較小。

工程投運(yùn)后，線路可聽見噪聲可能會使野生動物受到驚擾，特別是比較敏感的金錢豹、林麝、斑羚等，可能會躲到距線路1～3 km以外。獼猴的適應(yīng)性較強(qiáng)，在工程投運(yùn)初期可能會規(guī)避導(dǎo)線較低的線路區(qū)域，適應(yīng)后也可能會回到線路附近活動。

途經(jīng)保護(hù)區(qū)的線路建設(shè)采用了抬高導(dǎo)線對地距離、選用大截面8×LGJ-630/45擴(kuò)徑導(dǎo)線、提高導(dǎo)線和金具的表面光潔度等技術(shù)措施，并盡量使塔基選在山頂或山坡較高處，以滿足保護(hù)區(qū)內(nèi)噪聲限值要求，使得塔位附近邊相導(dǎo)線外20 m處噪聲控制在50 dB（A）以下。

4.4 防獼猴攀爬鐵塔的措施

針對獼猴善于攀躍的特點(diǎn)，本工程在鐵塔上采取相應(yīng)的保護(hù)措施，安裝防獼猴攀爬的裝置（如網(wǎng)欄），以防止獼猴等野生動物攀爬，造成摔傷或觸電。

5 水土保持措施

5.1 選用環(huán)保型基礎(chǔ)

原狀土基礎(chǔ)可相對降低基坑開挖土石方量，減小基坑開挖對邊坡水文地質(zhì)條件的破壞，對于山區(qū)送電線路保護(hù)自然環(huán)境、保護(hù)植被、減少水土流失具有重要意義。

早期山區(qū)線路基礎(chǔ)基本上采用直柱平板基礎(chǔ)，鐵塔采用等高腿，基礎(chǔ)施工中需大幅削減邊坡形成基礎(chǔ)平臺，由此引起土石方開挖量大。其缺點(diǎn)是費(fèi)用高、破壞原有植被寬、易水土流失、易崩塌，影響塔基安全穩(wěn)定。圖1為傳統(tǒng)的等長腿鐵塔基礎(chǔ)施工示意圖。

20世紀(jì)90年代，隨著山區(qū)線路建設(shè)的環(huán)保意識的提高，鐵塔采用了全方位長短腿，減少了基面降低，在基礎(chǔ)方面也采用符合環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)型式，如掏挖基礎(chǔ)、巖石基礎(chǔ)。鐵塔采用全方位長短腿設(shè)計(jì)后，塔位處基面土石方量大量減少。本工程除平地的ZMP直線塔及終端塔外的所有塔型均配置了全方位長短腿，可根據(jù)具體塔位處的實(shí)際地形進(jìn)行配置。圖2為全方位長短腿鐵塔基礎(chǔ)在特高壓線路中的應(yīng)用。

5.2 生態(tài)植被護(hù)坡

結(jié)合目前國內(nèi)線路的施工和運(yùn)行條件，在本工程的植被護(hù)坡采用漿砌骨架植草護(hù)坡、三維土工植被網(wǎng)植草護(hù)坡，較傳統(tǒng)的護(hù)坡具有更好的環(huán)境效果。植被護(hù)坡功能主要分2類：護(hù)坡功能和改善環(huán)境功能。護(hù)坡功能主要體現(xiàn)在：（1）植物根系的固土作用；（2）降低坡體的孔隙水壓力，提高土體的抗剪強(qiáng)度，提高坡體穩(wěn)定性；（3）降低雨水沖刷；（4）控制土粒的流失。改善環(huán)境功能主要體現(xiàn)在：（1）恢復(fù)被破壞的生態(tài)；（2）調(diào)節(jié)小氣候；（3）降低灰塵，減少污染；（4）美化環(huán)境，起到一定的景觀功能。

5.3 小基面開挖和棄土處理

無論是開挖類基礎(chǔ)還是掏挖類基礎(chǔ)，均應(yīng)盡量不降或少降基面，直接開挖基坑?；嫱潦酱罅块_挖，不但破壞了塔位原有的天然植被，且使原穩(wěn)定土體受到擾動，給線路安全帶來隱患，且不經(jīng)濟(jì)。本工程基礎(chǔ)施工對各個塔腿分別平基，在考慮施工作業(yè)面及邊坡穩(wěn)定點(diǎn)后，塔基基礎(chǔ)分坑應(yīng)形成4個小基面。這種小基面的設(shè)計(jì)理念對原始地貌的破壞降到最小程度，保證了山體的穩(wěn)定，減少了施工難度，而且增加了基礎(chǔ)抗拔能力。

施工中，將基礎(chǔ)施工完畢后的棄土堆放在較低腿處，以免影響基面的排水及基面的穩(wěn)定；將無法在基面范圍內(nèi)堆放的棄土及時外運(yùn)，以免破壞環(huán)境。為防止水土流失，采取了人工植被等手段，減小對環(huán)境的破壞。

6 其他環(huán)保施工措施

傳統(tǒng)的線路基礎(chǔ)施工中，采用現(xiàn)澆混凝土存在占用施工場地多、環(huán)境污染大等不足。本工程大力推廣使用混凝土集中攪拌技術(shù)，克服了傳統(tǒng)混凝土施工的不足，具有質(zhì)量穩(wěn)定、機(jī)械化程度高、占地少、環(huán)保效應(yīng)好等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。

為減少放線過程中對植被、青苗等的影響和破壞，線路施工中還采用了動力傘、直升機(jī)、飛艇張力放線等措施，實(shí)現(xiàn)初導(dǎo)繩、導(dǎo)引繩、牽引繩、導(dǎo)地線的完全不落地展放，最大程度上減少了植被破壞，實(shí)現(xiàn)了綠色、環(huán)保施工。

另外，在山區(qū)采用索道運(yùn)輸，不僅降低了山區(qū)運(yùn)輸難度，還減少了山區(qū)樹木砍伐，有利于環(huán)保。

為保護(hù)環(huán)境，各參建單位堅(jiān)持嚴(yán)格管理施工現(xiàn)場。在所有施工現(xiàn)場，均用硬圍欄圍出必要的施工作業(yè)面，有的甚至在作業(yè)面內(nèi)再隔出行走通道，力求將對植被和土質(zhì)的破壞減少到最低限度。

為盡量降低導(dǎo)線電暈所致的噪聲，導(dǎo)線和金具在生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工過程中均精心檢驗(yàn)和安裝，杜絕導(dǎo)線和金具表面的毛刺。

7 結(jié)論

（1）本工程線路路徑的選擇綜合考慮了各種環(huán)保因素，優(yōu)化線路路徑，最大限度避讓沿途其他設(shè)施、景觀等。

（2）為減少林木砍伐，線路工程采取了高塔跨越林區(qū)的建設(shè)方案。

（3）交流特高壓的電場強(qiáng)度、工頻磁場、無線電干擾、可聽噪聲均滿足環(huán)保的要求。與500 kV輸電線路相比，在輸電容量相同的情況下，交流特高壓輸電是一種更為環(huán)保的輸電方式。

（4）選擇較窄處穿越國家級獼猴自然保護(hù)實(shí)驗(yàn)區(qū)，并采取了減少林木砍伐、減少施工影響、降低電磁環(huán)境影響等施工措施，及防獼猴攀爬的措施。

（5）采用了鐵塔全方位長短腿與不等高基礎(chǔ)配合、漿砌骨架植草護(hù)坡、三維土工植被網(wǎng)、小基面開挖、棄土外運(yùn)等水土保持措施。

（6）采取了集中攪拌混凝土、不落地張力放線、索道運(yùn)輸?shù)却胧?，獲得良好的環(huán)保效應(yīng)。

[1]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].北京：中國經(jīng)濟(jì)出版社，2005.

[2]劉振亞.特高壓交流輸電工程電磁環(huán)境[M].北京：中國電力出版社，2008.

[3]劉振亞.特高壓電網(wǎng)（工程）前期論證[M].北京：中國電力出版社，2008.

[4]舒印彪.1000 kV交流特高壓輸電技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（19）：1-6.

[5]孫竹森，李震宇.特高壓交流試驗(yàn)示范工程現(xiàn)場建設(shè)管理機(jī)制研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（13）：5-9.

[6]衣立東，呂世榮.750 kV輸變電示范工程施工關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（3）：51-56.

[7]熊織明，鈕永華，邵麗東.500 kV江陰長江大跨越工程施工關(guān)鍵技術(shù)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（1）：28-34.

[8]舒印彪，劉澤洪，高理迎，等.800 kV 6400 MW特高壓直流輸電工程設(shè)計(jì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（1）：1-8.

[9]吳敬儒，徐永禧.我國特高壓交流輸電發(fā)展前景[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（3）：1-4.

[10]王守禮.高壓輸電線路的環(huán)境保護(hù)[J].云南電力技術(shù)，2004，32（2）：13-16.

[11]曾慶禹.特高壓輸電線路電氣和電暈特性研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（19）：1-8.

[12]曾慶禹.特高壓輸電線路地面最大工頻電場強(qiáng)度和導(dǎo)線最大弧垂特性[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（6）：1-8.

[13]張文亮，陸家榆，鞠 勇，等.±800 kV直流輸電線路的導(dǎo)線選型研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2008，27（27）：1-6.

[14]GB 3096—2008聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[15]GB 12348—2008工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.