試論山區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)

曾 崢 趙漸進(jìn) 丁 傲

（湖北省電力公司孝感供電公司設(shè)計(jì)院，湖北 孝感 432000）

隨著西部大開(kāi)發(fā)等項(xiàng)目的開(kāi)展，西部山區(qū)的經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)受到了廣泛的關(guān)注。電能作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著非常重要的作用。而我國(guó)西部山區(qū)的能源資源充足，能夠?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，而能源資源相對(duì)不足的東部地區(qū)提供支持，因此，一系列諸如“西電東送”之類的工程項(xiàng)目相繼實(shí)施。所以，在西部地區(qū)建設(shè)輸電線路是不可避免的。但是西部多山區(qū)，山區(qū)本身的地質(zhì)問(wèn)題、氣候條件以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況等，使得輸電線路的設(shè)計(jì)需要充分考慮到當(dāng)?shù)氐囊恍┳⒁馐马?xiàng)。

一、山區(qū)的自然環(huán)境對(duì)輸電線路設(shè)計(jì)的影響

山區(qū)一直是工程施工的難點(diǎn)，其地理環(huán)境因素，也是許多基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩慢的主要原因之一，獨(dú)特、險(xiǎn)惡的地質(zhì)、地形等都是輸電線路建設(shè)要首先面對(duì)和解決的問(wèn)題。地質(zhì)勘探是所有的工程在設(shè)計(jì)、施工之前的重點(diǎn)工作，山區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，對(duì)于輸電線路的施工安全和運(yùn)行非常不利。

首先，在我國(guó)西南地區(qū)，降水比較充沛，再加上地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)，以及地下水匯集，使得這些地區(qū)的可溶性巖石分布比較普遍，甚至產(chǎn)生巖溶洞穴，地質(zhì)不穩(wěn)定，對(duì)于工程施工的地基選址有很大的影響。因此，輸電線路在建設(shè)時(shí)，要盡量避開(kāi)有巖溶發(fā)育的地段，以保證塔位的塔基穩(wěn)定。這就需要設(shè)計(jì)、施工人員，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境有充分的了解，要多進(jìn)行走訪，勤于向當(dāng)?shù)氐木用裨儐?wèn)當(dāng)?shù)氐膸r石特點(diǎn)，也可以通過(guò)查詢相關(guān)的地質(zhì)資料，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡刭|(zhì)調(diào)查，保證施工地段的選取安全穩(wěn)定。但是，如果塔基地點(diǎn)的選擇無(wú)法避開(kāi)這些可溶性巖石地段，設(shè)計(jì)人員就需根據(jù)調(diào)查的情況，包括巖溶洞穴的規(guī)模、洞穴發(fā)育狀況等，采取相應(yīng)的措施，對(duì)巖溶地基進(jìn)行技術(shù)處理。

對(duì)巖溶洞穴的處理方法有很多，如通過(guò)填埋將洞穴填充起來(lái)，但這只是對(duì)規(guī)模小或者較淺的洞穴而言的；處理較大洞穴時(shí)，一般都是用建設(shè)混凝土橫梁的方式，在洞穴之上架起橫梁等。這些都是減小巖溶地形對(duì)輸電線路建設(shè)影響的有效措施。因此，在修建之前，要對(duì)塔基的腳進(jìn)行勘測(cè)，充分了解塔基腳下的巖溶發(fā)育的深度及寬度范圍，在深入調(diào)查的基礎(chǔ)上，作出輸電線路的設(shè)計(jì)方案。防止設(shè)計(jì)方案因施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地址問(wèn)題，而不得不放棄重做，浪費(fèi)大量的資金、時(shí)間和精力。

此外，由于山區(qū)地形條件影響，輸電線路的塔基一般建在斜坡上，而斜坡是泥石流、滑坡等災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，這對(duì)于輸電線路的穩(wěn)定性影響很大。因此在選擇斜坡建設(shè)塔基時(shí)，要多對(duì)斜坡的地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)，選擇地質(zhì)良好、地基穩(wěn)定的地區(qū)，防止斜坡大，而且土質(zhì)松散的地段。而對(duì)于一些滑坡、泥石流頻發(fā)的地區(qū)，設(shè)計(jì)人員要加以治理，增加植被覆蓋，減少水土流失；設(shè)置攔石網(wǎng)，減少山體崩塌；實(shí)施排水設(shè)施，及時(shí)減小地下水對(duì)山體滑動(dòng)面的影響；及時(shí)清除之前滑坡、泥石流導(dǎo)致的山體上的堆積物資，從而減少地理災(zāi)害的物質(zhì)等。通過(guò)這些治理，不僅有利于保證輸電線路的安全和可靠，更有效地減少了當(dāng)?shù)氐乃亮魇?，保護(hù)了自然環(huán)境。

二、山區(qū)輸電線路的設(shè)計(jì)工作

（一）線路的選擇

選擇合適的輸電線路，是整個(gè)工程施工的基礎(chǔ)，線路設(shè)計(jì)方案的合理與否，要看它的線路長(zhǎng)度是否合適、地質(zhì)條件是否穩(wěn)定、是否利于日后施工作業(yè)、是否方便線路的正常運(yùn)行、以及附近交通條件是否便利等。要選擇合適的輸電線路，就要對(duì)各項(xiàng)條件有充分了解，需要設(shè)計(jì)人員具備足夠耐心和責(zé)任心，進(jìn)行多次勘探、考察，使施工線路盡量避開(kāi)地質(zhì)條件差的地段、繞開(kāi)農(nóng)田、樹(shù)林和房舍，以及原有的其他基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，確保線路的選擇不會(huì)妨礙到其他工程的正常建設(shè)，也不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ町a(chǎn)生影響，同時(shí)也能減少施工賠償?shù)幕ㄙM(fèi)。此外，要保證線路的長(zhǎng)度要短，轉(zhuǎn)角要盡量少，而經(jīng)過(guò)的地區(qū)地質(zhì)條件好，以減少處理地質(zhì)問(wèn)題所需的開(kāi)銷，保證所選擇的線路經(jīng)濟(jì)、合理，節(jié)約施工和維護(hù)的成本。

（二）鐵塔的設(shè)計(jì)

1 基本特點(diǎn)

為滿足山區(qū)斜坡的實(shí)際地形條件，在山區(qū)建設(shè)輸電線路時(shí)，一般采用全方位的高低腿鐵塔，而高低腿的一般級(jí)差為1—1.5米，但是根據(jù)地形的差異，它的級(jí)差也會(huì)不同，并且級(jí)差越大，鐵塔的重量也會(huì)隨著增大。

2 優(yōu)勢(shì)和不足

一般條件下，由于鐵塔高低腿的設(shè)置，往往采取“就地挖坑”的方式，即對(duì)基坑周圍1—2米的工作面做小面積開(kāi)方，使得塔位基面開(kāi)方較小，可以有效減小開(kāi)方量。因此，這種長(zhǎng)短腿鐵塔可以在一定程度上減少基面的土石開(kāi)挖和植被的破壞和水土的流失，有效保護(hù)塔基周圍的自然環(huán)境。同時(shí)，有利于維護(hù)鐵塔塔位的穩(wěn)定性，是現(xiàn)在山區(qū)輸電線路最常用的鐵塔設(shè)計(jì)方式。但是它存在一些弊端，一般來(lái)說(shuō)，這種高低腿的鐵塔的耗鋼量比一般平腿鐵塔的耗鋼量增加了7%左右，而鐵塔的基礎(chǔ)作用力也增加了近10%，極大增加了施工的成本。此外，一些高低腿鐵塔在陡坡上施工時(shí)，往往要按照腿的高低進(jìn)行施工，而在陡坡地形上進(jìn)行這樣的施工開(kāi)方，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)高邊坡，處理費(fèi)用相對(duì)較高，一旦處理不好，可能影響鐵塔的安全。另外，內(nèi)邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題，尤其是高塔腿的內(nèi)邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，是使用高低腿鐵塔時(shí)要注意的問(wèn)題。一直以來(lái)，內(nèi)邊坡的穩(wěn)定性都是山區(qū)使用鐵塔面臨的一大難題。按一般規(guī)律，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要盡量減小根開(kāi)，以保證鐵塔的基面降低少。但是，在根開(kāi)小而又大開(kāi)挖的時(shí)候，內(nèi)邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題就出現(xiàn)了。因?yàn)殚_(kāi)挖基坑時(shí)的放坡要求的限制，高塔腿內(nèi)邊坡往往會(huì)出現(xiàn)保護(hù)不夠的問(wèn)題，因而不得不經(jīng)常采用護(hù)坡等措施加以補(bǔ)救，從而增加以許多額外的工作量，增加了施工的難度。

3 注意事項(xiàng)

以哪條塔腿的標(biāo)高為標(biāo)準(zhǔn)，從而確定其他塔腿的長(zhǎng)度，是高低腿鐵塔在使用中要首先考慮的問(wèn)題。這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際的需要，選擇合適的基礎(chǔ)標(biāo)高為參照，適量增加或減小其他腿高，以盡量減少基面開(kāi)方，達(dá)到節(jié)省開(kāi)方量的目的。

（三）基礎(chǔ)型式

首先，采用插入式基礎(chǔ)型式，直接將鐵塔的主材插入土地，是輸電線路的桿塔經(jīng)常采用的一種基礎(chǔ)型式，這種方法也可以在山區(qū)中較平緩的地段使用，對(duì)于保證高低腿的上拔和下壓，保證鐵塔的穩(wěn)定有重要作用。但是，它的開(kāi)方量比較大，對(duì)周圍環(huán)境的破壞大，且回填土常常出現(xiàn)問(wèn)題，其施工操作過(guò)程困難。另外，在地勢(shì)較陡的地區(qū)，可以采用掏挖基礎(chǔ)，又稱原狀土基礎(chǔ)型式，它主要是針對(duì)山區(qū)陡坡地段的塔位采取的措施。在陡坡地段，有時(shí)即便是級(jí)差最大的高低腿鐵塔都很難達(dá)到地形的要求，無(wú)法對(duì)基礎(chǔ)的露出部分進(jìn)行調(diào)節(jié)，難以保障基礎(chǔ)邊坡的距離。在這種情況下，我們通常采用原狀土基礎(chǔ)，可以減少開(kāi)方量，無(wú)需像斜插基礎(chǔ)一樣支模，從而減少了施工量，節(jié)省了施工的成本和時(shí)間。同時(shí)，也很好地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境和塔位的安全穩(wěn)定性。此外，在有巖石覆蓋的地區(qū)，可以采用將巖基挖成具有一定形狀的方式，直接將鐵塔角鋼澆入巖石中，使之與巖石成為一體，在節(jié)省開(kāi)方量的同時(shí)，保證了塔位的穩(wěn)定性，又能節(jié)省了施工成本，是一種不錯(cuò)的基礎(chǔ)型式。但是，對(duì)開(kāi)挖的巖石的性質(zhì)，及其穩(wěn)定性、風(fēng)化程度等，都需要設(shè)計(jì)、施工人員進(jìn)行事前的嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，保證施工的后期施工和輸電線路的安全運(yùn)行。

三、山區(qū)輸電線路工程施工的后期處理工作

（一）余土的處理

工程的基坑回填后，剩余的土如何處理是山區(qū)施工一大難題。若放任不管，余土的土質(zhì)疏松，一旦遇到降雨天氣，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的水土流失，甚至是緩坡、泥石流等自然災(zāi)害，給塔基造成不利影響；但若將余土直接推下山坡，也會(huì)對(duì)周圍的植被和山區(qū)造成破壞，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。解決這樣的問(wèn)題，就要在施工前進(jìn)行規(guī)劃，盡量減少塔基的開(kāi)方量，減少余土的數(shù)量，在有效保護(hù)水土的同時(shí)，也減小了對(duì)周圍植被的破壞。因此，要在鐵塔腳的高度，以及基礎(chǔ)型式的選擇上加以注意，盡量選擇開(kāi)方量小的鐵塔設(shè)備和施工方式。此外，在選擇施工線路時(shí)，要注意周圍交通條件，可以將余土不斷運(yùn)出，并得到合理的處理和使用。而在運(yùn)輸不便，又無(wú)法減少余土量的條件下，則可以對(duì)余土進(jìn)行妥善使用，通過(guò)構(gòu)筑土墻的形式，盡量減小余土對(duì)周圍環(huán)境和工程施工的影響。

（二）防雷電處理

山區(qū)的地勢(shì)特點(diǎn)，及鐵塔所處的地理位置，使得防雷電工作成為山區(qū)輸電線路工程的重要內(nèi)容。因此，在設(shè)備的選擇上，要提高線路及設(shè)備的絕緣性，可以采用玻璃等絕緣材料，提高線路本身的防雷電水平。此外，在線路的選擇上要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境，參考?xì)v年的雷電發(fā)生情況，選擇合適的輸電線路，盡量避開(kāi)雷電多發(fā)地區(qū)。并在允許范圍內(nèi)適量降低鐵塔的高度。

結(jié)語(yǔ)

山區(qū)施工時(shí)，其受到的地理環(huán)境、氣候條件、經(jīng)濟(jì)狀況的影響，以及所采用的設(shè)備，不同于一般的平地施工。結(jié)合山區(qū)實(shí)際情況，以及輸電線路工程的需要，制定合理的設(shè)計(jì)和施工方案，是山區(qū)輸電線路建設(shè)的前提和基礎(chǔ)。而減少對(duì)自然環(huán)境的破壞，保證施工的質(zhì)量，維護(hù)輸電線路的安全穩(wěn)定，則是施工的目的。山區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)要充分明確其任務(wù)和目標(biāo)，采用最合理的技術(shù)手段，保證輸電線路建設(shè)的順利進(jìn)行。

[1]王信.淺談?shì)旊娋€路山區(qū)工程基礎(chǔ)的選型[J].城市建設(shè)理論研究，2011（30）.

[2]李光宗.關(guān)于山區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)及注意的問(wèn)題[J].城市建設(shè)理論研究，2011（34）.