特高壓輸電線路工程水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)探討

尹武君，鄧 川，楊曉瑞，楊建霞

(四川電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司，成都 610021)

前 言

特高壓輸電線路工程作為一項(xiàng)綠色環(huán)保工程，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、大容量低損耗輸送電力[1]。為落實(shí)水保措施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、施工和投運(yùn)的“三同時(shí)”制度，統(tǒng)一水保設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“環(huán)境友好”的建設(shè)目標(biāo)，使工程建成后取得良好的環(huán)境和社會(huì)效益，國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)特高壓輸電線路工程建設(shè)過程中的水土流失控制及治理工作極為重視，對(duì)水土保持工作提出了高標(biāo)準(zhǔn)、高要求。

通過總結(jié)歸納青海-河南、陜北-湖北等±800kV特高壓輸電線路工程較為成功的水土保持勘測(cè)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文作者對(duì)特高壓輸電線路工程水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了分析和闡述，期望為提高特高壓輸電線路工程施工圖水土保持設(shè)計(jì)精細(xì)化水平，規(guī)范輸電線路工程施工圖水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，確?？睖y(cè)過程控制及設(shè)計(jì)成果質(zhì)量提供一定的借鑒和參考。

1 特高壓輸電線路工程水土流失特點(diǎn)

特高壓輸電線路工程屬典型的線型工程，由于電壓等級(jí)高，鐵塔根開較大，所以單個(gè)塔基及其施工場(chǎng)地?cái)_動(dòng)和破壞面積也比較大。通過實(shí)地調(diào)查青海-河南±800kV直流輸電線路工程現(xiàn)場(chǎng)施工情況，坡地型塔基擾動(dòng)和破壞面積可達(dá)1 200m2，平緩地型塔基擾動(dòng)和破壞面積可達(dá)900m2左右[2-3]。由于特高壓輸電線路呈點(diǎn)線連接，跨度較大，單個(gè)工程使用鐵塔數(shù)量較多，水土流失具有呈點(diǎn)狀分布、單基鐵塔水土流失量較少但總量多、施工道路區(qū)水土流失量較大等特點(diǎn)，水土流失主要集中在施工階段[4]。

針對(duì)特高壓輸電線路工程水土流失特點(diǎn)，為保護(hù)線路沿線生態(tài)環(huán)境，將工程建設(shè)造成的水土流失影響降到最低，國(guó)家電網(wǎng)公司編寫出版了《特高壓直流輸電線路工程環(huán)保、水保措施專項(xiàng)設(shè)計(jì)編制細(xì)則(試行)》(國(guó)網(wǎng)直流線路[2015]44號(hào))，要求在施工圖階段設(shè)計(jì)單位應(yīng)進(jìn)行水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)，形成一塔一圖，并在施工階段將設(shè)計(jì)的水土保持措施落到實(shí)處。

2 水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容及作用

2.1 水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

特高壓輸電線路工程水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容主要為：根據(jù)掌握的1/50 000路徑方案圖、沿線1∶10 000航片及沿線各縣的水土保持規(guī)劃、土壤侵蝕現(xiàn)狀圖、植被分布圖、土地利用現(xiàn)狀圖等工程資料，采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查勘測(cè)和資料收集相結(jié)合的勘測(cè)手段，調(diào)查項(xiàng)目區(qū)原始植被情況、預(yù)估基面管控范圍表土剝離及植被恢復(fù)工程量；結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定基面管控范圍水土保持工程措施位置；確定塔位棄土堆放的位置，包括距塔位中心的距離、方向、棄土堆放面積等；然后進(jìn)行特高壓直流輸電工程塔基基面管控范圍、牽張場(chǎng)、跨越場(chǎng)、施工便道的水土保持措施設(shè)計(jì)工作[2-3]。

2.2 水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)作用

特高輸電線路工程水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)主要以水行政主管部門批復(fù)的《水土保持方案》為基礎(chǔ)，通過現(xiàn)場(chǎng)勘查，對(duì)水土流失防治分區(qū)和水土流失防治措施體系進(jìn)行細(xì)化和深化。在水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)中，將對(duì)施工臨時(shí)占地范圍的限定、表層土的保護(hù)、塔基基面排水、邊坡防護(hù)等提出具體措施，從而有效控制和減少施工擾動(dòng)面積，防止水土流失。同時(shí)，水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)還將就余土處理提出合理方案，從而避免余土亂堆亂棄造成不必要的地表擾動(dòng)和水土流失。

水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)在優(yōu)化主體工程設(shè)計(jì)、優(yōu)化施工工藝和方法等方面起到了積極作用，以目前正在施工的青-河線、陜-湖線兩條特高壓輸電線路工程為例，在施工過程中，施工單位采用水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)推薦的鋼板壓蓋和利用現(xiàn)有鄉(xiāng)間道路的施工便道方案，不僅減少了地表擾動(dòng)面積，還節(jié)約了建設(shè)成本。

3 水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)作業(yè)流程

特高壓輸電線路工程水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)工作一般應(yīng)從內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備及資料收集、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及勘測(cè)、水土保持措施設(shè)計(jì)等方面著手。

3.1 內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備及資料收集

3.1.1 內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備

內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備工作一般包括儀器設(shè)備的采購(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查記錄表的制作。結(jié)合特高壓輸電線路工程水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容，工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)調(diào)查勘測(cè)的儀器設(shè)備主要包括皮尺、工兵鏟、照像機(jī)、測(cè)距儀、羅盤儀等；調(diào)查記錄表中的內(nèi)容應(yīng)包括塔基及其施工場(chǎng)地、牽張場(chǎng)地、跨越場(chǎng)地等區(qū)域的地形地貌、土壤質(zhì)地、坡度、植被等自然環(huán)境情況。

3.1.2 資料收集

針對(duì)特高壓輸電線路工程水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容，搜集資料主要包括主體設(shè)計(jì)資料、國(guó)網(wǎng)公司相關(guān)原則性資料、水利及林業(yè)等行政主管部門資料。

3.1.2.1 主體設(shè)計(jì)資料

主體設(shè)計(jì)資料主要包括：施工圖設(shè)計(jì)總說明書及路徑圖、平斷面圖、塔位地形圖、水文氣象報(bào)告、工程地質(zhì)勘察報(bào)告等。

3.1.2.2 國(guó)網(wǎng)相關(guān)原則性資料

國(guó)網(wǎng)相關(guān)原則性資料在水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)工作中主要起指導(dǎo)作用，主要包括：國(guó)網(wǎng)制定并發(fā)布的特高壓工程水土保持相關(guān)的通知、規(guī)定、細(xì)則等。

3.1.2.3 水利及林業(yè)等行政主管部門資料

林業(yè)部門資料主要包括工程所在地適生樹草種名稱、栽植季節(jié)、栽植方式、成活率、樹種自然生長(zhǎng)高度等。

水利部門資料主要包括工程所經(jīng)行政區(qū)域的水土保持規(guī)劃、水土流失現(xiàn)狀、同類工程水土保持經(jīng)驗(yàn)，工程所在地的省級(jí)或市縣級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分成果文件等相關(guān)資料。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及勘測(cè)

3.2.1 地形地貌調(diào)查內(nèi)容主要為塔位所在區(qū)域的地貌類型、海拔、坡面坡度、坡向、坡長(zhǎng)及塔位所在區(qū)域坡面匯水面積的調(diào)查。

3.2.2 土壤情況調(diào)查內(nèi)容主要為土壤類型、質(zhì)地、表土層厚度、土地利用現(xiàn)狀及各利用類型所在比例。

3.2.3 植被情況調(diào)查內(nèi)容主要包括塔位及施工區(qū)所在區(qū)域內(nèi)的喬、灌、草植物的種類、數(shù)量以及整個(gè)區(qū)域的覆蓋度。高原地區(qū)還需調(diào)查是否存在草皮以及草皮是否具有可剝離的條件。

3.2.4 交通條件調(diào)查內(nèi)容主要為從當(dāng)?shù)剀囆械缆分了患笆┕^(qū)所在區(qū)域的交通情況，包括農(nóng)用機(jī)耕道及人走小道。

3.2.5 牽張場(chǎng)、跨越場(chǎng)在線路施工過程中擾動(dòng)程度較小，僅短時(shí)間內(nèi)的臨時(shí)占?jí)?，因此牽張?chǎng)及跨越場(chǎng)環(huán)境情況的調(diào)查內(nèi)容主要包括占用區(qū)域土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、植被情況調(diào)查、交通情況調(diào)查。

3.3 水土保持設(shè)計(jì)

水土保持設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50433-2018)、《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB51018-2014)的相關(guān)規(guī)定。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)實(shí)際情況，因地制宜，因害設(shè)防，布設(shè)的措施在滿足水土保持要求的前提下，應(yīng)便于落地實(shí)施。

3.3.1 工程措施

根據(jù)輸變電工程建設(shè)過程中水土流失特點(diǎn)，工程措施主要包括表土剝離、表土回覆、土地整治工程及耕地恢復(fù)、截排水溝及順接措施、漿砌塊石護(hù)坡、漿砌塊石擋土墻等[5～8]。

3.3.1.1 表土剝離與回覆

應(yīng)根據(jù)塔基永久占地范圍內(nèi)土層結(jié)構(gòu)、土地利用現(xiàn)狀、施工方法和塔基余土處理方式，確定表土剝離厚度和范圍，剝離的表土應(yīng)分塔基集中堆存，并采取臨時(shí)攔擋、苫蓋等防護(hù)措施；表土剝離時(shí)應(yīng)避開雨季和大風(fēng)季節(jié)。

3.3.1.2 土地整治工程及耕地恢復(fù)

土地整治包括臨時(shí)堆土、棄渣表面的土地整治?；娱_挖時(shí)應(yīng)將表層的熟土和下部的生土分開堆放；土地整治時(shí)，應(yīng)將熟土覆蓋在表層，根據(jù)原土地類型，盡量恢復(fù)其原來(lái)的土地功能(農(nóng)田)或恢復(fù)植被，以保護(hù)環(huán)境，避免水土流失。

3.3.1.3 截排水溝及順接措施

輸電線路塔基處截水溝一般布設(shè)在塔基上游來(lái)水匯集處，一般距離線路塔基約2～3m；排水溝布設(shè)在下游排水區(qū)域或作為截水溝的順接工程，一般距離線路塔基約2～3m。截排水溝出口處可直接接入已有排水溝(渠)內(nèi)，沒有順接條件的，需與天然溝道進(jìn)行順接，順接部位布設(shè)消力池進(jìn)行消能順接[9]。

3.3.1.4 工程護(hù)坡

凡易風(fēng)化的或易受雨水沖刷的巖石和土質(zhì)邊坡及嚴(yán)重破碎的巖石邊坡應(yīng)進(jìn)行護(hù)坡防護(hù)，可根據(jù)其土石性質(zhì)、高度及陡度，選擇其他合適的工程護(hù)坡類型[6]。

3.3.1.5 擋土墻

由于輸電線路工程距離長(zhǎng)、塔位分散，單個(gè)基礎(chǔ)開挖產(chǎn)生的棄渣量較小。因此，對(duì)于基礎(chǔ)開挖產(chǎn)生的棄渣，一般采取就近處置的方式。對(duì)于山地丘陵地區(qū)塔基礎(chǔ)開挖的余土，首先用于塔座基面四周的平整；當(dāng)鐵塔位于山包，四周為陡坡時(shí)，降底基面與基坑開挖的土石方無(wú)法就地堆穩(wěn)時(shí)，應(yīng)在堆土的下方修一道擋土墻，將余土放入其內(nèi)，避免余土流失山下影響生態(tài)環(huán)境。

3.3.2 植物措施設(shè)計(jì)

3.3.2.1 一般規(guī)定

根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》相關(guān)規(guī)定，在架空線路保護(hù)區(qū)和依法劃定的電力設(shè)施保護(hù)區(qū)內(nèi)，不得種植可能危及電力設(shè)施和供電安全的樹木、竹子等高桿植物。

3.3.2.2 立地條件分析及樹草種選擇原則

根據(jù)線路工程所處地理位置，簡(jiǎn)述項(xiàng)目區(qū)氣候類型、年平均氣溫、≥10℃積溫、多年平均降水量、雨季時(shí)段、線路沿線海拔、土壤類型、土層平均厚度及pH值等。

根據(jù)所處地區(qū)自然條件，按照“適地適樹(草)，因害設(shè)防，經(jīng)濟(jì)可行”的原則，栽種水土保持樹(草)種。

3.3.2.3 種植技術(shù)

(1)種草

草種播種前對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行土地整治，采用面狀整地，結(jié)合耕翻最好施有機(jī)肥和磷肥，整平耙細(xì)，要求土地干凈無(wú)雜草。

草籽在施工結(jié)束后的當(dāng)年或次年春季播種，播深3～4cm，撒播后覆土1～2cm，并輕微壓實(shí)。種子級(jí)別為一級(jí)，發(fā)芽率不低于85%，種植密度應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目區(qū)水熱條件確定。

(2)種樹

灌木苗為1～2年生工程苗，栽植密度參照《造林技術(shù)規(guī)程》(GBT 15776-2016)，采用40cm×40cm穴狀整地，株距2.0m，林下撒播草籽綠化。

植樹季節(jié)與方法：栽種時(shí)間根據(jù)工程施工進(jìn)度，可安排在施工結(jié)束后的當(dāng)年或次年春季進(jìn)行。

撫育管護(hù)：適時(shí)將樹穴中的雜草除去，松土、正苗。一年后調(diào)查苗木成活率，成活率低時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)植；定時(shí)修枝；加強(qiáng)撫育管理。

3.3.3 臨時(shí)措施設(shè)計(jì)

輸變電工程建設(shè)過程中的臨時(shí)防護(hù)措施主要包括施工過程中的彩條旗限界、密目網(wǎng)苫蓋、彩條布鋪墊、填土編織袋臨時(shí)攔擋、棕墊(鋼板)鋪墊、臨時(shí)排水溝、泥漿沉淀池等措施[5～8]。

3.3.3.1 彩旗繩限界

為了減少施工期的擾動(dòng)范圍，采取在施工場(chǎng)地周圍、施工便道兩側(cè)設(shè)彩旗繩限界措施。

3.3.3.2 密目網(wǎng)苫蓋

對(duì)臨時(shí)堆放的表土或開挖回填土，選用彩條布等進(jìn)行苫蓋，周邊用重物壓實(shí)，避免刮風(fēng)引起的揚(yáng)塵及降雨形成徑流沖刷，造成水土流失。苫蓋用料根據(jù)堆土面積計(jì)算，按照1.2～1.5的倍數(shù)進(jìn)行苫蓋。

3.3.3.3 彩條布隔離

對(duì)臨時(shí)堆放的余土和建筑材料，選用彩條布等鋪設(shè)在底部，減少清理渣土?xí)r對(duì)原地貌的擾動(dòng)。鋪墊用料根據(jù)堆土面積計(jì)算，按照1.2～3的倍數(shù)進(jìn)行鋪設(shè)。

3.3.3.4 填土編織袋攔擋

對(duì)臨時(shí)堆放的表土或開挖回填土，采取土袋裝土臨時(shí)攔擋，臨時(shí)攔擋需遵循“先攔擋后堆棄”的原則。臨時(shí)攔擋措施一般采用編織袋裝土進(jìn)行擋護(hù)，編織袋裝土布設(shè)于堆場(chǎng)周邊、施工邊坡的下側(cè)，其斷面形式和堆高在滿足自身穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，根據(jù)堆體形態(tài)及地面坡度確定。

3.3.3.5 棕墊(鋼板)鋪墊。

為方便機(jī)械設(shè)備和導(dǎo)線的運(yùn)輸與吊裝，在牽張場(chǎng)地內(nèi)規(guī)劃出施工通道，通道做適當(dāng)平整后鋪墊棕墊(鋼板)，棕墊(鋼板)的鋪墊可降低重型機(jī)械及車輛對(duì)原地貌的擾動(dòng)。

3.3.3.6 臨時(shí)排水溝

對(duì)施工簡(jiǎn)易道路區(qū)局部地段設(shè)置臨時(shí)土質(zhì)排水溝，作好臨時(shí)性排水工程，防止水土流失，臨時(shí)排水溝開挖斷面一般為梯形，排水溝開挖土石方夯實(shí)作為施工道路邊坡臨時(shí)防護(hù)。

3.3.3.7 泥漿沉淀池

灌注樁基礎(chǔ)施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生鉆渣漿，因此需采取措施對(duì)塔基基礎(chǔ)產(chǎn)生的鉆渣進(jìn)行處理。施工過程中，需在灌注樁外側(cè)設(shè)置泥漿池存放鉆孔施工需要的泥漿；泥漿池外側(cè)還需設(shè)置沉淀池對(duì)鉆渣漿進(jìn)行沉淀和固化處理。

3.3.4 余土處理

3.3.4.1 余土類型

根據(jù)塔位所處位置，因修建鐵塔產(chǎn)生的余土類型主要有以下幾種：平地農(nóng)田塔位(P1型)；平地非農(nóng)田塔位(P2型)；山丘小于15°時(shí)(Q1型)；山丘15°～25°時(shí)(Q2型)；山丘>25°時(shí)(Q3型)。

3.3.4.2 余土處理方式

特高壓輸電線路工程余土處理方式主要包括就地?cái)偲教幚?、外運(yùn)綜合利用、設(shè)置棄土點(diǎn)集中堆存三種方式。

(1)就地?cái)偲教幚?/p>

P1型，就地消納，但堆土高度不宜超過0.5m，且不能影響耕作；P2型，全部就地消納，必要時(shí)可砌筑擋土墻；Q1型，將余土在塔基范圍內(nèi)堆放成龜背型，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，如果余土不產(chǎn)生溜坡，盡量不布置擋墻措施；Q2型，余土堆放在塔基范圍內(nèi)，基礎(chǔ)頂面出露至少0.2m，場(chǎng)地不得積水，應(yīng)先修筑余土擋土墻(擋土墻必須滿足在基巖內(nèi)的嵌固深度且自身穩(wěn)定)，之后方可進(jìn)行基面平整、基坑開挖等土石方工程施工。

(2)外運(yùn)綜合利用

Q3型，優(yōu)先采用外運(yùn)綜合利用并在施工前取得綜合利用協(xié)議文件(可優(yōu)先考慮施工便道消納)，少設(shè)棄渣點(diǎn)。

余土外運(yùn)綜合利用方式應(yīng)征求當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)、村委會(huì)意見，并取得意向性協(xié)議，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查過程中還應(yīng)落實(shí)余土綜合利用場(chǎng)地中心點(diǎn)坐標(biāo)，同時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)圖片采集工作。

(3)設(shè)置棄土點(diǎn)集中堆存

設(shè)置棄土點(diǎn)時(shí)，應(yīng)采取必要的表土剝離及回覆、攔擋、截排水、植被恢復(fù)等水保措施，余土嚴(yán)禁順坡傾斜、隨意丟棄。

棄土點(diǎn)選取應(yīng)滿足《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50433-2018)的規(guī)定，即嚴(yán)禁在對(duì)公共設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)企業(yè)、居民點(diǎn)等有重大影響的區(qū)域設(shè)置棄土(石、渣、灰、矸石、尾礦)場(chǎng)，同時(shí)盡量避免占用耕地[7]。

3.3.5 其他相關(guān)要求

施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)相關(guān)要求，施工時(shí)根據(jù)地形，結(jié)合彩旗繩限界，以盡量減小擾動(dòng)破壞范圍為原則，劃定最小的施工作業(yè)區(qū)域，劃定永久占地、臨時(shí)占地范圍紅線，嚴(yán)禁施工人員和施工機(jī)械超出作業(yè)區(qū)域施工，避免對(duì)項(xiàng)目占地區(qū)周邊地表造成擾動(dòng)。

施工道路應(yīng)盡量利用原有道路擴(kuò)寬，在有道路能到達(dá)施工場(chǎng)地的前提下嚴(yán)禁因?yàn)槔@遠(yuǎn)、便捷等原因占用肥沃的耕地及植被較好的土地以重新開辟施工道路；道路寬度滿足施工要求即可，切勿無(wú)限制擴(kuò)寬，盡量減少擾動(dòng)范圍。

4 結(jié) 語(yǔ)

特高壓輸電線路工程建設(shè)過程中，各種土石開挖、回填等施工活動(dòng)將不可避免地對(duì)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、植被、土壤等造成擾動(dòng)、破壞或再塑，從而加速水土流失。在施工圖水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)特高壓輸變電線路工程建設(shè)過程中水土流失的特點(diǎn)，進(jìn)行詳細(xì)地現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和勘測(cè)，進(jìn)而有針對(duì)性地設(shè)計(jì)水土流失防治措施，通過施工單位在施工過程中逐一落地實(shí)施，可有效防止建設(shè)過程中的水土流失，達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。