輸電線路基礎(chǔ)輔助設(shè)施環(huán)保設(shè)計(jì)方法研究

張新燕

甘肅電通電力工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司 甘肅 蘭州 730000

引言

電力作為在關(guān)乎國計(jì)民生的一項(xiàng)基礎(chǔ)行業(yè)，在國家的發(fā)展中起著重要作用，近幾年隨著國家對(duì)環(huán)保的日益重視，電力工程也必須在建設(shè)中重視環(huán)保設(shè)計(jì)。

輸電線路作為電力工程建設(shè)的一部分，進(jìn)行環(huán)保設(shè)計(jì)不僅可以降低工程建設(shè)成本，而且可以提高電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。

輸電線路在設(shè)計(jì)階段和施工階段，通過合理設(shè)計(jì)塔基基面、邊坡防護(hù)、減少施工基面開挖、減少施工棄土等手段以降低工程造價(jià)、保護(hù)環(huán)境。

1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

1.1 護(hù)坡

護(hù)坡是為了穩(wěn)定邊坡、保護(hù)邊坡不致被沖刷、裂崩而采取的一種保護(hù)措施，一般有各種砌塊鋪砌和植物栽培。

輸電線路護(hù)坡即坡面保護(hù)，一般用于平緩、穩(wěn)定、無滑動(dòng)的邊坡上，其功能主要為抵抗水對(duì)坡面的沖刷及坡面的風(fēng)化，不承受土壓力的作用，如格框植物護(hù)坡、混凝土護(hù)坡，植物護(hù)坡等。

輸電線路在下列情況時(shí)將采取護(hù)坡設(shè)計(jì)：塔基坡面土質(zhì)松散、嚴(yán)重強(qiáng)風(fēng)化巖、植被稀疏或無植被，降雨時(shí)下，引起水土流失，影響塔基的安全穩(wěn)定，這時(shí)需要用塊石砌筑保護(hù)塔基邊坡，防止水土流失（如圖1）。

圖1 護(hù)坡應(yīng)用工程實(shí)例

1.2 擋土墻

擋土墻是一種保護(hù)邊坡穩(wěn)定的砌筑體，在實(shí)際工程中能夠平衡土體滑動(dòng)壓力，滿足工程實(shí)際環(huán)境要求。

輸電線路在下列情況時(shí)將采取擋土墻設(shè)計(jì)：

1.2.1 部分塔位基礎(chǔ)邊坡保護(hù)范圍不滿足要求，需填土夯實(shí)，以滿足邊坡保護(hù)范圍要求，當(dāng)邊坡較陡，為保證填土不被沖刷流失，需要夯實(shí)填土外側(cè)局部砌擋土墻。

1.2.2 塔位邊坡較陡且土體有可能產(chǎn)生塌方、滑坡。

1.2.3 節(jié)約用地、減少拆遷、少占或不占用農(nóng)田的塔基。

1.2.4 保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)重要建筑物、其他有特殊需要的塔基。

輸電線路擋土墻常用剛性自重式擋土墻（如圖2所示）。

圖2 擋土墻應(yīng)用

1.3 防洪墻

輸電線路防洪墻常用在基礎(chǔ)塔基周圍，使用漿砌塊石進(jìn)行砌筑，防止洪水對(duì)塔基的沖刷。

輸電線路防洪墻特點(diǎn)：地下埋置深度一般為數(shù)十厘米至一米，底座的寬度、厚度，通過地基承載力及穩(wěn)定強(qiáng)度計(jì)算得到，以防止地基變形，影響安全。應(yīng)用形式如圖3所示。

圖3 防洪墻應(yīng)用

1.4 排水溝

當(dāng)有強(qiáng)暴雨時(shí)常會(huì)導(dǎo)致山體的水土流失，引發(fā)邊坡塌方，輸電線路尤其是山區(qū)輸電線路遭遇強(qiáng)暴雨時(shí)，如果塔基周圍排水不暢，輕者會(huì)導(dǎo)致塔基發(fā)生沉降，重者會(huì)導(dǎo)致桿塔傾倒，直接威脅輸電線路安全運(yùn)行。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，輸電線路缺陷總數(shù)的25%來自于桿塔基礎(chǔ)受雨水影響引發(fā)的缺陷，桿塔基礎(chǔ)是否遭受雨水的危害，嚴(yán)重威脅到輸電線路的安全運(yùn)行。

輸電線路易沖刷地段，大部分處于降雨后山水流量較大的地方，雨水流量大，基礎(chǔ)排水、截水能力較差，使得排水溝積水、積土、堵塞，長(zhǎng)期浸泡基礎(chǔ)從而造成基礎(chǔ)塌方。

排水溝在輸電線路中應(yīng)用于有基面排水要求的桿塔，排水溝一般設(shè)置在來水方距塔基5m左右，并視具體地形確定走向，在設(shè)計(jì)中隊(duì)平面塔基應(yīng)留有內(nèi)高外低的排水坡度，坡度一般為1%～2%，做到無滯留水，保障塔基的安全，開挖排水溝的棄土，應(yīng)運(yùn)離塔基周圍，排水溝應(yīng)與塔基工程同步進(jìn)行，以使排水溝在線路施工過程中，保護(hù)基面及邊坡。

2 新型設(shè)計(jì)方法

近幾年，道路、土木建筑、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)田水利工程等各個(gè)領(lǐng)域，使用了一種新的材料——抗疏力土壤固化劑，代替水泥、石灰等傳統(tǒng)工程材料，在輸電線路護(hù)壁和邊坡保護(hù)中嘗試使用，以減少傳統(tǒng)材料使用，保護(hù)環(huán)境。

2.1 抗疏力固化劑概述

作為一種新型土工復(fù)合材料，抗疏力土壤固化劑材料性能優(yōu)良，可以改變土壤的物理－力學(xué)性質(zhì)，與土體混合均勻后不僅可以降低膠結(jié)土顆粒、降低土體空隙率、提高土體壓密度等，而且可以改善土壤的剛度及強(qiáng)度，將土體變?yōu)槟z凝材料，使用土壤固化劑固化土體后，會(huì)具有水穩(wěn)定性、抗裂性等性能。在輸電線路輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)施工過程中采用土壤固化劑，一方面可以降低工程造價(jià)，另一方面施工工藝簡(jiǎn)單、施工方便、節(jié)省施工工期。

抗疏力固化劑有以下優(yōu)點(diǎn)[1-2]：

2.1.1 能固化土壤，防水防潮，經(jīng)固化的土壤不會(huì)出現(xiàn)“二次泥化”現(xiàn)象。

2.1.2 能縮短工期，提高工作效率，使用固化劑不受氣溫影響，凝固時(shí)間快，大大縮短工期，降低成本。

2.1.3 熱傳導(dǎo)性極微。固化劑具有強(qiáng)烈的凝固性與固化作用，凝固表面緊密，具有較好的隔熱功能和降溫功能。

2.1.4 收縮及膨脹系數(shù)小。使用固化劑的產(chǎn)品，凝固緊密，收縮及膨脹系數(shù)較低，因此不易受氣溫變化而產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象導(dǎo)致變形龜裂。

何光亮的重要舉措就是把磷石膏變成綠色建材。早在今年兩會(huì)期間，作為全國人大代表的何光亮就曾提出議案《關(guān)于在全國大力推廣磷石膏制備α高強(qiáng)石膏應(yīng)用并在貴州建立示范基地的建議》，對(duì)磷石膏的資源化利用提出了合理化的建議。他表示，隨著磷石膏制備α高強(qiáng)石膏技術(shù)的成功研發(fā)，為磷石膏實(shí)現(xiàn)完全資源化價(jià)值化綜合利用帶來了希望。據(jù)了解，該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)越性在于：一是低碳節(jié)能環(huán)保；二是可循環(huán)使用；三是綠色安全；四是高性能高質(zhì)量；五是成套技術(shù)領(lǐng)先。

2.1.5 施工簡(jiǎn)便。只在材料內(nèi)加入少量固化劑拌和，壓實(shí)即可，施工簡(jiǎn)便，省時(shí)省力。

2.1.6 無毒、無害、節(jié)能。它主要使用大量的工業(yè)廢料制成，具有雙重節(jié)能效果，且本身無毒，同時(shí)對(duì)于工業(yè)粉灰、工業(yè)廢渣均可直接使用。

2.1.7 不影響工地及居民生活環(huán)境。

2.2 抗疏力邊坡處理

基礎(chǔ)開挖過程中必然會(huì)產(chǎn)生余土，余土往往就近堆在基礎(chǔ)塔位附近，影響美觀的同時(shí)，形成的邊坡容易發(fā)生破壞，使用抗疏力固化劑可以與余土混合形成穩(wěn)定材料，將固化土壤形成密實(shí)板體，有效改善土壤的特性，節(jié)省或替代水泥、石灰、砂漿等材料。也可以在抗疏力固化劑混合料中加入草籽等，長(zhǎng)出來的植物根系可以穩(wěn)定和加固邊坡，修復(fù)后的道路邊坡與周圍植被融為一體，形成了和諧自然的生態(tài)景觀。

采用抗疏力固化劑混合料，該固化劑混合料由C444+SD+水按比例配置，常溫條件下質(zhì)量配比依次為 0.5∶4∶95.5，再加入素土[3]。

對(duì)特殊性巖土體，如花崗片麻巖經(jīng)全強(qiáng)風(fēng)化后形成的砂性土顆粒，顆粒間非常松散無黏結(jié)力，遇水后軟化膨脹非常易于沖刷流失；膨脹土、紅土地區(qū)常發(fā)生遇水 膨脹、失水收縮等災(zāi)害問題。目前，傳統(tǒng)的護(hù)坡從工程防護(hù)至綠化處理，存在工序復(fù)雜、工期長(zhǎng)、造價(jià)高、防沖刷效果不佳等問題。

新型邊坡抗疏力生態(tài)防護(hù)，不僅可以保護(hù)邊坡抵抗邊坡受雨水沖刷侵蝕而且可以綠化邊坡，有效解決恢復(fù)植層，避免滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，水土流失、局部小氣候的惡化、生物鏈破壞等環(huán)境問題 對(duì)于邊坡的固化和植被保持具有重大作用。

3 其他設(shè)計(jì)方法

3.1 環(huán)保作業(yè)面設(shè)計(jì)

采用機(jī)械化施工的塔位，因各類機(jī)械作業(yè)及塔段地面拼裝需要較大空間，建議在塔基四周每側(cè)預(yù)留8～10m寬度。若塔位某側(cè)場(chǎng)地布置受限，尚應(yīng)根據(jù)塔位實(shí)際地形地貌、周邊環(huán)境等條件將場(chǎng)地向其他方向擴(kuò)展，可結(jié)合塔位周邊地貌地物，進(jìn)一步將施工場(chǎng)地與施工道路的進(jìn)出方向協(xié)調(diào)，優(yōu)化各工序施工場(chǎng)地規(guī)劃。

3.2 施工圍欄

基礎(chǔ)施工時(shí)必須劃定施工范圍，設(shè)置圍欄，禁止越界施工；劃定施工區(qū)，設(shè)置施工區(qū)圍欄可以嚴(yán)格控制臨時(shí)占地面積，減少施工活動(dòng)的擾動(dòng)面積，減少植被活動(dòng)。

3.3 表土剝離

場(chǎng)地平整和塔基開挖之前，首先對(duì)施工區(qū)表土進(jìn)行全面剝離、將熟土和生土分開堆放，并按原土層順序回填，保證熟土回填在表層，以便于植被恢復(fù)。

3.4 臨時(shí)堆土（材料）設(shè)計(jì)

輸電線路工程基礎(chǔ)屬于“點(diǎn)”狀，且各個(gè)“點(diǎn)”開挖的土石方量較少，施工材料用量較少，因此回填土及施工材料集中堆置在塔基附近[4]，在臨時(shí)堆土回填之前，應(yīng)在施工區(qū)周邊和臨坡側(cè)采取攔擋、苫蓋等保護(hù)措施，遵守先攔后棄，先圍后挖，先護(hù)后擾的原則，防止施工時(shí)順坡溜土，保護(hù)周邊及下游坡面地表和植被。同時(shí)盡快回填土石方?；媲謇砀蓛艉螅厥毡∧た捎糜谙乱粋€(gè)“點(diǎn)”的基面施工，進(jìn)行重復(fù)利用。

3.5 施工道路

施工道路有新修及拓寬得臨時(shí)道路、線路施工時(shí)人工搬運(yùn)的簡(jiǎn)易道路。人工搬運(yùn)簡(jiǎn)易道路主要存在于山區(qū)，有距離短、路面窄的特點(diǎn)，會(huì)破壞一部分路面植被，因此人工搬運(yùn)道路不需要設(shè)計(jì)水土保持措施，但施工時(shí)盡量選擇已有道路，不得隨意擴(kuò)大路面，施工結(jié)束后及時(shí)清理雜物。當(dāng)施工道路路況無法滿足工程運(yùn)輸要求時(shí)，為方便材料運(yùn)輸，可在施工道路表面鋪設(shè)臨時(shí)鋼板，硬化路面，可減少因道路建設(shè)引起的地表擾動(dòng)，破壞水土保持措施。

3.6 施工結(jié)束后環(huán)保設(shè)計(jì)

施工結(jié)束后對(duì)擾動(dòng)和壓實(shí)的塔基區(qū)進(jìn)行清理、平整、松土、表土回填或覆土，并清理施工中的各種建筑垃圾，恢復(fù)原土地功能或回復(fù)植被。塔基區(qū)土地整治面積按照塔基永久占地面積之和的50%計(jì)算。

在塔基及擾動(dòng)區(qū)種植灌木或撒播草籽，恢復(fù)植被。對(duì)占用農(nóng)田的基面采取增值農(nóng)家肥等土壤改良措施恢復(fù)耕地。

4 結(jié)束語

在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過程中，將水土保持方案設(shè)計(jì)作為工程設(shè)計(jì)的一部分納入主體工程之中，與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)驗(yàn)收和投產(chǎn)使用，使電網(wǎng)建設(shè)造成的人為水土流失得到及時(shí)有效的治理。

合理規(guī)劃設(shè)計(jì)基礎(chǔ)輔助設(shè)施，根據(jù)工程實(shí)際差異化設(shè)計(jì)護(hù)坡、擋土墻、防洪墻、排水溝等傳統(tǒng)方法；

促進(jìn)多學(xué)科聯(lián)手，加強(qiáng)成分分析、結(jié)構(gòu)分析和機(jī)理研究，對(duì)抗疏力添加劑在輸電線路中的應(yīng)用機(jī)理作進(jìn)一步的研究，并進(jìn)行工程實(shí)際驗(yàn)證。

對(duì)施工中施工圍欄、表土剝離、臨時(shí)堆土、施工道路、基礎(chǔ)開挖與澆筑及施工結(jié)束后的環(huán)保進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證基礎(chǔ)施工和施工結(jié)束后不破壞或盡可能的少破壞當(dāng)?shù)丨h(huán)境。