輸變電工程的水土流失特點及防治措施

周曉新

（山西宏志環(huán)境工程咨詢有限公司，山西太原030002）

輸變電工程屬于電力基礎(chǔ)工程，通過輸電線路和變電站建設(shè)，優(yōu)化電力資源配置，完善地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證經(jīng)濟(jì)社會日益增長的電力需求。但是，在工程建設(shè)過程中，必然會擾動地表土壤，破壞地表植被，產(chǎn)生水土流失現(xiàn)象。本文以山西晉城澤州杏樹110 kV 輸變電工程為例，結(jié)合項目組成與施工情況，總結(jié)水土流失特點，綜合布設(shè)了工程措施、植物措施與臨時措施，以期為同類地區(qū)輸變電工程的水土保持工作提供參考。

1 項目及項目區(qū)概況

山西晉城澤州杏樹110 kV 輸變電工程位于晉城市澤州縣境內(nèi)，主要建設(shè)內(nèi)容包括：新建杏樹110 kV變電站、擴(kuò)建金鼎220 kV 變電站110 kV 間隔工程和新建110 kV 輸電線路27.8 km，輸電線路為架空線路，共用鐵塔99 基。項目總占地14.80 hm2，其中，永久占地0.99 hm2，臨時占地13.81 hm2。施工期共動用土石方總量7.10 萬m3，其中，總挖方3.55 萬m3，總填方3.55 萬m3。工程于2021年11月進(jìn)行施工準(zhǔn)備，預(yù)計2023年3月完工并投入試運(yùn)行，總工期17 個月。

項目區(qū)地貌類型涉及黃土丘陵階地和土石山區(qū)，區(qū)內(nèi)地面坡度介于5 ～45°，高程位于730～980 m 之間，屬全國水土保持區(qū)劃一級區(qū)西北黃土高原區(qū)。項目區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫10.6 ℃，年均降水量580 mm，主要集中在6～9月份，約占年降水總量的78%，平均風(fēng)速2.4 m/s。項目區(qū)土壤類型主要為褐土，地表物質(zhì)組成大多為草本及旱地，部分區(qū)域零星分布有喬木林。項目區(qū)為輕度水蝕區(qū)，原地貌土壤侵蝕模數(shù)1 600 t/（km2·a），土壤容許流失量1 000 t/（km2·a）。

2 項目組成及其水土流失特點

項目組成包括變電站工程（包括站址區(qū)、施工生活區(qū)、進(jìn)站道路、供水管線、施工用電線路）、變電站間隔擴(kuò)建工程、輸電線路工程（包括塔基及塔基施工區(qū)、牽張場、跨越施工區(qū)和施工道路）。其中，變電站工程占地集中、呈點狀分布，施工期動用土石方數(shù)量多、施工強(qiáng)度大，短時間內(nèi)造成較為嚴(yán)重的地表擾動后果和水土流失危害；輸電線路工程屬于線狀分布，往往涉及多個不同地貌區(qū)，水土流失沿輸電線路呈離散型分布，跨越半徑大，單個塔基占地面積不大但治理強(qiáng)度較大，恢復(fù)困難[1-2]。

輸變電工程主要包括施工準(zhǔn)備期、變電站工程和輸電線路工程等建設(shè)階段[3]。施工準(zhǔn)備期場地平整、基坑開挖與建筑物建設(shè)等直接擾動地表，破壞土壤結(jié)構(gòu)和植被，施工期澆注桿塔基礎(chǔ)，修筑護(hù)坡及排水溝等改變原地貌、新增大量開挖坡面，降低邊坡穩(wěn)定性，如遇暴雨，極易誘發(fā)重力侵蝕。各防治區(qū)水土流失情況見表1，其中，站址區(qū)、塔基及塔基施工區(qū)和施工道路水土流失量占比較高，而進(jìn)站道路、供水管線等造成的水土流失量占比較小，主要是由于在建設(shè)站址區(qū)和塔基區(qū)時，大量土方開挖、回填與臨時堆土等強(qiáng)擾動施工，破壞了土體結(jié)構(gòu)，損毀地表植被，土壤抗蝕、抗沖能力下降；同時，塔基基礎(chǔ)開挖、施工道路等工程涉及區(qū)域廣、擾動面積大，導(dǎo)致大量土壤流失。因此，在站址區(qū)、塔基及塔基施工區(qū)和施工道路區(qū)采取有效的水土保持防治措施，是控制輸變電項目水土流失總量的關(guān)鍵。項目建成后，塔基、變電站等征地將采取硬化或植物綠化等措施，水土流失影響將逐步減小。

表1 各防治區(qū)水土流失情況

3 水土保持防治分區(qū)及防治措施

根據(jù)項目建設(shè)布局和施工工藝，在對主體工程設(shè)計中具有水土保持功能措施分析評價的基礎(chǔ)上，提出防治水土流失需要補(bǔ)充、完善和細(xì)化的防治措施，將水土保持工程措施、植物措施和臨時措施有機(jī)結(jié)合，形成綜合防治措施體系。

3.1 變電站工程防治區(qū)

施工前對站址區(qū)、施工生活區(qū)、進(jìn)站道路和供水管線等防治分區(qū)進(jìn)行表土剝離，并對其剝離的表土進(jìn)行苫蓋保存，用于后期的植被恢復(fù)。主體工程在變電設(shè)備下方鋪設(shè)碎石0.16 hm2，圍墻內(nèi)采用400 PE波紋管布設(shè)排水管線1 000 m，圍墻外采用矩形斷面布設(shè)截水溝200 m，底寬0.5 m，深0.5 m。方案設(shè)計在進(jìn)站道路兩側(cè)布設(shè)M7.5 漿砌石排水溝111 m，采用矩形斷面，底寬0.4 m，深0.4 m。施工后期，將表土回覆至站址區(qū)、施工生活區(qū)、進(jìn)站道路和供水管線等防治分區(qū)的可綠化場地，并進(jìn)行全面整地，通過栽植連翹、撒播白羊草和披堿草進(jìn)行植被恢復(fù)，進(jìn)站道路兩側(cè)栽植行道樹油松綠化，并進(jìn)行三年幼林撫育。

3.2 金鼎變電站110 千伏間隔擴(kuò)建工程防治區(qū)

主體工程已對該區(qū)設(shè)計碎石覆蓋0.02 hm2，方案補(bǔ)充臨時堆土防護(hù)措施。

3.3 輸電線路工程防治區(qū)

輸電線路工程涉及黃土丘陵階地區(qū)和土石山區(qū)兩個地貌區(qū)。

3.3.1 黃土丘陵階地區(qū)輸電線路工程防治區(qū)

施工前對塔基及塔基施工區(qū)進(jìn)行表土剝離，并對塔基施工區(qū)和基礎(chǔ)開挖土方以及剝離表土進(jìn)行苫蓋，主體工程在臨溝的山區(qū)高低腿基礎(chǔ)塔基邊坡上部布設(shè)截排水溝160 m，采用矩形斷面，底寬0.4 m，深0.4 m，厚0.3 m，方案新增在截排水溝末端布設(shè)漿砌石順接工程40 m，采用矩形斷面M7.5 漿砌片石襯砌，深0.4 m，寬0.4 m，壁厚0.3 m。經(jīng)調(diào)查，主體已防護(hù)坡地鐵塔4 基，方案新增對剩余未防護(hù)的7 基鐵塔邊坡進(jìn)行防護(hù)，塔基邊坡坡腳植生袋攔擋措施59.57 m3。場地施工前，先進(jìn)行測量放線，確保滿足基礎(chǔ)施工需求，然后對邊坡邊界線底部平整出寬1 m的作業(yè)平臺，開始植生袋填筑，堆放高0.84 m，形成植生袋護(hù)坡，規(guī)格為115 cm×52 cm。施工結(jié)束后，將表土回覆至塔基區(qū)等防治分區(qū)的可綠化場地，對塔基區(qū)塔腿內(nèi)占地及塔基施工區(qū)臨時占用地進(jìn)行全面整地，對塔腿內(nèi)占地采用撒播草籽的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，對塔基施工區(qū)占地采用栽植連翹、撒播白羊草和披堿草相結(jié)合的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，植被栽植之后進(jìn)行三年幼林撫育。

牽張場和跨越施工區(qū)屬于臨時占壓區(qū)域，施工前采用鋪設(shè)土工布的方式保護(hù)表土資源，施工結(jié)束后對臨時占地進(jìn)行全面整地，拆除施工臨時建筑，平整土地，采用栽植連翹、撒播白羊草和披堿草相結(jié)合的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，并進(jìn)行三年幼林撫育。

為避免土石方沿道路坡面滑落，在施工道路邊坡布設(shè)植生袋貼坡防護(hù)，對土質(zhì)排水溝使用土工布進(jìn)行苫蓋，避免對排水溝土壤結(jié)構(gòu)的破壞，施工結(jié)束后揭除便可直接進(jìn)行植被恢復(fù)建設(shè)，對路塹邊坡除植生袋之外占地采用撒播草籽的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，對剩余臨時占地采用灌草結(jié)合方式進(jìn)行植被恢復(fù)，為避免坡面徑流沖刷道路，造成水土流失，對施工道路路塹邊坡坡腳布設(shè)臨時土質(zhì)排水溝600 m，斷面尺寸為底寬0.4 m，深0.4 m，邊坡1：1。

3.3.2 土石山區(qū)輸電線路工程防治區(qū)

施工前對塔基及塔基施工區(qū)進(jìn)行表土剝離，并對塔基施工區(qū)和基礎(chǔ)開挖土方以及剝離表土進(jìn)行苫蓋，主體設(shè)計臨溝的山區(qū)高低腿基礎(chǔ)塔基邊坡上部布設(shè)截排水溝340 m，采用矩形斷面底寬0.4 m，深0.4 m，厚0.3 m，方案新增在截排水溝末端布設(shè)漿砌石順接工程85 m，采用M7.5 漿砌片石襯砌矩形斷面，深0.4 m，寬0.4 m，壁厚0.3 m。經(jīng)調(diào)查，主體已防護(hù)坡地鐵塔10 基，方案新增對剩余未防護(hù)的18 基鐵塔邊坡進(jìn)行防護(hù)，設(shè)計就地取材，利用基礎(chǔ)開挖的石塊對塔基邊坡坡腳進(jìn)行干砌石護(hù)坡措施，場地施工前，先進(jìn)行測量放線，確保滿足基礎(chǔ)施工需求，然后對邊坡邊界線底部平整出寬1 m 的作業(yè)平臺，完后開始干砌石砌筑，堆放高1.0 m，形成干砌石護(hù)坡邊坡干砌石護(hù)坡252 m3，護(hù)坡厚度為0.5 m。施工結(jié)束后，對塔基區(qū)塔腿內(nèi)占地及塔基施工區(qū)臨時占用地進(jìn)行全面整地，對塔腿內(nèi)占地采用撒播草籽的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，對塔基施工區(qū)占地采用灌草結(jié)合的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，植被栽植之后進(jìn)行三年幼林撫育。

牽張場和跨越施工區(qū)屬于臨時占壓區(qū)域，施工前采用鋪設(shè)土工布的方式保護(hù)表土資源，施工結(jié)束后對臨時占地進(jìn)行全面整地，采用灌草結(jié)合的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，并進(jìn)行三年幼林撫育。

為避免土石方沿道路坡面滑落，在施工道路防邊坡布設(shè)植生袋貼坡防護(hù)1 440 m3，對土質(zhì)排水溝使用土工布進(jìn)行苫蓋，避免了對排水溝土壤結(jié)構(gòu)的破壞，施工結(jié)束后揭除便可直接進(jìn)行植被恢復(fù)建設(shè)，為避免坡面徑流沖刷道路，造成水土流失，對施工道路路塹邊坡坡腳布設(shè)臨時土質(zhì)排水溝1 800 m，斷面尺寸為底寬0.4 m，深0.4 m，邊坡1：1。

4 總結(jié)

輸變電工程是典型的線性工程，具有時間和空間跨度長的特點，施工擾動范圍主要包括站址、塔基和施工道路等區(qū)域，其中站址區(qū)和塔基區(qū)施工點集中，開挖土方一般就地回填、平整，對塔基處開挖的土方及剝離的表土，在臨時堆存時應(yīng)采取攔擋、覆蓋等措施，塔基上邊坡采取截排水溝，必要時增設(shè)護(hù)坡工程；在恢復(fù)期對于施工擾動區(qū)域，均應(yīng)進(jìn)行植被恢復(fù)，遵循適地適樹、因地制宜的原則，撒播草種是塔基區(qū)水土流失防治的有效手段；施工道路擾動范圍較大，需要布設(shè)截、排水以及邊坡攔擋防護(hù)措施。