陽(yáng)江市500 kV回隆(陽(yáng)西)輸變電工程水土保持措施布設(shè)研究

張群英

(廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510000)

輸變電工程的建設(shè)和投運(yùn)，是全面建設(shè)小康社會(huì)的重要任務(wù)之一。近年來(lái)，陽(yáng)江市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶動(dòng)電力負(fù)荷迅速增長(zhǎng)。為滿足陽(yáng)江市西部地區(qū)日益增長(zhǎng)的用電需求，進(jìn)一步改善當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)供電可靠性，建設(shè)陽(yáng)江500 kV回隆(陽(yáng)西)輸變電工程是必要的。工程建設(shè)區(qū)位于廣東省陽(yáng)江市陽(yáng)西縣境內(nèi)，主要供電區(qū)域?yàn)殛?yáng)江市陽(yáng)西縣、海陵島以及江城區(qū)的中南部，變電站選址位于陽(yáng)江市陽(yáng)西縣程村鎮(zhèn)蓮花村大頭發(fā)嶺(山)附近，輸電線路全線位于陽(yáng)江市陽(yáng)西縣程村鎮(zhèn)境內(nèi)[1]。項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容：(1)新建500 kV陽(yáng)西變電站一座，建設(shè)規(guī)模2×1000 MVA主變壓器。(2)500 kV出線最終規(guī)模為10回，本期出線4回：雙解口陽(yáng)西電廠～蝶嶺雙回線路入回隆站，形成回隆站至陽(yáng)西電廠、至蝶嶺站各2回500 kV線路，路徑總長(zhǎng)7 km。線路共建500 kV桿塔23基，其中包括人工挖孔樁基礎(chǔ)14基、四樁承臺(tái)挖孔樁基礎(chǔ)3基、斜柱柔性基礎(chǔ)4基、四樁承臺(tái)灌注樁基礎(chǔ)2基。工程建成后，可有效緩解區(qū)域用電供需矛盾，全面助力地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，不可避免地會(huì)對(duì)地表進(jìn)行擾動(dòng)和開(kāi)挖，加重土壤侵蝕強(qiáng)度，在暴雨、徑流的沖刷下，會(huì)造成一定程度的水土流失。為有效預(yù)防和避免水土流失危害，確保項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行安全，切實(shí)保護(hù)和改善項(xiàng)目區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境，開(kāi)展針對(duì)性的水土保持措施布設(shè)研究是有必要的。

1 防治責(zé)任范圍及防治分區(qū)

1.1 防治責(zé)任范圍

工程的防治責(zé)任范圍由項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)組成。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)以工程實(shí)際擾動(dòng)、占用范圍確定，直接影響區(qū)以可能造成水土流失及其危害范圍進(jìn)行界定[2]。在現(xiàn)場(chǎng)勘察和詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，參照類似工程經(jīng)驗(yàn)，確定項(xiàng)目水土流失防治責(zé)任范圍面積總計(jì)16.24 hm2，其中,項(xiàng)目建設(shè)區(qū)面積為13.86 hm2，直接影響區(qū)面積為2.38 hm2。

1.2 防治分區(qū)

依據(jù)工程所處的地貌類型，并結(jié)合主體工程建設(shè)時(shí)序、布局、新增水土流失特點(diǎn)，以及防治責(zé)任范圍的劃分，同時(shí)考慮與主體工程相銜接，進(jìn)行水土流失防治分區(qū)。工程劃分為變電站區(qū)及輸電線路區(qū)2個(gè)一級(jí)分區(qū)，其中,變電站區(qū)進(jìn)一步劃分為站址區(qū)、進(jìn)站道路區(qū)、施工營(yíng)地區(qū)、表土堆放區(qū)；輸電線路區(qū)劃分為塔基區(qū)、人抬道路區(qū)、牽張場(chǎng)地區(qū)，共7個(gè)二級(jí)分區(qū)。

2 水土流失防治目標(biāo)

項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域?qū)購(gòu)V東省水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)。根據(jù)《中華人民共和國(guó)水土保持法》和《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50434—2018)[3]的規(guī)定，水土流失防治目標(biāo)執(zhí)行建設(shè)類項(xiàng)目二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由于項(xiàng)目區(qū)屬800 mm以上降水地區(qū)，水土流失總治理度、林草植被恢復(fù)率、林草覆蓋率絕對(duì)值應(yīng)提高2%以上。具體目標(biāo)是：通過(guò)布設(shè)針對(duì)性的水土保持措施，使施工過(guò)程中新增水土流失得到有效控制，同時(shí)使原有水土流失得到基本治理，減少項(xiàng)目區(qū)因水土流失造成的危害；恢復(fù)和保護(hù)線路所經(jīng)地區(qū)的水土狀況，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)、生態(tài)環(huán)境和地方經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展(各項(xiàng)防治目標(biāo)值具體見(jiàn)下表1)。

表1 項(xiàng)目水土流失控制分區(qū)防治目標(biāo)

3 水土流失預(yù)測(cè)

項(xiàng)目水土流失影響因子主要為降雨特性(雨量、雨強(qiáng)、歷時(shí)等)、地形地貌、地面組成物質(zhì)及其結(jié)構(gòu)、植物類型及覆蓋度、水土保持設(shè)施數(shù)量和質(zhì)量等，造成水土流失的主要原因?yàn)槿藶閷?duì)地表的擾動(dòng)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50434—2018[3]，經(jīng)科學(xué)預(yù)測(cè)表明：工程實(shí)施會(huì)擾動(dòng)原地貌，損壞土地及植被面積13.86 hm2；工程產(chǎn)生棄方總量2.76萬(wàn)m3，棄土中表土全部作為綠化用土，塔基余方采取就地?cái)偲教幚?，建筑垃圾運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)處理；各工區(qū)的水土流失量大大超過(guò)了該區(qū)土壤容許流失量500 t/km2·a，工程可能造成的新增水土流失量約1308 t，新增水土流失主要發(fā)生在施工期的站址區(qū)。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，施工期為水土流失重點(diǎn)時(shí)段，并以站址區(qū)作為新增水土流失重點(diǎn)防治部位。因此，施工中應(yīng)高度重視水土流失防治工作，并制定合理的針對(duì)性水土防治措施。

4 水保措施布設(shè)

4.1 措施總體布局

為了保證工程建設(shè)引起的水土流失降到最低程度，達(dá)到保水固土的目的，結(jié)合項(xiàng)目施工特點(diǎn)，采用攔、排、防等各項(xiàng)措施相結(jié)合的防治方案，從而形成完整、豐富的水土流失防治體系。防治措施總布局為：采用植物措施與工程措施相結(jié)合的防治方法，并注重臨時(shí)攔擋、植被恢復(fù)等輔助措施。

4.2 主要分區(qū)防治措施布設(shè)

4.2.1 變電站區(qū)——站址區(qū)

站址區(qū)在場(chǎng)地平整前應(yīng)剝離表土，并將表土集中堆存，后期作為綠化覆土。在工程建設(shè)過(guò)程中對(duì)填筑等形成的柔性邊坡及時(shí)采取工程措施防護(hù)，確保邊坡穩(wěn)定，且須妥善解決施工期排水問(wèn)題，減少?zèng)_刷。防治措施布設(shè)為：

(1)工程措施方面?？紤]對(duì)站內(nèi)、站外布設(shè)較為完善的截排水措施，對(duì)挖、填方邊坡坡面采取漿砌石框格內(nèi)植草皮的方式進(jìn)行護(hù)坡，并在填方區(qū)坡腳采用漿砌石擋土墻進(jìn)行支護(hù)。站址區(qū)施工中剝離表土約1.79萬(wàn)m3，表土剝離后，集中堆放圍墻內(nèi)施工場(chǎng)地一角，并盡量堆放在站址內(nèi)地勢(shì)相對(duì)低洼的永久占地范圍內(nèi)。綠化施工時(shí)，回覆表土1.54萬(wàn)m3。

(2)植物措施方面。由于臨時(shí)堆土量較大，且土質(zhì)松散，臨時(shí)堆放時(shí)間超過(guò)一年，只采取編織袋攔擋難以達(dá)到水保要求，故考慮在土堆表面撒播草籽防護(hù)，草籽撒播面積約0.60 hm2，草籽可選用百喜草、狗牙根等，用量為80 kg/hm2。站址區(qū)主要對(duì)站區(qū)圍墻內(nèi)空閑地與圍墻外預(yù)留擴(kuò)建區(qū)域鋪種草皮、栽植灌木花卉進(jìn)行綠化。

(3)臨時(shí)措施方面。注重臨時(shí)攔擋和臨時(shí)排水、沉沙池措施相結(jié)合。在場(chǎng)地地基處理完畢后，建筑物及管線施工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的基槽余土，在工程完畢后才能對(duì)其進(jìn)行回填夯實(shí)和二次平整，在此之前，需要設(shè)立臨時(shí)堆土場(chǎng)堆放。為防止水土流失，需要在堆放場(chǎng)四周設(shè)置臨時(shí)攔擋墻，經(jīng)估算，需臨時(shí)堆放棄土量約1200 m3，攔擋斷面尺寸為上寬0.4 m、底寬0.8 m、高0.8 m。經(jīng)計(jì)算，編織袋擋墻防護(hù)長(zhǎng)度約150 m，需要袋土72 m3。在臨時(shí)攔擋墻外設(shè)置臨時(shí)性土質(zhì)排水溝，以排除從坡面及站內(nèi)匯集的雨水。排水溝用水泥砂漿簡(jiǎn)單護(hù)砌，砂漿護(hù)砌厚2 cm，采用梯形斷面，上底寬1.0 m、下底寬0.6 m、高0.6 m，共需設(shè)置臨時(shí)排水溝約650 m。在西側(cè)及南側(cè)排水出水口處分別設(shè)置1個(gè)沉沙池，沉沙池?cái)嗝骈L(zhǎng)3.0 m,寬1.5 m,深1.5 m，磚砌厚度24 cm。

4.2.2 輸電線路區(qū)——塔基區(qū)

項(xiàng)目線路共新建塔基23基，其中2基位于平原區(qū)，其余位于山丘區(qū)，永久占地0.68 hm2，臨時(shí)占地0.35 hm2。對(duì)于位于山丘區(qū)的塔基，施工前，應(yīng)提前實(shí)施邊坡防護(hù)及排水等永久性措施，塔基基礎(chǔ)施工過(guò)程中，應(yīng)做到先攔擋后開(kāi)挖，施工結(jié)束后，要及時(shí)回填多余的土方，并實(shí)施植被恢復(fù)。對(duì)位于敏感區(qū)塔基，塔基施工過(guò)程中，需加強(qiáng)臨時(shí)攔擋防護(hù)措施，并及時(shí)采取截、排水措施疏導(dǎo)雨水，避免施工過(guò)程中水土流失產(chǎn)生的泥漿、砂土隨集水溝進(jìn)入附近的林地、耕地。具體防治措施布設(shè)為：

普通高中教育的一個(gè)基本目的是促進(jìn)學(xué)生發(fā)展學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)力，激勵(lì)學(xué)生為滿足自身需要去學(xué)習(xí)，探究式教學(xué)所花時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而學(xué)生目前學(xué)習(xí)任務(wù)較重，因此每一內(nèi)容都探究是不現(xiàn)實(shí)的，我們也沒(méi)有必要將所有的內(nèi)容都設(shè)計(jì)成探究性內(nèi)容。

(1)工程措施方面。在塔位下坡面采用擋土墻進(jìn)行防護(hù)，在坡頂順山勢(shì)布設(shè)截水溝以防雨水對(duì)坡面的沖刷，對(duì)因降基而形成的坡面采用漿砌石進(jìn)行護(hù)坡，并對(duì)施工中的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)建泥漿池防護(hù)。為了防止表土層流失，在塔基施工前，首先剝離表土，表土剝離面積約為0.86 hm2，剝離厚度為30 cm，剝離總量為0.26萬(wàn)m3。

(2)植物措施方面，塔基施工完畢后，及時(shí)對(duì)占地范圍除硬化及邊坡外的地塊進(jìn)行土地整治，并采取植草結(jié)合灌木的形式綠化。整地后對(duì)塔基永久占地部分鋪草皮綠化，鋪草皮面積約為0.54 hm2。塔基施工臨時(shí)占用耕地0.03 hm2，施工結(jié)束整地后歸還當(dāng)?shù)剞r(nóng)民恢復(fù)為耕地；臨時(shí)占用林地0.27 hm2、草地0.05 hm2，施工結(jié)束后，種植灌木并撒播草籽，灌木可選擇紫葉小蘗、野牡丹等，種植密度2 m×2 m，共種植灌木800株、撒播草籽0.32 hm2。

(3)臨時(shí)措施方面。表土剝離后，先剝離的表土直接裝入編織袋，用來(lái)砌筑臨時(shí)攔擋墻。剩余表土集中堆放在臨時(shí)占地一角，結(jié)合塔基臨時(shí)攔擋墻堆放。在平原區(qū)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)主體考慮采用泥漿池防治水土流失；在山丘區(qū)，塔基采用挖孔樁基礎(chǔ)及斜柱柔性基礎(chǔ)，開(kāi)挖的土石方堆放在場(chǎng)地一側(cè)，為防止泥土散落、流失，在堆放點(diǎn)下坡處設(shè)置臨時(shí)攔擋墻，并以“品”字形緊密排列堆砌。塔基區(qū)編織袋擋墻防護(hù)長(zhǎng)度約630 m，需袋土302 m3。

4.3 典型防治措施設(shè)計(jì)

4.3.1 排水工程設(shè)計(jì)

根據(jù)有關(guān)工程設(shè)計(jì)等級(jí)的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)防護(hù)安全性要求，臨時(shí)排水溝采用5年一遇的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定后，結(jié)合廣東省暴雨手冊(cè)，采用式(1)進(jìn)行洪峰流量計(jì)算：

Qb=0.278×K×I×F

(1)

式中：Qb為最大洪峰流量，m3/s；K為徑流系數(shù)；I為平均1 h降雨強(qiáng)度，mm/h；F為集水面積，km2。

再通過(guò)式(2)(明渠均勻流公式)以流量反算所需排水溝過(guò)水?dāng)嗝婷娣e及尺寸[4]：

(2)

計(jì)算成果如表2，結(jié)果表明：(1)排水溝設(shè)計(jì)按最不利條件，即僅有一個(gè)出水口時(shí)的最大流量設(shè)計(jì)，站址區(qū)各個(gè)分區(qū)出水口最大流量為1.73 m3/s。(2)根據(jù)集水面積的不同，臨時(shí)排水溝設(shè)計(jì)為梯形斷面，其尺寸為底寬0.6 m、深0.6 m，邊坡比1∶0.33，溝壁及溝底砂漿抹面2 cm處理。(3)校核流量Q大于洪峰流量Qb，滿足不淤、不沖流速條件，即設(shè)計(jì)流速大于0.15 m/s，小于5.20 m/s，排水溝設(shè)計(jì)尺寸符合排水要求。

表2 洪峰流量及排水溝斷面要素計(jì)算結(jié)果

4.3.2 沉沙池設(shè)計(jì)

沉沙池設(shè)計(jì)斷面形式采用矩形斷面，根據(jù)工程區(qū)情況，池廂內(nèi)的平均流速取0.25 m/s，沉沙池工作水深取1.2 m。根據(jù)《水利水電工程沉沙池設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL/T 269—2019)[5]相關(guān)公式計(jì)算沉沙池池廂工作長(zhǎng)度、寬度。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目臨時(shí)沉沙池尺寸為長(zhǎng)3.0 m,寬1.5 m,高1.5 m，其采用機(jī)磚抹面結(jié)構(gòu)。通過(guò)分析排水溝設(shè)計(jì)流量與沉沙池規(guī)格、斷面尺寸，沉沙池設(shè)計(jì)尺寸可滿足過(guò)水要求。施工中應(yīng)加強(qiáng)巡查維護(hù)，定期清理沉沙池內(nèi)淤積的泥沙，發(fā)現(xiàn)沉沙池?fù)p壞應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

4.4 水保措施效益分析

項(xiàng)目水土保持工程總投資558.15萬(wàn)元。實(shí)施水土保持措施后，可治理水土流失面積9.40 hm2，減少水土流失總量1308t，從而保證工程建設(shè)區(qū)的水土流失得到有效治理，損壞的水土保持設(shè)施得到恢復(fù)和改善，原有的土壤侵蝕也得到一定程度的控制(主要防治指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況詳見(jiàn)表3)。

表3 防治指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況

5 結(jié) 論

通過(guò)實(shí)施科學(xué)合理的水保措施，可有效防治水土流失，并對(duì)不利環(huán)境影響予以緩解和逐步消除。防治措施應(yīng)堅(jiān)持永臨結(jié)合，治管并舉；堅(jiān)持工程措施為主，臨時(shí)措施為輔；堅(jiān)持全面防治與重點(diǎn)治理相結(jié)合，安全保護(hù)和資源節(jié)約相結(jié)合。水保措施實(shí)施后，各項(xiàng)防治指標(biāo)均達(dá)到了目標(biāo)值，從水土保持角度分析，該工程建設(shè)中不存在水土保持的制約性因素,相關(guān)措施對(duì)改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境具有良好效果，項(xiàng)目整體具備可行性。