浙北低山丘陵區(qū)輸變電工程水土流失防治經(jīng)驗(yàn)

童佳君，何池全，陳文杰

(1.上海大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，上海 200444；2.中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200001)

1 引言

輸變電工程項(xiàng)目建設(shè)周期短，土建工程施工期擾動(dòng)劇烈，特別是塔基基礎(chǔ)開挖、接地溝開挖、土地平整、人抬道路修建、棄土棄渣堆放等施工活動(dòng)，由于此類工程將破壞項(xiàng)目區(qū)周邊地表植被，對(duì)表土結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較大，容易引發(fā)水土流失問題[1]。

本文以長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站500 kV送出工程為例，從設(shè)計(jì)、施工、管理方面對(duì)浙北低山丘陵區(qū)輸變電工程的水土流失防治經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

2 工程概況

長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站500 kV送出工程位于浙江省湖州市安吉縣、長(zhǎng)興縣、德清縣、吳興區(qū)境內(nèi)[2]。本工程包括擴(kuò)建妙西變電站間隔和新建長(zhǎng)龍山～妙西雙回500 kV輸電線路，線路路徑長(zhǎng)度61.324 km，新立鐵塔158基。工程沿線地貌類型主要為低山、丘陵地貌，屬于浙北低山丘陵區(qū)。低山丘陵區(qū)地面自然高程在10～500 m左右，地形高低起伏變化較大，山體自然邊坡較穩(wěn)定。按全國土壤侵蝕類型區(qū)劃分，項(xiàng)目區(qū)屬于南方紅壤區(qū)，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)[3]。水土流失類型以水力侵蝕為主，項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度以微度侵蝕為主。項(xiàng)目區(qū)涉及浙江省天目山～昱嶺水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，在安吉縣境內(nèi)涉及安吉縣鳳凰水庫水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)[4]；在長(zhǎng)興境內(nèi)涉及長(zhǎng)興縣和平水庫源頭水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)；在湖州市區(qū)境內(nèi)涉及吳興區(qū)西部丘陵山地水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和吳興區(qū)生態(tài)脆弱區(qū)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)。

3 主要設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

3.1 優(yōu)化線路設(shè)計(jì)

在工程前期可研階段，設(shè)計(jì)單位根據(jù)水保方案編制單位的意見，充分考慮完善選擇主體工程水土保持措施。在工程初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)單位根據(jù)水保方案及其批復(fù)，進(jìn)一步優(yōu)化線路選線路徑，優(yōu)化塔基基礎(chǔ)選型。在工程實(shí)際建設(shè)過程中，線路塔基由161基減少為158基。塔基基礎(chǔ)形式由掏挖式基礎(chǔ)[5]、人工挖孔樁基礎(chǔ)、巖石嵌固基礎(chǔ)、現(xiàn)澆平板基礎(chǔ)和灌注樁基礎(chǔ)5種形式減少為板式基礎(chǔ)、挖孔基礎(chǔ)、巖石嵌固基礎(chǔ)3種。同時(shí)根據(jù)山丘塔位地形地質(zhì)及荷載特點(diǎn)，塔基設(shè)立在山頂或山梁部位，減少了塔基基面匯水面積，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整了干砌石擋坎、擋墻、排水管、截水溝等工程措施(表1)。工程線路經(jīng)過鳳凰水庫、和平水庫集雨區(qū)，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，未在水庫中立塔，最大程度減少水土流失發(fā)生，避免施工對(duì)水庫水質(zhì)造成影響。

表1 優(yōu)化線路設(shè)計(jì)后前后對(duì)比

3.2 因地制宜布設(shè)措施

(1)全方位高低腿。為減少對(duì)原有山地的擾動(dòng)，避免塔基大開挖，山地塔基鐵塔采用全方位高低腿塔，分別按四個(gè)腿出土點(diǎn)的高程降基，形成四個(gè)小平臺(tái)，塔位中間及四周的原狀土體在不影響桿塔安裝的情況下不清除，減少對(duì)地表擾動(dòng)(圖1)。

圖1 全方位高低腿

(2)土石方開挖及余土處理。在土質(zhì)條件適宜的情況下，優(yōu)先采用原狀土基礎(chǔ)，充分利用原狀巖土力學(xué)性能，改善基礎(chǔ)受力的同時(shí)，減少了土石方開挖量[6]。基面降基開挖時(shí)，必須按規(guī)定要求放坡且一次放足，開挖高度控制在6 m以下，防止邊坡剝落和坍塌，保持邊坡穩(wěn)定。對(duì)較陡、穩(wěn)定性較差的邊坡，坡腳采用擋土墻攔擋。擋土墻采用重力式擋土墻，墻身采用漿砌石或砼砌筑。基礎(chǔ)施工完畢后，多余棄土及時(shí)處理，以免造成水土流失現(xiàn)象。棄土堆放位置不得危及桿塔安全及穩(wěn)定，嚴(yán)禁棄土在塔位處隨意堆放。施工圖階段逐基編制了余土處理方案，確保棄土不會(huì)對(duì)周邊產(chǎn)生影響(圖2)。

圖2 塔基擋土墻

(3)植被恢復(fù)措施。工程塔基區(qū)及臨時(shí)占地的植被恢復(fù)結(jié)合工程塔基沿線地形(塔基位于山頂、山脊，陽光充足)、氣候、土壤質(zhì)地，選用適生的草樹種，并與原有景觀相協(xié)調(diào)。原土地利用類型為林地、草地的，采用狗牙根、黑麥草和白三葉的混合草種撒播方式(其中狗牙根占70%，黑麥草占10%，白三葉占20%)。原土地利用類型為耕地的，對(duì)耕地進(jìn)行全面整治，恢復(fù)耕地。

4 主要施工經(jīng)驗(yàn)

4.1 完善水土保持施工組織

考慮到項(xiàng)目區(qū)部分位于浙江省天目山～昱嶺水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，為確保塔基建設(shè)和運(yùn)行過程中產(chǎn)生的水土流失得到及時(shí)有效的防治，山地塔基區(qū)采用臨時(shí)、工程和植物三種措施進(jìn)行防護(hù)，且三種措施根據(jù)塔基施工時(shí)序安排進(jìn)行合理布置。首先，在塔基施工平臺(tái)開挖前，剝離表土并進(jìn)行臨時(shí)防護(hù)，表土用于施工后期綠化覆土，然后在施工平臺(tái)形成后，塔基基礎(chǔ)開挖前(工程措施未修建)，采取臨時(shí)防護(hù)措施防止塔基開挖產(chǎn)生的水土流失，并在塔基開挖過程中利用開挖石方在靠近塔基側(cè)修建永久工程措施攔擋棄渣，施工完畢后，占地進(jìn)行植被恢復(fù)。

4.2 采用低擾動(dòng)施工技術(shù)

工程施工采用低擾動(dòng)表土剝離技術(shù)、臨時(shí)占地覆蓋技術(shù)。工程建設(shè)期間，根據(jù)施工對(duì)地表造成的擾動(dòng)程度，設(shè)定地表覆蓋方案[7]。工程中采用鋪設(shè)鋼板、塑料彩條布覆蓋、防塵網(wǎng)苫蓋等臨時(shí)覆蓋措施，有效減少了因降雨、大風(fēng)對(duì)此區(qū)域水土的影響，降低施工對(duì)水土流失的影響。施工運(yùn)輸建筑材料采用低擾動(dòng)運(yùn)輸，施工運(yùn)輸優(yōu)先采用人力運(yùn)輸或索道運(yùn)輸，避免新開辟臨時(shí)施工道路引發(fā)的水土流失量。架線采用低擾動(dòng)架線方式，本工程采用無人機(jī)放線，經(jīng)濟(jì)高效的同時(shí)，也避免了因輸電線路與地表接觸而造成的水土流失(圖3)。

圖3 牽張塑料彩條布覆蓋

4.3 重視臨時(shí)工程實(shí)施

(1)表土臨時(shí)防護(hù)。塔基區(qū)剝離表土均裝入填土編織袋堆置于塔基占地區(qū)下邊界，位于工程占地范圍內(nèi)。既可以防治表土流失，又可臨時(shí)攔擋塔基區(qū)開挖的土石方和棄渣。施工后期，表土用于塔基區(qū)植物措施覆土(圖4)。

圖4 塔基密目網(wǎng)苫蓋

(2)填土編織袋臨時(shí)攔擋。重點(diǎn)預(yù)防山地塔基基礎(chǔ)開挖過程中發(fā)生土石方“溜坡”現(xiàn)象，在塔基基礎(chǔ)土石方開挖之前，使用裝有表土的填土編織袋在下邊坡進(jìn)行臨時(shí)攔擋，填土編織袋的布設(shè)可結(jié)合實(shí)際地形進(jìn)行，必要時(shí)可采用臨時(shí)加固措施，保證填土編織袋堆置穩(wěn)定，塔基基礎(chǔ)開挖時(shí)，逐層開挖，每層厚度不大于60 cm，使其滑落范圍控制在填土編織袋攔擋區(qū)域，嚴(yán)禁亂挖亂棄(圖5)。

圖5 填土編織袋臨時(shí)攔擋

5 主要管理經(jīng)驗(yàn)

在建設(shè)過程中，建設(shè)單位積極貫徹“綠水青山就是金山銀山”建設(shè)理念，高度重視水土保持工作。工程開工前，委托專業(yè)單位完成水土保持方案編制工作并報(bào)批。要求設(shè)計(jì)單位在初步設(shè)計(jì)和施工圖階段根據(jù)水保方案及其批復(fù)逐步深化水土保持措施設(shè)計(jì)。主體招標(biāo)文件中納入水土保持方案內(nèi)容，要求施工單位在投標(biāo)文件中，對(duì)水土保持措施的落實(shí)做出承諾。工程施工準(zhǔn)備階段，組織有關(guān)水土保持技術(shù)服務(wù)單位對(duì)各參建單位進(jìn)行水土保持專項(xiàng)技術(shù)交底。開工后，施工單位在施工過程中積極落實(shí)各項(xiàng)水保措施。監(jiān)理單位在施工過程中對(duì)照水保方案及專項(xiàng)水保設(shè)計(jì)文件對(duì)水保措施的落實(shí)情況進(jìn)行水保監(jiān)理[8]。工程建設(shè)過程中及時(shí)委托水保監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)開展了水土保持監(jiān)測(cè)工作。工程竣工后組織開展了水土保持設(shè)施自驗(yàn)收，保證整個(gè)工程取得了較好的水土流失治理效果。

6 結(jié)語

輸變電工程在建設(shè)過程中的水土流失屬于典型的人為加速侵蝕，其侵蝕類型、程度和強(qiáng)度與工程建設(shè)方式有著直接的關(guān)系[9]。長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站500 kV送出工程是浙北低山丘陵區(qū)輸變電工程的一個(gè)典型工程，在建設(shè)過程中會(huì)造成一定的水土流失，在設(shè)計(jì)、施工、管理環(huán)節(jié)因地制宜的采取各項(xiàng)水土保持措施[10]，工程竣工后，其水土保持效果是比較好的。