清水川電廠10kV架空輸電線路跨河鋼塔建設影響分析

張 靜,楊 晶

(府谷縣應急救援保障中心,陜西 榆林 719499)

清水川電廠10kV架空輸電線路工程由府谷清水川電廠二期10kV廠用電室至原水預處理廠,共有4座塔基,其中2、3號終端塔跨越清水川。為減小項目建設對河道防洪和其它責任主體的影響,需對項目建設影響進行分析論證。

1 概 述

項目地處陜西省榆林市府谷縣東北約20km處的黃甫鎮溝門村清水川下游,距離清水川入黃口6.54km。項目從陜西清水川能源股份有限公司二期#3、#4機組10kV工作段經電纜由東向西經過廠區沿電纜溝道至原水預處理廠10kV架空線路#1終端塔(廠招待所),電源容量800KVA(兩回線路互為備用),電壓等級10kV。架空線路由#1塔跨過公路至府谷清水河#2、#3塔沿和槽至原水預處理廠#4終端塔,電纜路徑長度2×1.65km,架空線路長度為2×0.66km。新建耐張鐵塔4基。其中,涉河建筑分別為2、3號終端塔。

2 河道演變趨勢分析

2.1 河道防洪現狀

清水川項目段河床寬200m左右,兩岸塬面相對寬闊平坦,以長梁式面狀丘陵向兩岸谷坡微傾。河道多年來一直保持現狀,沒有出現過大的擺動,主槽在平面上,在造床流量下基本上是穩定的,具有典型的山區河流特征,河勢基本穩定。

清水川目前的防洪堤長度32.8km。清水川電廠在清水川河道左岸,已修建防洪堤工程,與府墻公路路堤相結合,堤長1.6km,堤防高度約5.5m,部分有損毀。設防標準為100a一遇。右岸為清水川4級土石堤防,設防標準為20a一遇。本次評價范圍為項目上下河段660m。

2.2 河道演變分析

結合本段河道的地形地貌及其地質資料分析,可以看出形成本段河道表面形態的原因是:

1)本段河道因水流受到兩岸山體和階地的制約,其自由活動余地小,故河道彎曲系數較小。

2)在較大支流的入匯處,都不同程度的發育著沖(洪)積扇,但由于支流洪水較小,對主流頂沖作用較小,不影響主流的流向。

3)由于在河段內,存在著多處對河流水勢起控導作用的山體和陡岸,當水流切入這些地方后,掏出深槽,這樣的河槽有吸引主流的作用,能使水流長期在這里坐彎,使河流常常依附一岸山體,行經很長距離而不脫離,水流與河槽相互影響,相互制約,形成相對穩定的河段[1-3]。

項目河段上游河道支流匯入處河段主槽向左岸有一定的擺動,但受府墻公路邊坡控制,項目所在河段處河勢將繼續保持穩定。

2.3 河道沖淤趨勢分析

項目位于清水水文站下游9.46km,河段河床組成、河道情勢與清水站相似。根據清水站1977年以來實測斷面資料知:項目河段天然條件時,縱向變化沖淤基本平衡,連續沖刷量為0.51m,河谷保持穩定。預測項目河段受人為因素影響小,河段沖淤交替出現,沖淤變化較小,沖淤基本平衡,河道基本保持天然狀態,河道平面較穩定。

3 鋼塔壅水分析

項目河段設計洪水采用清水站洪水成果,即項目河段50a一遇洪峰流量為3370m3/s。

3.1 阻水面積

出線工程每座鋼塔各有4座基礎埋設河道中,使得行洪斷面面積減小,天然水流受到擠壓,在基礎上游形成壅水區,故應對設計洪水條件下塔基礎壅水進行分析計算。阻水情況見表1。

表1 建塔前后斷面過水面積和水面寬度變化表

3.2 壅水高度

參照《公路橋位勘測設計規范》中的橋前最大壅水高度計算公式計算,公式為:

(1)

當設計流量3370m3/s時,將有關參數代入上述公式,橋前最大壅水高度計算結果見表2,橋下壅水高度采用橋前最大壅水高度的一半。

表2 建塔后最大壅水高度計算表

3.3 出線工程鋼塔淤積分析

洪水對基礎的沖刷包括河床自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷三部分。項目河段自然演變緩慢,故不考慮自然演變沖刷,總沖刷深度取一般沖刷和局部沖刷的不利組合,沖刷成果見表3。

表3 鋼塔基礎沖刷計算成果表 m

參照《公路工程水文勘測設計規范》的規定,鋼塔基礎基底埋深安全值取2.5m,則鋼塔基礎基底埋深高程至少應為846.83m、847.85m。根據《陜西府谷清水川電廠原水預處理廠10kV架空輸電線路工程綜合部分施工設計階段輸電線路基礎計算書》及業主介紹,項目鋼塔基礎基底設計埋深值為13m(設計基底高程為845.00m、846.00m),設計基底埋深高程低于復核值1.83m、1.85m,符合規范要求。

同時,項目鋼塔基礎基底設計埋深滿足架空輸電線路中“基礎的埋深應>0.5m”的設計要求,項目鋼塔基礎基底埋深設計可行。但出于安全考慮,建議基礎基樁應埋入基巖[4]。

3.4 出線工程鋼塔基礎頂面高程復核

根據項目設計資料及業主介紹,2號塔、3號塔基礎頂面設計高程為864.00m、865.00m。當發生基礎設計標準洪水時,塔位處設計洪水位為862.72m、863.77m,考慮基礎前壅水影響后,基礎頂面高程應至少滿足862.87 m、863.95m,低于基礎頂面設計高程1.13m、1.05m,符合防洪要求。詳見表4。

表4 鋼塔基礎頂面高程計算成果表 m

4 項目建設影響分析

4.1 施工期影響分析

項目擬建出線工程,終端塔施工期間,將在河道內布置一定數量的施工機械、物料等,在一定程度上會影響河道行洪,因此終端塔施工應于非汛期進行,避免因施工機械、物料的堆放對河道行洪和防汛搶險產生不利影響。因此,施工應避開主汛期,保證施工期間防洪搶險道路暢通,同時應編制防洪應急預案,并報相關部門批準,確保防洪安全。

4.2 對河道行洪和河勢的影響分析

項目擬建出線工程終端塔阻水面積較小,不會對河道行洪產生較大影響。項目終端塔建成后,受基礎阻水影響,項目河段的水流狀態及河床沖淤變化會發生一定改變,如基礎混凝土柱間流速加大、流向改變,上游產生壅水、基礎附近發生沖刷等,使得局部河勢發生改變,但項目河段順直,受左右岸公路護坡、人工土坡的影響下,整體河勢將繼續保持穩定。

4.3 對堤防、護岸和其它水利工程及設施的影響分析

4.3.1 對護坡、人工土坡的影響

項目河段現狀左岸為清水川電廠一期工程防洪堤工程(以下建成“電廠防洪堤”),設防標準為100a一遇;右岸為4級土石堤防,設防標準為10a一遇。本項目防洪標準為50a一遇,從設計防洪標準上來講,高于右岸土石堤防,低于左岸電廠防洪堤,項目建設對電廠防洪堤有一定的影響。由此可知,當發生終端塔基礎設計標準洪水時,不會對兩岸堤(防)產生影響。

4.3.2 對清水站的影響

擬建10kV架空輸電線路工程位于清水站下游9.46km,根據《水文監測環境和設施保護辦法》,其建設將會對水文資料的連續性,水文測站的功能和水文監測環境產生一定的影響。

4.4 對周邊環境、水質的影響

項目施工期間,線路工程地基附近河床形態附近的植被會有所破壞,從而會給項目周邊的水生態環境及水土保持造成影響。此外,施工機械設備運行檢修期間產生的油污、泥漿、生產生活污水、廢渣等如果直接排入河道,將對河段水體產生一定的污染。

5 工程影響防治措施

5.1 對行洪影響的防治措施

項目應避開汛期施工,以免施工設施、便道、料場等將會對河道行洪產生影響。為確保汛期防洪安全,施工期內建設部門必須服從防汛部門的統一安排、調度,嚴格按照制定的度汛方案進行施工。施工后期應逐步拆除臨時建筑、清理施工場地,推平施工道路,清理棄渣等剩余物,恢復河道原貌,以利于洪水暢泄。

5.2 對清水站影響的防治措施

項目位置在清水站水文監測河段保護范圍內,建設單位要在項目建設前與清水站主管單位充分溝通、協商,開展建設項目對清水站水文監測環境影響的專題研究,尋求解決問題的措施,獲取項目建設行政許可。

5.3 降低對環境、水質影響的措施

建設單位應設置沉淀池,確保生產生活廢水經處理后回用;施工材料如砂石、水泥等的堆放應遠離水體,同時配備臨時遮擋的帆布,防止暴雨沖刷進入水體;開挖堆砌土方時應注意減少破壞掩埋地表植被。加強施工期間的管理,禁止棄土、棄渣排入河道,禁止施工期間生產、生活污水直接向河道排放。

6 結 語

經過分析,10kV線路涉河兩座鋼塔(2號塔、3號塔)建成后,將對河道產生壅水影響,對下游水文測驗有一定影響,但鋼塔基礎阻水面積較小,只要加強兩岸堤防邊坡的管理,整體河勢將繼續保持穩定,不會對河道行洪和相關水利設施產生影響。