輸變電工程機械化施工涉及高速公路的生態修復研究

關鍵詞：生態修復；輸變電工程；高速公路；機械化施工；可持續發展中圖分類號： 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945(2025)14-0105-05

Abstract:Thereportofthe2OthNationalCongressoftheCommunistPartyofChinafurtheremphasizedthatecological restoratioisanimportantpartoftheconstructionofecologicalcivlizationandputforwardnewrequirements.Withtherapid developmentoftheeconomythedemandforelectricitycontinues togrow.Asanimportantpartofthepowersystem，thescale andspeedofpowertransmisionandtransformationprojectsarealsoconstantlyexpanding，andmoreandmoreprojectsinvolving highwaysarealsoinvolved.However，traditionalpowertransmisionandtransformationprojectconstructionmethodsoftencause greatdamagetotheecologicalenvironment.Inordertoachievesustainabledevelopment，ecologicalrestorationaftercostruction isparticularlyimportant.Ecologicalrestorationhasbecomeanurgentneedforgreeconstructionandmechanizedconstructionof StateGrid，especiallyhncossngimpoanttransporatinfacilitiessuchasighways.hispaperimstisusstheological restoratiotechnologiesandmethodsofexpresswaysaftermechanized’constructionofpowertransmisionandtransformation projects，in order to provide reference for related projects.

Keywords:ecologicalrestoration；powertransmisionandtransformationproject;highway；mechanizedconstruction；sustainable development

福建省的土壤條件具有多樣性，主要受地形、氣候和母巖等因素的影響。福建省近 70% 的耕地土壤處于酸性或強酸性水平。這主要是由于海拔、降雨量、土壤有機質、土壤質地、土壤類型和作物類型等因素的顯著影響。輸變電工程在穿越高速公路等重要交通設施時，對周圍生態環境的影響是多方面的。面對行政主管部門在不斷強化建設單位的環保水保主體責任，強化對生產建設的環保水保監管力度，強化對環保水保違法違規行為的追責處罰，提升工程建設安全和質效水平，按照國網福建省電力公司全面推進機械化施工要求，2024年輸電線路機械化施工率應達 80% ，給電網環保工作帶來了新的挑戰。在輸變電工程生態恢復方面，福建省面臨一些挑戰和難點。例如，傳統的邊坡復綠技術成本高、安全性較低，且后期需要較長的養護時間才能達到驗收標準。隨著環保意識的增強，如何在保證工程質量和安全的前提下，采用機械化施工減少對環境的影響，并進行有效的生態修復，已成為亟待解決的問題]。

1輸變電工程施工對生態環境的影響

變電站和鐵塔的建設需要永久占用土地，會清除原有植被。在施工期間，進行機械作業和土方工程會擾動土壤，破壞植被，可能會引起水土流失和生態退化。另外，在工程建設中可能會引來外來物種，這些物種可能會與當地植被競爭，影響生物多樣性和生態平衡。

施工過程中會直接破壞地表植被，影響生態平衡。輸電線路形成的廊道可能成為物種遷移的障礙，影響野生動物的生存和繁衍，降低生物多樣性。施工機械和電氣設備在運行過程中會產生噪聲，影響周圍居民和野生動物，可能導致動物棲息地的破壞和生態平衡的破壞。施工過程中，如果廢水沒有經過恰當地處理就隨意排放，將對水域環境產生污染。同時，施工可能會改變地下水的水位或地表水流的路徑，影響水資源的利用。

輸變電工程在穿越高速公路等重要交通設施時，會對周圍生態環境產生多方面的影響。這些影響主要包括土地占用、植被破壞、水土流失，以及對野生動物棲息地的干擾等。

2輸變電工程機械化施工的優勢

輸變電工程機械化施工是指利用機械設備以減少人工投入，降低工作強度，提高安全及施工質量，完成相應線路建設。它主要包括從工程勘測設計到施工建設管理的全過程，涉及物料運輸、基礎施工、組塔、架線和接地敷設等線路主要施工過程的機械化程度[4-5]。

輸變電工程機械化施工能顯著提高施工的速度和效率，減少施工帶來的停電時間，加快涉及高速公路的工程進度。通過機械化施工可以減少施工人員高空作業時間，降低施工人員的安全風險系數，提高項目整體施工的安全性。機械化施工能夠標準化和規范化施工過程，減少人為因素導致的相關問題，提高工程質量，能夠適應各種地形和環境條件，在山區、河網等復雜地形進行作業，提高施工的靈活和適應性。相比于傳統施工，機械化施工對環境造成的干擾較小，可進一步規范、細化高速公路和電網交叉跨越等相互支持配合工作。

3輸變電工程施工涉及高速公路工程生態修復技術與方法

3.1三聯養分自循環增效植被修復技術

圍繞“植物-土壤-微生物\"三聯生境重構的技術核心，將植物、生長調節劑、土壤保水劑、微生物復合劑進行優化設計，進行集成應用，為植物的生長構建一個營養成分自循環環境，形成一種速效、質效、長效的植被修復技術。“植物-土壤-微生物\"生態修復技術體系(圖1)主要包括：微生物技術、土壤改良技術、植物配伍技術和植物生長調節技術。

“三聯養分自循環增效植被修復技術\"是一種綜合性的生態修復技術，它通常涉及土壤、植物和微生物之間的相互作用，以促進受損生態系統的恢復。在這個技術中，微生物技術扮演著重要的角色。微生物技術可以單獨使用，也可以與其他生態修復技術相結合，以提高植被的修復效果和效率。

微生物技術，在復合微生物肥料和微生物土壤調節劑中加入具有固氮、解磷、解鉀和降解有機物料等微生物菌劑，起到調節根系生物群落，改善土壤微生態的作用。土壤改良技術，施用復合微生物肥料、微生物土壤調理劑、土壤保水劑，可提高土壤活性、調整土攘質地、塑造團粒結構、有效增強土壤保水保肥能力。植物配伍技術，合理搭配當地適生植物，通過使用植物生長調節劑，定向調控植物的生長速度、促進根系發育和群落演替穩定性。

三聯法可以優先在植被難以恢復、養護困難的土質或全風化巖質邊坡使用，輸變電工程涉及高速公路邊坡坡率應小于1:1，作為一種單純植被護坡技術，可以結合混凝土、土工材料或者微生物誘導礦化固土技術使用。

3.2微生物誘導礦化固土技術

生物誘導礦化固土技術，是一種伴隨著不同的微生物活動和化學反應的自然礦化過程。在微生物自身新陳代謝作用下，碳酸鹽與周圍環境中的鈣離子結合形成碳酸鈣沉淀。目前，由嗜堿性微生物，底物溶液和鈣離子溶液組成的“綠色材料\"受到了廣泛關注，同時在土壤氮循環中可以穩固土壤。

根據礦化過程中微生物和反應途徑的不同，可以分為光合作用、反硝化作用、硫酸鹽還原、尿素水解4種類型（圖2)。多數微生物的生長 pH 范圍在 5.0～ 9.0，但是碳酸鈣的礦化沉積是在堿性環境條件下進行，在微生物誘導碳酸鈣礦化過程中應選擇較為適宜的pH范圍一般在8.0\\~9.0。

微生物誘導礦化固土技術，可以優先在涉及高速公路緩于1:0.75植物難于生長的各類土質邊坡、余土棄坡、強風化巖質邊坡等使用，作為一種輔助措施，宜結合撒播草籽、三聯法等植物護坡混合使用。

3.3生態混凝土防護技術

生態混凝土防護技術是一種結合了工程防護和生態修復的新型護坡材料，它通過特定的混凝土配方和種子配方，對巖石邊坡進行防護和綠化。生態混凝土是以無砂混凝土為基礎所做的性能提升，是一種無砂大孔生物相容性混凝土，是可以生長出植物的環保型混凝土。將生態混凝土護坡技術及傳統邊坡加固措施相結合，形成一種綠色主動網錨噴混生態混凝土邊坡防護技術。

生態混凝土具有保護環境、改善生態條件、基本保持其作為結構材料作用的功能。多孔生態混凝土不僅在坡面上重新建立起植物生長帶，而且茁壯生長的坡面植被為路上動物提供了尋食和避難的場所，有利于恢復原有的生態環境。它適用于水利護坡，不僅可以解決護岸防沖問題，還可以修復岸坡生態，減少熱島效應，把混凝土護坡與生態完美結合起來，可以形成混凝土與自然環境和諧共生[-10]。

生態混凝土防護技術，可以優先應用于坡度在1:1.5\\~1:0.3的巖石邊坡和混凝土邊坡的護坡綠化，相比于其他近似坡率的技術，應用于輸變電工程機械化施工涉及高速公路的生態修復有更好的景觀效果。生態混凝土護坡體系如圖3所示。

3.4 噴混植生技術

噴混植生技術叫，在邊坡表面營造一個固體、氣體、液體三相分布合理，既能讓植物生長發育，又可以防沖刷的多孔穩定結構。噴混植生技術利用客土摻入一定量的混合材料，在坡面先利用錨桿加固鐵絲網，然后用噴播機械將含有種植土、保水劑等混合材料噴射到邊坡表面上，形成 10～20cm 厚度并有一定孔隙的土攘復合體。種子可以在復合體中生根、發芽、生長，并且復合體具有一定的強度，可以防止雨水沖刷與侵蝕。

噴混植生技術主要由鋪網結構、客土混合物及護坡植物三部分組成。鋪網結構中錨桿主要除了錨固局部不穩定巖體外，還可以將鐵絲網固定在坡面上，形成中空的框架結構，便于容納客土。鐵絲網主要作用是將客土穩定地包裹在坡面上。客土混合物是植物生長的基礎。護坡植物一般采用容易獲得的草本及灌木作為先鋒植物，先在坡面上營造一個適宜植物生長的環境，等待鄉土植物入侵形成穩定的植物群落后，通過植物莖葉的水文作用及根系的力學作用實現對淺層巖土體加固的目的。

噴混植生技術適用于緩于1:0.1的土質邊坡、土石混合邊坡、巖質邊坡和人工硬化邊坡，但匯水面積不宜過大，應用于輸變電工程機械化施工涉及高速公路的生態修復植物應優選鄉土植物。噴混植生護坡體系如圖4所示。

3.5 W-OH水土保持與綠化技術

W-OH水土保持與綠化技術是一種基于親水性聚氨酯材料(W-OH)的生態環保型技術，它能夠與水發生反應生成具有良好彈性和一定孔隙率的固化層。這種固化層不僅具有良好的抱水、保溫和保肥性，促進植物的快速生長，而且具有降解可控性，其降解產物無毒副作用，不會對周邊生態環境造成危害。W-OH是一種具有特殊親水基團的聚氨酯材料，它們可以通過形成乳液或分散體在水中分散。這些材料因其環保特性和多功能性而受到關注，廣泛應用于輕紡、涂料、皮革加工、木材加工和生物材料等領域。W-OH溶液能夠滲透長石砂巖表面，并形成一層柔軟而多孔的固結層，顯著提高其耐水性，抗沖刷性指數可以從約0.2增加到 1.0 此外，該固結層還能提高保水率 50% ，并在模擬降雨試驗中減少沉積物流失量達 99% 。掃描電鏡(SEM)圖像顯示，W-OH溶液能夠包裹長石砂巖顆粒并將它們緊密連接，從而降低水蝕速率并減少蒸發。W-OH水土保持與綠化技術的技術特征如圖5所示。

在重力和水力的影響下，山坡土壤會分解、崩塌并積累，這種現象被稱為崩崗。它是土壤侵蝕的極端形式和水土流失的極端狀態。崩崗土壤存在土質疏松、結構性差、抗侵蝕力弱等特性。W-OH水土保持與綠化技術的核心在于，通過在坡面上噴灑材料，使其在短期內與土壤緊密結合并產生凝膠和固化，從而形成一種具有彈性和多孔特性的穩定層。這種穩定層不僅具備優秀的保肥、保水和保溫功能，還可以減少坡面土壤的侵蝕模數，從而實現穩定坡度、恢復跡地的目標。

W-OH水土保持與綠化技術[12-13]，適用于各種巖石、硬質土、砂質土和貧瘠地等坡面的綠化和植被恢復，特別是斜坡陡峭、土壤貧瘠、水土流失嚴重等地區。該項技術已經成功應用于山體邊坡、高速公路分離帶的護坡綠化及中鐵路、黃河古道河岸、公路邊坡治理與綠化的工程中，取得了優異的治理效果。

3.6涉及高速公路生態修復實施策略

三聯養分自循環增效植被修復，施工區土壤形成營養養分自循環環境，可有效解決土壤貧瘠、立地困難的問題，可減少植物生長期間養護頻次，甚至無需養護。微生物誘導礦化固土技術與傳統固土方式相比，具有施工便捷、成本低廉和綠色環保等優點，可以有效解決水泥固土技術與就地綠化的矛盾，緩解施工引起的水土流失問題。生態混凝土防護技術，可以顯著增強水體的自凈作用，改善涉及的河道水質。噴混植生技術，通過植被的防護作用從而達到恢復邊坡植被、改善景觀、保護環境的目的。W-OH水土保持與綠化技術因其獨特的優勢，非常適合用于斜坡陡峭、土攘貧瘠、水土流失嚴重等地區的生態修復和景觀改善。

3.7機械化施工與生態修復的結合實踐

輸變電工程機械化施工與生態修復的結合，不僅能夠提升工程建設的效率和質量，還能夠減輕工程對環境的影響，促進生態系統的恢復和保護。國網福建電科院利用微生物誘導礦化固土技術，在閩粵聯網工程邊坡治理上進行示范應用，取得了較好的固土效果，減少了水土流失。基于W-OH的水土保持與促生綠化技術應用到政和和武夷山公路兩側的邊坡治理中。經過半年的觀察發現，該方法有效地防止了道路邊坡的降雨沖刷侵蝕及凍融侵蝕，提高了植被覆蓋度，逐步恢復了邊坡自身的抗侵蝕能力。

4結束語

本文提出的5項護坡及生態修復技術，可運用在輸變電工程機械化施工涉及高速公路的生態修復，減少因輸變電工程建設特別是推廣機械化施工后造成的水土流失問題。選擇適當的生態修復技術，需要考慮典型設計、坡率、費用等因素。輸變電工程機械化施工后的生態修復是實現工程與環境和諧共生的重要途徑。通過采用先進的機械化施工技術減少環境破壞，結合科學的生態修復方法，可以有效恢復施工區域的生態環境，促進可持續發展。

參考文獻：

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