输电线路设计环境影响的因素与措施

2010-12-31杨志强

中国新技术新产品 2010年5期

关键词：挖方基面边坡

杨志强

（昆明供电设计院，云南昆明 650011）

1 输电线路对环境的影响

输电线路对环境的影响可归结为两大类：对周围水土环境的影响和电磁辐射的影响。

1.1 输电线路对周围水土环境的影响

输电线路的建设引起房屋拆迁、跨越铁路、公路、河流等，砍伐树木，高压输电线路相互交叉、对弱电的影响以及由于基础开挖对周围植被的破坏，引起水土流失。

1.2 电磁辐射的影响

高压输电线路的电磁效应主要是通过电场、磁场和电晕等三种形式起作用的。根据目前所掌握的资料，高压输电线路的电磁辐射影响主要有以下几个方面。

第一，对人体的生态影响。国外的研究资料表明，输电线路的电磁场对人体的生态影响主要分为两类：一类是当人在电磁场中短期停留时可能受到的影响，即短期影响；另一类是人在电磁场中长期工作或生活时可能受到的影响，即长期影响。

第二，对通信线路的干扰影响。输电线路对通信线路的影响包括静电感应和电磁感应。由于静电耦合作用，输电线路的电场会在邻近的通信线路上产生感应电压，即静电感应。同样，输电线路的磁场也会在邻近的通信线路上产生感应电压。因为通信线路音频通道的工作频率一般为300～3400Hz，而输电线路中的许多谐波正好落在这个频率范围内，所以一般规定系统中的谐波等效干扰电压值应低于系统额定电压值的1%才能符合要求。第三，对无线电、电视的干扰影响。输电线路产生的工频交变电磁场随距离而衰减是很快的，它的波长与电视、微波相比要大得多。我国的中波调幅广播频率范围为0.5～1.6MHz，电视广播频率范围为48.5～92MHz，而输电线路产生的无线电杂音频率范围为0.1～100 MHz，所以它主要影响的是中波无线电广播和电视的2～6 频道。

2 输电线路环境保护的基本措施

2.1 采取避让措施，减少对环境的影响

实际上就是对路径进行全方位的优化，最大限度地减少对环境的影响。利用先进技术（例如海拉瓦技术）对路径方案进行综合比较，对一些环境敏感区采用避让措施。

2.2 尽量避开陡坡及不良地质段

在选线和定位时，塔位应尽量避开地质断裂带、塌方、滑坡、冲沟、陡坡等地段。边坡太陡时，需降基5～10m 甚至更多，才能满足基础保护范围要求，如必须在不良地质段定塔位，应采取可靠的治理措施。避开的方法：另行选线；用直线转角塔；用在塔头间隙及负荷允许条件下带小转角（一般所带转角极小）的直线塔等。

2.3 事先做好输电线路对环境影响的各

项评价工作随着国民经济的不断发展，对输电线路的要求越来越高，对涉及外部条件的环境影响评价、压覆矿产评估、地质灾害评估、文物调查及评估、河势分析及防洪影响评估、地震安全性评价等工程前期工作都需得到相关行政管理部门的许可批准后，工程才能实施。

2.4 控制电磁辐射的影响和可听噪音

输电线路的电磁辐射影响包括电场效应（合成场强、离子流密度、人或物体感应电压）、无线电干扰、电视干扰及可听噪音。减少电磁辐射的影响主要是控制输电线路的地面场强和地面处的感应电压。因此，在设计时，应对杆塔的对地距离、电气绝缘配合、风偏摇摆角、防雷等严格按照规程规范执行，对局部地区应进行场强实测或当地走访，对影响人生财产安全的地段应进行局部加强，提高设计标准或采取预防措施。

2.5 减少线路走廊宽度

沿线开发区、各种不同类型的保护区、房屋、各种不同电压等级的输电线路、弱电通信工程及光缆、铁路、公路、不同等级的河流星罗棋布，输电线路的路径选择越来越困难。因此，输电线路在系统及规划要求容许的情况下，尽量采用同塔双回或多回路设计，目前在西方发达国家，双回或多回路线路用的较多。为缩小输电线路的走廊宽度，单回路线路宜采用酒杯塔和猫头塔，同时可采用中相“V”串、边相“V”串等。在双回路及多回路线路中，宜采用占线路走廊较小的导线垂直排列的形式，在低电压和高电压同杆架设时，低电压应架设在下方，以减少电磁干扰和走廊宽度。

2.6 高跨树林，减少输电线路对自然环境的破坏

以往送电线路在跨越树木时，一般都采用砍伐的方式，即在线路走廊范围内剃光，严重破坏森林植被，引起水土流失，破坏自然环境，工程综合费用增加很大。近年来，国家对森林植被严格控制滥砍滥伐，输电线路跨越树木一般均采用高跨方案，根据各种树木最高自然生长高度，确定跨越树林弧垂对地距离及杆塔的呼称高。据统计，高塔跨越方案不仅有较好的社会效益，保护国家日益匮乏的森林资源，而且有较好的经济效益。

3 杆塔和基础的设计

3.1 设计高低腿杆塔

输电线路经过的地形千差万别。当铁塔位于斜坡或台阶地时，塔腿之间会形成高差，这就要用高低腿来平衡，高低腿在四个任意方向都可以连接。目前塔腿级差一般设计为1.5m，长短腿的最大差值可达10.0m，而地面高差是任意值，当长短腿不能完全平衡地面高差时，一方面可将部分主柱露出地面，另一方面塔腿级差可缩短为1.0m，长短腿的最大差值也可以扩大，做到不开方或少开方。

对于坡度较大的地形，若塔腿长短腿已用到最大高差，仍不能平衡地面高差时，可采用长腿对应基础主柱升高的办法来平衡过多的高差，必要时可做特殊基础，在基础设计无法满足或其他具体因素主柱不宜升高时，可对短腿所在基面做适当开方。

3.2 采用V 串布置，限制线路走廊

线路经过居民区、发达地区、林区，为减少沿线房屋拆迁及对沿线生态环境的破坏，尽量减少林区砍伐量和赔偿费用，必须减小走廊通道。采用V 串布置可缩小线路间距离、减少走廊宽度，不仅可减少树木砍伐量，同时还可减少房屋拆迁等其它线路走廊清理费用。因此，在房屋集中地段及森林地段等地形条件受限时，铁塔型式考虑采用V 串布置。I 型串布置与V 型串布置相比较，I 串的绝缘子片数比V 串绝缘子片数少。V 串布置的主要优势是通道宽度比I 型串布置的通道宽度约减小5m左右，减少了房屋拆迁和林木砍伐量，减少了对自然环境的破坏，有利于施工运行和维护，有较好的社会效益和经济效益。因此，使用V 型串布置是必要和合理的。

3.3 设计原状土基础，减少开挖土体

输电线路工程通过山区，大部分塔基地处于山坡或山顶，大开挖的基础型式不仅基面保护范围大，而且基坑、基面的土石方量大大增加。山区的地质情况大多为不同风化程度岩石，岩石的残积层或覆盖层，通常为硬塑及坚硬状态的粘性土覆盖层或岩石的残积层（无地下水），这样的地质条件非常适宜做原状土基础，如岩石嵌固基础、直柱或斜柱粘性土全掏挖基础、岩石锚杆基础等。这类基础都避免了基坑大开挖，充分利用原状土力学性能，提高了基础抗拔能力，减少了土石方开挖量，施工不用模板或少用模板，简化了施工工艺。更为重要的是塔位原状土未受破坏，有利于塔基稳定，没有对环境产生不良影响，有显著的社会、经济和环保效益。

3.4 设计深埋基础，减少基础降基

在以往的线路设计中，山区塔基降基应考虑基础保护范围内将基础降为同一作业面，使用深埋基础，配合铁塔高低腿的使用，降基值只计算到腿部出土点高差，保护范围的高差采用深埋主柱，基础降基大幅度地减小，而且杆塔的高程相应的提高了，降低了杆塔呼称高。

3.5 采用塔脚架加高主柱基础

在加高基础不够的情况下，特别设计了塔脚架，采用格构柱的结构形式。混凝土加高基础加高超过2.0m 后，由于偏心弯矩的增大而导致基础主柱截面和钢筋量都很大，而钢结构塔脚架能充分发挥钢材的特性，并具有结构自重轻、简化施工工艺的优点。根据特别陡峭地形的需要，合理使用塔脚架加高主柱基础，经济和环保效果将更为显著。

3.6 现场定位

现场定位是保证环保设计的一个重要环节，通过各个专业的设计人员共同对现场的测量，精确确定降基高度、基础加高量及铁塔高低腿的配置，最大程度地将工程设计成为绿色环保的产品。

4 施工基面的综合设计

4.1 基面处理

基面土石方大量开挖，不但破坏了塔位原有的天然植被，而且使原稳定土体受到扰动。开挖土石方后的斜坡以及高低腿之间的坡面，暴露在大气中，在雨水的冲刷下，容易产生水土流失和塌方。同时，大量的基面挖方弃土堆积在基面边坡上，增加了边坡附加压力，在雨水浸蚀下，容易产生塌方和滑坡，总之，基面大量挖方，破坏了原有土体稳定状态，给线路安全运行带来隐患，而且很不经济。因此目前基础设计中提出四个塔腿分别降基的概念，在考虑施工作业面以及边坡稳定点后，塔基基础分坑应形成四个小基面，基坑中间的土体只要不影响铁塔的安装可完全保留。

4.2 基面排水

4.2.1 基面外设排水沟

通畅基面排水，有利于基面挖方边坡及基础保护范围外临空面的土体稳定。塔位有坡度时，为防止上山坡侧汇水面的雨水、山洪及其他地表水对基面的冲刷影响，除塔位位于面包形山顶或山脊外，均需在塔位上坡侧（如果基面有降基挖方，距挖方坡顶水平距离≥3m 处），依山势设置环状排水沟，以拦截和排除周围山坡汇水面内的地表水。

4.2.2 基面内留排水坡度

施工时是按水平面的形式操平基面，还有少数基面出现内低外高的情况，以致造成基面排水不畅而积水。应对降基挖方的基面留有内高外低的排水坡度，坡度一般为0.5%～1.0%。