输电线路基础辅助设施环保设计方法研究

张新燕

甘肃电通电力工程设计咨询有限公司 甘肃 兰州 730000

引言

电力作为在关乎国计民生的一项基础行业，在国家的发展中起着重要作用，近几年随着国家对环保的日益重视，电力工程也必须在建设中重视环保设计。

输电线路作为电力工程建设的一部分，进行环保设计不仅可以降低工程建设成本，而且可以提高电网的运行质量。

输电线路在设计阶段和施工阶段，通过合理设计塔基基面、边坡防护、减少施工基面开挖、减少施工弃土等手段以降低工程造价、保护环境。

1 传统设计方法

1.1 护坡

护坡是为了稳定边坡、保护边坡不致被冲刷、裂崩而采取的一种保护措施，一般有各种砌块铺砌和植物栽培。

输电线路护坡即坡面保护，一般用于平缓、稳定、无滑动的边坡上，其功能主要为抵抗水对坡面的冲刷及坡面的风化，不承受土压力的作用，如格框植物护坡、混凝土护坡，植物护坡等。

输电线路在下列情况时将采取护坡设计：塔基坡面土质松散、严重强风化岩、植被稀疏或无植被，降雨时下，引起水土流失，影响塔基的安全稳定，这时需要用块石砌筑保护塔基边坡，防止水土流失（如图1）。

图1 护坡应用工程实例

1.2 挡土墙

挡土墙是一种保护边坡稳定的砌筑体，在实际工程中能够平衡土体滑动压力，满足工程实际环境要求。

输电线路在下列情况时将采取挡土墙设计：

1.2.1 部分塔位基础边坡保护范围不满足要求，需填土夯实，以满足边坡保护范围要求，当边坡较陡，为保证填土不被冲刷流失，需要夯实填土外侧局部砌挡土墙。

1.2.2 塔位边坡较陡且土体有可能产生塌方、滑坡。

1.2.3 节约用地、减少拆迁、少占或不占用农田的塔基。

1.2.4 保护生态环境、保护重要建筑物、其他有特殊需要的塔基。

输电线路挡土墙常用刚性自重式挡土墙（如图2所示）。

图2 挡土墙应用

1.3 防洪墙

输电线路防洪墙常用在基础塔基周围，使用浆砌块石进行砌筑，防止洪水对塔基的冲刷。

输电线路防洪墙特点：地下埋置深度一般为数十厘米至一米，底座的宽度、厚度，通过地基承载力及稳定强度计算得到，以防止地基变形，影响安全。应用形式如图3所示。

图3 防洪墙应用

1.4 排水沟

当有强暴雨时常会导致山体的水土流失，引发边坡塌方，输电线路尤其是山区输电线路遭遇强暴雨时，如果塔基周围排水不畅，轻者会导致塔基发生沉降，重者会导致杆塔倾倒，直接威胁输电线路安全运行。

据统计，输电线路缺陷总数的25%来自于杆塔基础受雨水影响引发的缺陷，杆塔基础是否遭受雨水的危害，严重威胁到输电线路的安全运行。

输电线路易冲刷地段，大部分处于降雨后山水流量较大的地方，雨水流量大，基础排水、截水能力较差，使得排水沟积水、积土、堵塞，长期浸泡基础从而造成基础塌方。

排水沟在输电线路中应用于有基面排水要求的杆塔，排水沟一般设置在来水方距塔基5m左右，并视具体地形确定走向，在设计中队平面塔基应留有内高外低的排水坡度，坡度一般为1%～2%，做到无滞留水，保障塔基的安全，开挖排水沟的弃土，应运离塔基周围，排水沟应与塔基工程同步进行，以使排水沟在线路施工过程中，保护基面及边坡。

2 新型设计方法

近几年，道路、土木建筑、环境保护、农田水利工程等各个领域，使用了一种新的材料——抗疏力土壤固化剂，代替水泥、石灰等传统工程材料，在输电线路护壁和边坡保护中尝试使用，以减少传统材料使用，保护环境。

2.1 抗疏力固化剂概述

作为一种新型土工复合材料，抗疏力土壤固化剂材料性能优良，可以改变土壤的物理－力学性质，与土体混合均匀后不仅可以降低胶结土颗粒、降低土体空隙率、提高土体压密度等，而且可以改善土壤的刚度及强度，将土体变为胶凝材料，使用土壤固化剂固化土体后，会具有水稳定性、抗裂性等性能。在输电线路辅助设施的设计施工过程中采用土壤固化剂，一方面可以降低工程造价，另一方面施工工艺简单、施工方便、节省施工工期。

抗疏力固化剂有以下优点[1-2]：

2.1.1 能固化土壤，防水防潮，经固化的土壤不会出现“二次泥化”现象。

2.1.2 能缩短工期，提高工作效率，使用固化剂不受气温影响，凝固时间快，大大缩短工期，降低成本。

2.1.3 热传导性极微。固化剂具有强烈的凝固性与固化作用，凝固表面紧密，具有较好的隔热功能和降温功能。

2.1.4 收缩及膨胀系数小。使用固化剂的产品，凝固紧密，收缩及膨胀系数较低，因此不易受气温变化而产生热胀冷缩现象导致变形龟裂。

何光亮的重要举措就是把磷石膏变成绿色建材。早在今年两会期间，作为全国人大代表的何光亮就曾提出议案《关于在全国大力推广磷石膏制备α高强石膏应用并在贵州建立示范基地的建议》，对磷石膏的资源化利用提出了合理化的建议。他表示，随着磷石膏制备α高强石膏技术的成功研发，为磷石膏实现完全资源化价值化综合利用带来了希望。据了解，该项技术的优越性在于：一是低碳节能环保；二是可循环使用；三是绿色安全；四是高性能高质量；五是成套技术领先。

2.1.5 施工简便。只在材料内加入少量固化剂拌和，压实即可，施工简便，省时省力。

2.1.6 无毒、无害、节能。它主要使用大量的工业废料制成，具有双重节能效果，且本身无毒，同时对于工业粉灰、工业废渣均可直接使用。

2.1.7 不影响工地及居民生活环境。

2.2 抗疏力边坡处理

基础开挖过程中必然会产生余土，余土往往就近堆在基础塔位附近，影响美观的同时，形成的边坡容易发生破坏，使用抗疏力固化剂可以与余土混合形成稳定材料，将固化土壤形成密实板体，有效改善土壤的特性，节省或替代水泥、石灰、砂浆等材料。也可以在抗疏力固化剂混合料中加入草籽等，长出来的植物根系可以稳定和加固边坡，修复后的道路边坡与周围植被融为一体，形成了和谐自然的生态景观。

采用抗疏力固化剂混合料，该固化剂混合料由C444+SD+水按比例配置，常温条件下质量配比依次为 0.5∶4∶95.5，再加入素土[3]。

对特殊性岩土体，如花岗片麻岩经全强风化后形成的砂性土颗粒，颗粒间非常松散无黏结力，遇水后软化膨胀非常易于冲刷流失；膨胀土、红土地区常发生遇水 膨胀、失水收缩等灾害问题。目前，传统的护坡从工程防护至绿化处理，存在工序复杂、工期长、造价高、防冲刷效果不佳等问题。

新型边坡抗疏力生态防护，不仅可以保护边坡抵抗边坡受雨水冲刷侵蚀而且可以绿化边坡，有效解决恢复植层，避免滑坡、泥石流等地质灾害的发生，水土流失、局部小气候的恶化、生物链破坏等环境问题 对于边坡的固化和植被保持具有重大作用。

3 其他设计方法

3.1 环保作业面设计

采用机械化施工的塔位，因各类机械作业及塔段地面拼装需要较大空间，建议在塔基四周每侧预留8～10m宽度。若塔位某侧场地布置受限，尚应根据塔位实际地形地貌、周边环境等条件将场地向其他方向扩展，可结合塔位周边地貌地物，进一步将施工场地与施工道路的进出方向协调，优化各工序施工场地规划。

3.2 施工围栏

基础施工时必须划定施工范围，设置围栏，禁止越界施工；划定施工区，设置施工区围栏可以严格控制临时占地面积，减少施工活动的扰动面积，减少植被活动。

3.3 表土剥离

场地平整和塔基开挖之前，首先对施工区表土进行全面剥离、将熟土和生土分开堆放，并按原土层顺序回填，保证熟土回填在表层，以便于植被恢复。

3.4 临时堆土（材料）设计

输电线路工程基础属于“点”状，且各个“点”开挖的土石方量较少，施工材料用量较少，因此回填土及施工材料集中堆置在塔基附近[4]，在临时堆土回填之前，应在施工区周边和临坡侧采取拦挡、苫盖等保护措施，遵守先拦后弃，先围后挖，先护后扰的原则，防止施工时顺坡溜土，保护周边及下游坡面地表和植被。同时尽快回填土石方。基面清理干净后，回收薄膜可用于下一个“点”的基面施工，进行重复利用。

3.5 施工道路

施工道路有新修及拓宽得临时道路、线路施工时人工搬运的简易道路。人工搬运简易道路主要存在于山区，有距离短、路面窄的特点，会破坏一部分路面植被，因此人工搬运道路不需要设计水土保持措施，但施工时尽量选择已有道路，不得随意扩大路面，施工结束后及时清理杂物。当施工道路路况无法满足工程运输要求时，为方便材料运输，可在施工道路表面铺设临时钢板，硬化路面，可减少因道路建设引起的地表扰动，破坏水土保持措施。

3.6 施工结束后环保设计

施工结束后对扰动和压实的塔基区进行清理、平整、松土、表土回填或覆土，并清理施工中的各种建筑垃圾，恢复原土地功能或回复植被。塔基区土地整治面积按照塔基永久占地面积之和的50%计算。

在塔基及扰动区种植灌木或撒播草籽，恢复植被。对占用农田的基面采取增值农家肥等土壤改良措施恢复耕地。

4 结束语

在基础的设计过程中，将水土保持方案设计作为工程设计的一部分纳入主体工程之中，与主体工程同时设计、同时施工、同时验收和投产使用，使电网建设造成的人为水土流失得到及时有效的治理。

合理规划设计基础辅助设施，根据工程实际差异化设计护坡、挡土墙、防洪墙、排水沟等传统方法；

促进多学科联手，加强成分分析、结构分析和机理研究，对抗疏力添加剂在输电线路中的应用机理作进一步的研究，并进行工程实际验证。

对施工中施工围栏、表土剥离、临时堆土、施工道路、基础开挖与浇筑及施工结束后的环保进行设计，以保证基础施工和施工结束后不破坏或尽可能的少破坏当地环境。