输电线路基础设计与环境保护

　　【摘要】本文通过对山区输电线路工程铁塔基础的设计和施工，探讨输电线路铁塔基础设计施工在环境保护中存在的问题，并提出了一些处理意见和解决的方法，从而能达到节省投资、保护环境等目的。
　　【关键词】输电线路，环境保护，全方位长短腿杆塔，基面综合治理
　　
　　
　　前言
　　随着我国国民经济的飞速发展，人民生活水平的逐步提高，必然促使用电负荷的快速增长，而我国能源总体分布不均匀，西电东送的能源政策也使得电网建设逐渐向西部山区扩展，这样一来，输电线路工程也就难免要途经丘陵、山区和河流等地方，从而也导致铁塔塔位经常处于陡坎、山坡、山梁等地带。以往在山区输电线路铁塔基础型式上通常采用直柱板式基础，因其施工方便，具有成熟的设计、施工经验。但其混凝土耗量大，开方及回填量也大，若塔基所在处高差较大，必然基面开挖平台量也较大，这不仅改变了塔位处的自然地形、地貌，对塔位环境造成损害而影响塔基稳定，而且破坏了原有的植被，极易形成水土流失。在人们越来越重视环境保护的今天，如何解决山区输电线路工程的设计和施工中的环境保护问题，正逐步成为降低输电线路工程建设成本、提高电网安全运行质量的重点。
　　
　　1. 杆塔和基础设计
　　1.1 全方位长短腿杆塔设计
　　输电线路经过的地形各色各样，地形也千差万别。当铁塔位于斜坡或台阶地时，塔腿之间会形成高差，这就要用长短腿来平衡，长短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，长短腿的最大差值一般设计为9.0m。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，力求做到不开方或少开方。设计杆塔时，应考虑在杆塔位于陡峭山顶控制铁塔的正侧面根开，减少施工基面开方量。
　　
　　1.2 基础型式选择
　　目前我国输电线路杆塔基础大致可分为利用原状土和非原状土两大类。原状土承载能力强；不需要回填土，消除了回填土质量不可靠带来的安全隐患；“以土代模”，开挖量少，施工方便，节省材料。鉴于山地和丘陵地区地基承载力较高，但覆盖层厚度各区域不尽相同，因此，基础型式考虑尽量利用原状土，对地基覆盖土层较厚及非岩石地基，推荐使用半掏挖式基础、插入式掏挖基础和地脚螺栓式掏挖式基础；对岩石裸露或覆盖地很薄的塔位可采用嵌固式岩石基础和岩石锚筋基础，根据山区特有的地质条件进行优化设计，以进一步节省基础工程的投资，减少基坑的开挖和植被的破坏。
　　
　　1.3 长短腿杆塔配合不等高基础
　　上世纪八十年代前，山区输电线路基础基本上都是采用直柱平板基础，铁塔采用等高腿，在施工中需大幅削减边坡形成基础平台（如图1-1），由此而引发下列问题：
　　1)土石方开挖量大，不仅费用高，而且后遗症多，施工时若对弃土处理不好，会形成弃土滑坡，影响塔基安全稳定。
　　2)塔位处易形成高边坡，若处理不好，极易崩塌，影响塔腿的长期安全运行，而线路上一般对高边坡处理办法不多，且费用高。
　　3)塔基土石方的大量开挖，不仅改变了塔位处的自然地形、地貌，破坏了原有的植被，极易形成水土流失，对塔位环境造成损害而影响塔基稳定。
　　2基面综合治理
　　2.1基面处理
　　无论是开挖类基础还是掏挖类基础，均应尽量不降或少降基面，直接开挖基坑。开挖类基础在开挖基坑时应在采取安全措施的情况下尽量减少放坡。对于无法回填到原始高度的边坡，必须按要求放坡，并且一次放够。对无法放坡的边坡应考虑护坡措施。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，容易产生坍方和滑坡。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。因此在本工程基础施工时将对各个塔腿分别平基，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。这种小基面的设计理念将对原始地貌的破坏降到最小程度，保证了山体的稳定，减少了施工难度，而且增加了基础抗拔能力。实际运用在工程中的效果也很不错，土方量很少。随着环保理念的不断深入，设计对基面处理的思路为：在测出塔位及保护范围内带有等高线的平面图，综合采用铁塔的高低腿、深埋基础，按照自然地形地面，达到完全不降基。
　　基础施工完毕后的弃土，应堆放在较低腿处，但不得影响基面的排水及基面的稳定，无法在基面范围内堆放的弃土应及时运离现场，以免破坏环境。为防止水土流失，可采取人工植被等手段，减小对环境的破坏。
　　2.2基面排水
　　良好通畅的基面排水，有利于边坡及基础保护范围外临空面的土体稳定。塔位有坡度时，为防止上山坡汇水对基面的冲刷影响，上坡侧如果基面存在降基挖方，距挖方坡顶水平距离≥4m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。大多数情况下只需开设1道排水沟，当汇水面范围很大时，需开设2道排水沟，且沟的横断面尺寸应加大。
　　基面排水坡度尽可能向基础保护范围大的缓坡方向倾斜，以便基面雨水从此方向排出。对高低腿塔的挖方基面，应避免流水直接冲刷两腿间有高差的陡坎，使基面雨水从塔位排出。
　　塔位基面应向下坡方向倾斜，利于基面散水外流，保证塔基排水畅通。对汇水面较大的塔位，应在塔位上方修建永久型排水沟，将上方汇水引向塔位的下边坡。若塔位上方为水田，应将其改为旱地，以减少灌溉水的渗流影响。
　　
　　2.3基础护坡
　　随着全方位长短腿、原状土高低基础等技术的广泛应用，线路工程的土石方量较过去大大减少，但还是难以避免高陡边坡的出现，线路塔位附近也往往会有一些自然边坡或原有的人工边坡难以回避，加之基础开挖的余土处理困难，往往也会堆积成一定高度的弃土边坡，这些边坡如果有一定高度或面积时，就必须加以保护处理。过去的经验教训告诉我们，由于护坡处理不当而造成的上下边坡塌方、滑坡，危及塔位安全的事例比比皆是。
　　工程中根据塔位的具体情况，采取合理有效的护坡方式，既是塔位安全稳定的保证，也能减少对塔基环境的破坏。
　　线路工程传统的护坡多考虑护坡的强度和稳定功能，线路工程中的护坡挡土墙多采用浆砌块石，这些设施的表面看似坚固壮观，实际环境效果较差。护坡通常沿塔位周围自然山坡或基面挖方后的缓坡面采用坡石砌筑，对塔基边坡起保护作用，防止边坡被雨水冲刷或由于风化而剥落坍塌。
　　我们推荐以下两种植被护坡的方法：
　　1）．土工格室植草护坡，该技术是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良的客土，然后在格室上挂三维植被网，进行喷播植草施工的一种护坡技术。
　　2）．浆砌骨架植草护坡，该技术是指采用浆砌片石在坡面形成骨架，在骨架内的空格内栽植植被，有些坡体施工时空格要先回填客土。这一方法实际上是一种纯结构护坡和植被护坡的结合方法，常结合铺草皮、三维植被网、土工格室、喷播植草、栽植苗木等方法形成的一种护坡技术。
　　结语
　　“因地制宜，绿色环保，经济适用，安全可靠”是我们输电线路工程力争达到的最佳效果，这就必须将环境保护这一理念贯穿于输电线路工程的全过程中。在设计阶段充分考虑输电线路工程对环境的影响，尽可能减少或避免破坏原有自然地形地貌，达到事半功倍的效果，严禁出现先污染后治理的被动局面，良好的设计方案不仅能减少财产损失，并且保护了环境，节约了资金，使我们的输电线路工程产生最大的经济、社会和环境效应，来实现当前我国可持续发展的战略目标。
　　
　　
　　【参考文献】
　　1.《架空送电线路基础设计技术规定》（DL/T5219—2005）
　　2.《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）
　　3.《植被护坡工程技术》，人民交通出版社，2003年5月