输电线路基础设计中的环境保护问题

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摘要：随着人们的环保意识的增强，越来越多的输电线路工程在前期设计阶段评审时要求考虑工程在实施过程中对于环境的影响。本文结合以往工程土建部分的的特点，综合考虑了各种环保设计，为以后的工程设计提供参考。

关键词：输电线路基面处理不等高腿

中图分类号：TM7文献标识码： A

引言

随着国家经济建设的快速发展和人民生活水平的提高，西电东送的能源政策使电网建设逐渐山区扩展，送电线路一般要途径山地、丘陵、草地、森林等，因此输电线路塔位将不可避免的落在特殊地形上。

以往在山区、草地、树林中已大量采用台阶式基础或者板式基础，其设计经验成熟，施工简便，但其混凝土消耗量大，土石方开挖较多，且当铁塔塔位位于山坡，部分塔基甚至还需降方以平整出施工的作业面，对环境植被的破坏很大，导致水土流失增加，甚至可能引发塌方和泥石流等自然灾害。如今随着人们环保意识的加强，环境保护、水土保持问题日益被社会各方所重视。因此，在输电工程设计中有效地保护环境、保护山区林木植被，不破坏绿化也顺应了目前建设资源节约型、环境友好型社会的潮流。如何将输电线路与环境保护更有机的结合将是输电线路设计的重点。

1 线路工程环保设计的基本原则

输电线路环境保护理念应贯彻于工程规划、设计、施工、运行等全过程之中。作为输电线路的设计工作者，应充分考虑如何减少或避免对环境的影响，避免先破坏后治理的被动局面，从源头上可把握以下几个方面：

（1）线路路径进行全方位优化，可对环境敏感区采用适当的避让措施。

（2）杆塔塔位尽量避开陡峭地形及不良地质地段。

（3）控制电磁辐射的影响和可听噪音。

（4）减少线路走廊宽度，高跨树林，减少对林木的砍伐和山区开方。

2 输电线路基础的常用类型及特点

目前我国输电线路杆塔基础大致可分为利用原状土和非利用原状土两大类，利用原状土基础材料量省，承载能力高。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，推荐使用斜插式板式基础、半掏挖的柔性配筋板式基础和掏挖式基础；对岩石或覆盖地很薄的塔位可采用岩石锚杆式基础和嵌固式基础。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。

2.1 直柱式、斜柱式板式基础

一般，在平地输电线路中，钢筋混凝土现浇板式基础应用较多，此类基础主要优点是充分利用钢筋混凝土薄底板的受弯性能，可以节省混凝土用量，降低基础造价。该类基础与铁塔的连接方式有两种，即地脚螺栓式和角钢斜插式。由于没有偏心弯距，角钢斜插式板式基础比地脚螺栓式板式基础要节约混凝土和钢材。若在山地和丘陵地带使用斜柱式基础，对施工过程中的基础根开控制和插入角钢的就位要求较高。若设计考虑不周或施工不当极易引起基础外侧边坡不够或基础根开不准，因此山地和丘陵地带较平缓场地的板式基础（不易掏挖成形的）可以采用斜柱式，但在山坡较陡的塔位最好采用地脚螺栓直柱式基础。为使基础受力合理，充分利用地基强度，板式基础设计中，主柱与底板根据负荷设置一定偏心，这种基础型式在以往线路工程中使用，均获得较好的经济效益。但是板式基础基坑土方量较大，回填土质量较难保证，底板钢筋绑扎较麻烦，施工工序繁琐。

2.2 掏挖式基础

对覆盖土很厚的岩石地基或者土质好的非岩石地基，若地基土的特性满足掏挖基础的要求的话，将优先采用掏挖基础。这种基础形式在以往山区工程中应用较多，与传统的基础相比具有如下特点：原状土地基承载力高、变形小，消除了回填土质量不可靠带来的安全隐患；“以土代模”，基坑开方量较少，施工方便，节省钢材；施工作业时占地不大，施工措施得当可保证基础外侧边坡不受影响，可以充分地利用原状土的力学性能；但基础施工过程中对于掏挖工艺要求较高。此外，斜柱式半掏挖基础具有主角钢斜插式基础水平力和弯矩小的优点。因此对土质较好的地基，将优先采用掏挖式、半掏挖基础，可提高基础抗拔和抗倾覆稳定性，对原有地形、地貌的影响降到最低，达到环保的要求。经过比较，当基础作用力较大时，掏挖式基础比板式基础混凝土方量大，因此在设计过程中应根据现场实际情况以及塔型基础作用力进行混凝土方量、开放量和环保等方面的综合考虑，从而达到节省基础工程的投资、保护环境的目的。

2.3 岩石（嵌固式）基础

嵌固式岩石基础与传统的基础相比具有如下特点：原状基岩承载力高、变形小，消除了回填土质量不可靠带来的安全隐患；“以岩代模”，基坑开方量极少，施工方便，不需要立柱钢筋和底板钢筋；施工作业时占地不大，可以充分地利用原状基岩的力学性能；在施工时把岩基挖成倒锥形体，既节省了石方开挖量，又大大减少混凝土的使用量，在山区使用较合理，又方便施工，具有显著的经济效益。

3基础的设计中的所考虑的环保因素

3.1基础的合理选型

线路应优先采用原状土基础。这类基础能充分利用原状土体力学性能，同时避免基坑大开挖，对环境的不良影响小。

（1）对岩石或覆盖地很薄时，可采用岩石锚杆基础和嵌固基础。

（2）对覆盖层相对较厚时，可采用掏挖-岩石复合基础型式。

（3）对山区地基覆盖土层较厚及非岩石地基，可使用掏挖类（人工挖孔桩）基础，此类基础中新型环保基础型式有斜掏挖和翼板掏挖基础

（4）对于农田和戈壁土地区尽可能的采用掏挖式基础。

3.2不等高基础和长短腿配合使用

为避免和减少基面土石方开挖量，保持塔基稳定，山区线路可优化设计铁塔与基础的配合技术方案。当基础露高较大后，因偏心弯矩增大而导致基础主柱截面和钢筋量都很大，合理使用高低腿能充分发挥各自的优势，降低了对于植被的破坏。

3.3基面处理的环保设计

3.3.1 塔基边坡的防护措施

主要有工程措施和生态护坡措施2类。工程措施有坡率法、浆砌块石、加筋挡土墙、挂网锚喷等，在山区线路中应用相对较广，但缺点是易形成水土流失，带来新的次生灾害和环境问题，如视觉污染、生态失衡等[3]。

生态护坡是指利用植物单独或与其它构件配合对边坡进行防护和绿化、植被恢复的一种技术，包括植被固坡和综合护坡型式，如图5所示。文献[19]通过对几种护坡形式的经济性对比，指出山区线路工程中应用生态护坡，经济性和环保效益明显，值得推广。

3.3.2弃土处理原则

施工弃土向塔位下边坡随意抛洒，易使坡体重力增加发生堆载诱发型滑坡或弃土牵引式滑坡，山区线路中应根据具体地形及周围环境确定施工弃土的处理对策，可遵循如下基本原则如下：

（1）地形平缓时，可就地摊薄夯实堆放；

（2）对塔位地形坡度大于15的坡地，应会同岩土专业选择合适的位置作为弃土堆放地点。对部分塔位地形较陡时，应选择修筑弃土保坎，通过计算确定保坎高度及长度。

（3）如塔位附近无合适修筑保坎的位置，应将所有弃土外运。

4 结语

随着电力建设事业的快速发展，解决山区输电线路的环保问题已逐步成为降低电网工程建设成本、提高电网运行质量的重点，也符合目前建设“资源节约型、环境友好型”社会的要求。本文综述了山区输电线路环保设计理念，提出的若干环保设计的具体建议，可作为今后设计参考。对于山区线路的环保设计，尚须在工程中不断总结和优化，以进一步探索新的设计思路。

参考文献：

《电力工程高压送电线路设计手册》 张殿生

《中国电机工程学会输电线路专业委员会结构学组第五接第二次学术年会论文集》

作者简介：

王超（1981-）男，主要从事输电线路结构设计。