摘 要 輸變電工程是輸送能源的重要通道，一般空間跨度較大。水土流失在輸變電工程建設(shè)過(guò)程中造成的影響也隨著工程水土流失的相關(guān)因素如地形地貌、土壤、地質(zhì)、植被、降雨等相應(yīng)的發(fā)生著變化。本文通過(guò)分析各個(gè)因素在工程中造成的水土流失影響，提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)意見(jiàn)。同時(shí)為將來(lái)研究水土流失防治有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞 輸變電工程 水土流失 水土保持 土壤侵蝕

一、概述

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，電力市場(chǎng)的需求日益增加，輸變電工程的建設(shè)也隨之大增，這些項(xiàng)目給建設(shè)區(qū)造成的水土流失影響越來(lái)越不可忽視。

工程水土流失特點(diǎn)主要包括：地表擾動(dòng)范圍分散，但成點(diǎn)、線分布；原生水土流失相對(duì)較弱；擾動(dòng)區(qū)水土流失以水力侵蝕為主；水土流失時(shí)段集中，主要表現(xiàn)在工程基礎(chǔ)開(kāi)挖和架線階段；水土流失分區(qū)明顯，主要集中在塔基區(qū)。

水土流失危害主要表現(xiàn)在：使生態(tài)環(huán)境惡化；加劇水土流失，降低土地生產(chǎn)力，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；損害水利基礎(chǔ)設(shè)施，加劇洪澇災(zāi)害；不利于地方可持續(xù)發(fā)展。

對(duì)輸變電工程建設(shè)過(guò)程中的水土流失因素的研究，有利于方案編制單位和建設(shè)單位及時(shí)調(diào)整工程水土保持措施，減少工程建設(shè)所帶來(lái)水土流失，這也是項(xiàng)目水土保持設(shè)施驗(yàn)收的基礎(chǔ)，本文將對(duì)輸變電工程水土流失影響的各個(gè)因素進(jìn)行分析。

二、水土流失影響分析

2、土壤、基巖狀況對(duì)工程水土流失的影響

由于輸變電工程的棄渣往往就地在塔基附近平整，通常采用將棄渣至于塔基的下坡向的方法，棄渣坡面一般為自然穩(wěn)定坡面，坡角接近于各類棄渣的自然休止角，一般大于30度。

坡度是影響坡面土壤侵蝕的首要因素，隨著坡度的增大，坡面土壤侵蝕量往往會(huì)增加，但兩者并非線性相關(guān)。當(dāng)坡度達(dá)到一定值時(shí)，侵蝕量可能會(huì)隨著坡度的增大而減少，即坡面土壤侵蝕中存在著一個(gè)平衡坡度。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)理論推導(dǎo)或現(xiàn)場(chǎng)踏勘得出來(lái)的坡度臨界值往往在40度左右。而輸變電工程棄渣所形成的自然坡面的坡度較為接近坡面土壤侵蝕的平衡坡度，且棄渣區(qū)域再采取植被恢復(fù)較為困難，故其存在一定的水土流失隱患。

土壤及基巖決定了塔基型式和降基程度，進(jìn)而決定了棄渣量和渣體組成。輸變電塔基型式的確定是建立在塔位土壤及巖性上的。一般情況下，巖石錨桿式基礎(chǔ)一般使用在巖體堅(jiān)硬，整體性較好的中等風(fēng)化巖石及微風(fēng)化的硬質(zhì)巖石中，在裂隙多、破碎的強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖石中不使用；掏挖基礎(chǔ)基型適用于無(wú)地下水的硬塑、可塑粘土地基，適用于各型直線塔；人工挖孔樁基礎(chǔ)是一種環(huán)保型基礎(chǔ)型式，適應(yīng)土質(zhì)變化較大的場(chǎng)地土環(huán)境；在有地下水硬塑、可塑粘土、粉質(zhì)粘土及砂類土地基，斜柱主材插入式基礎(chǔ)比其他基礎(chǔ)型式要經(jīng)濟(jì)合理；對(duì)地質(zhì)條件差，地基承載力低，特別是基坑不易成型和深挖困難的塔位，采用現(xiàn)澆板式基礎(chǔ)淺埋，加大底板承受下壓，減小基底地基應(yīng)力，同時(shí)，大底板增大上拔土體來(lái)承受上拔力；在上部荷載太大，地基條件太差，其它基礎(chǔ)難于滿足要求時(shí)，會(huì)推薦套管護(hù)壁灌柱樁基礎(chǔ)。不同的基礎(chǔ)類型對(duì)環(huán)境保護(hù)范圍、施工控制范圍以及基礎(chǔ)自身尺寸的要求也不一樣，從而造成了輸變電塔基基礎(chǔ)施工的降基及開(kāi)挖產(chǎn)生的棄土石渣也不一樣。以湖北地區(qū)單回路500kV輸電線工程為例，該工程在25€捌旅嬪希攵圓煌⌒褪剿鈉潦康畝員熱縵鹵？。

表1 坡面上主要幾種不同基礎(chǔ)型式所產(chǎn)生的棄渣量（m3）

3、地形地貌對(duì)水土流失的影響

地貌可分為山地、丘陵和平原三大類。山地海拔較高，坡度較陡，平原地勢(shì)平緩，丘陵則介于兩者之間。

地形地貌對(duì)輸變電水土流失的影響主要來(lái)自于塔基點(diǎn)位的地貌特征，主要指坡度和坡長(zhǎng)，其中坡度對(duì)輸變電線路水土流失影響較大。通過(guò)理論推導(dǎo)和實(shí)地調(diào)查，得出來(lái)的結(jié)論是，坡面土壤侵蝕量和坡度呈正相關(guān)；其次，坡度的大小對(duì)塔基降基也有一定的影響，塔基的棄土石渣主要來(lái)自塔基降基，一般情況下，相同的塔基型式，坡度與降基量成正比。坡長(zhǎng)與坡面徑流也成正比，這也是水土流失影響的主要表現(xiàn)之一。

地形地貌對(duì)土壤的影響主要表現(xiàn)在：隨著海拔的升高，土壤有類似于向北過(guò)渡的地帶性。隨著海拔的升高，土壤類型逐漸發(fā)生變化，而其力學(xué)性質(zhì)也隨之改變。通常情況下，對(duì)于同一種母質(zhì)發(fā)育的土壤，當(dāng)海拔由低到高變化時(shí)，土壤塑性會(huì)逐漸變?nèi)酰挥捎谕寥浪苄詼p弱，在土層較厚地區(qū)，土壤一般不易掏挖成型，只能選擇大開(kāi)挖板式基礎(chǔ)。但大開(kāi)挖板式基礎(chǔ)土石方開(kāi)挖量較大，混凝土用量也較大，使塔基保護(hù)范圍增大，降基量也隨之增加。據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，大開(kāi)挖板式基礎(chǔ)比原狀土基礎(chǔ)棄渣量最多可高出35倍，因此對(duì)于山區(qū)土層較薄地區(qū)，一般適合做巖石嵌固等原狀土基礎(chǔ)。

4、塔基基礎(chǔ)形式對(duì)水土流失的影響

按照對(duì)土層擾動(dòng)的情況，可以將輸變電工程基礎(chǔ)形式分為大開(kāi)挖基礎(chǔ)和原狀土基礎(chǔ)；按施工工藝可以分為巖石嵌固基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)、板式基礎(chǔ)、臺(tái)階式基礎(chǔ)、掏挖基礎(chǔ)形式。巖石錨桿基礎(chǔ)、巖石嵌固基礎(chǔ)、掏挖式基礎(chǔ)為原狀土基礎(chǔ)，產(chǎn)生的地表擾動(dòng)較小；臺(tái)階式基礎(chǔ)和板式基礎(chǔ)為大開(kāi)挖基礎(chǔ)，對(duì)地表的擾動(dòng)較劇烈。

為了保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定，大開(kāi)挖基礎(chǔ)往往采取大底面的基礎(chǔ)，其底板尺寸一般為原狀土基礎(chǔ)的3倍左右。在基礎(chǔ)深度相同的情況下，大開(kāi)挖基礎(chǔ)土石方開(kāi)挖量約為掏挖式基礎(chǔ)的10-20倍，為巖石嵌固基礎(chǔ)的30-40倍，巖石錨桿基礎(chǔ)的100-200倍。例如，臺(tái)階式基礎(chǔ)和大板式基礎(chǔ)在深度為3米時(shí)，單個(gè)基礎(chǔ)產(chǎn)生的臨時(shí)堆土量約為50m3，四個(gè)基礎(chǔ)則為200m3左右。剖面圖見(jiàn)圖1。圖中 為上表面基面尺寸，a為抗剪角度，b為底板尺寸，一般為17€??？

一般臨時(shí)堆土用于基礎(chǔ)施工結(jié)束后的回填，但是還會(huì)存在一定的棄渣，這是由于基礎(chǔ)本身會(huì)占用一部分地下空間。從施工方提供的數(shù)據(jù)，巖石錨桿基礎(chǔ)體積約為1-2m3，巖石嵌固基礎(chǔ)體積約為2-4m3，掏挖式基礎(chǔ)體積約為4-7m3，臺(tái)階式基礎(chǔ)和板式基礎(chǔ)體積約5-30m3。所以臺(tái)階式基礎(chǔ)和板式基礎(chǔ)產(chǎn)生的棄土石渣量最多，只有當(dāng)土體塑性較弱、不易掏挖成型時(shí)，才會(huì)采用此類基礎(chǔ)，在山丘區(qū)，對(duì)于基面范圍大于5米，坡度在25€白笥遙罌諢〉慕禱懇滄畬螅嘉？5m3；而巖石嵌固基礎(chǔ)和掏挖式基礎(chǔ)由于作業(yè)范圍較小，單個(gè)塔基降基量一般小于3m3，巖石錨桿基礎(chǔ)甚至無(wú)降基。

由以上幾個(gè)方面可以看出，大開(kāi)挖基礎(chǔ)無(wú)論是臨時(shí)堆土量還是棄渣量遠(yuǎn)大于巖石嵌固等原狀土基礎(chǔ)。故在基礎(chǔ)選型時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇原狀土基礎(chǔ)，這樣將大大降低輸變電工程施工過(guò)程中造成的水土流失。

三、結(jié)語(yǔ)

輸變電工程水土流失影響因素主要有降雨，土壤、基巖，地形地貌等。降雨對(duì)工程水土流失的影響主要表現(xiàn)在降雨侵蝕力上；土壤、基巖狀況工程水土流失的影響表現(xiàn)在棄渣量和臨時(shí)堆土量上，土壤、基巖適宜做原狀土基礎(chǔ)時(shí)，二者數(shù)值均較小。地形地貌對(duì)工程水土流失的影響主要表現(xiàn)為土壤的塑性的變化，對(duì)于土層較厚處不太適宜做原狀土基礎(chǔ)，土石方開(kāi)挖和棄渣量較大，對(duì)于土層較薄處適宜做巖石嵌固等原狀土基礎(chǔ)，開(kāi)挖量和棄渣量較小?；A(chǔ)形式對(duì)工程水土流失的影響主要表現(xiàn)在臨時(shí)堆土還是棄渣量上，巖石嵌固等原狀土基礎(chǔ)產(chǎn)生的土石方量遠(yuǎn)小于大開(kāi)挖基礎(chǔ)所產(chǎn)生的量，故在基礎(chǔ)選型時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇原狀土基礎(chǔ)，這將有效降低輸變電工程建設(shè)過(guò)程中帶來(lái)的水土流失危害。

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（作者單位：中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司）