鄭樹海(國家電網(wǎng)公司 直流建設(shè)分公司，北京 100052)

哈密—河南(鄭州)特高壓直流工程水土流失防治經(jīng)驗

鄭樹海
(國家電網(wǎng)公司 直流建設(shè)分公司，北京 100052)

水土流失；防治經(jīng)驗；哈密—河南(鄭州)特高壓直流工程

以哈密—河南(鄭州)±800 kV特高壓直流工程為例，從設(shè)計、建設(shè)管控、水土保持技術(shù)服務(wù)直到施工等各個環(huán)節(jié)分析了水土流失防治經(jīng)驗。自始至終將構(gòu)建水土流失防治體系、實現(xiàn)水土流失防治目標(biāo)作為建設(shè)管理重點，是保證水土保持措施落到實處和取得明顯效果的關(guān)鍵。

哈密—河南(鄭州)±800 kV特高壓直流工程是國家電網(wǎng)公司自主設(shè)計和建設(shè)的第三個特高壓直流輸電工程，旨在實現(xiàn)全國范圍內(nèi)能源和電力資源的優(yōu)化配置。工程沿線地貌形態(tài)多樣，氣候、土壤、植被、土壤侵蝕及其他自然條件差異較大，建設(shè)過程中的土石方開挖、堆放等易對地表形成擾動和破壞，若無有效的水土保持措施，在降雨和風(fēng)力作用下，將產(chǎn)生新的水土流失?；诖?，工程建設(shè)中，從設(shè)計、建設(shè)管控、水土保持技術(shù)服務(wù)直到施工等各個環(huán)節(jié)，高度重視水土保持工作，將構(gòu)建水土流失防治體系、實現(xiàn)水土流失防治目標(biāo)作為建設(shè)管理重點，取得了較好的防治效果。

1 工程概況

哈密—河南(鄭州)±800 kV特高壓直流工程西起新疆維吾爾自治區(qū)哈密市境內(nèi)的哈密換流站，止于河南省鄭州市中牟縣境內(nèi)的鄭州換流站，途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南6省(區(qū))，包括新建哈密換流站和鄭州換流站、岌岌臺接地極和陳家接地極、直流輸電線路2 192.6 km、換流站至接地極輸電線路106.6 km。工程總投資160多億元，于2012年5月13日開工，2014年1月27日投入試運行。

工程由西北向東南依次經(jīng)過西北戈壁荒漠區(qū)、風(fēng)沙區(qū)、西北黃土高原區(qū)和北方土石山區(qū)。項目區(qū)侵蝕類型及強度由西北向東南依次為中度風(fēng)力侵蝕[1]，中度風(fēng)力-水力復(fù)合侵蝕，強烈水力侵蝕和輕度水力侵蝕。西北戈壁荒漠區(qū)、風(fēng)沙區(qū)和西北黃土高原區(qū)容許土壤流失量為1 000 t/(km2·a)，北方土石山區(qū)中太行山地區(qū)及黃淮海平原區(qū)容許土壤流失量為200 t/(km2·a)。

2 水土流失防治經(jīng)驗

2.1 水土流失防治體系構(gòu)建起步于設(shè)計階段

水土保持方案編制階段，基于不同地貌類型區(qū)水土流失特點，對主體工程設(shè)計中已列水土保持措施進(jìn)行分析評價，有針對性地補充完善工程措施、植物措施和臨時措施，形成較為完善的水土流失防治體系。后續(xù)設(shè)計階段，通過調(diào)整換流站內(nèi)大型電氣設(shè)備與建筑物的排列方式，優(yōu)化站內(nèi)交流濾波器場電氣設(shè)備布置形式減少占地面積，采用先進(jìn)降噪措施降低噪聲影響等優(yōu)化措施，使鄭州換流站僅占地16.38 hm2，是目前換流站中占地最少的；輸電線路塔基基礎(chǔ)設(shè)計盡量采取掏挖類基礎(chǔ)和灌注樁基礎(chǔ)，山地塔基大量采用高低腿設(shè)計，施工采用索道運輸建筑材料和塔材，采用飛艇和無人機放線等施工工藝達(dá)到減少土石方開挖和占地的目的。與此同時，對水土保持方案中的水土流失防治體系進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，分層落實責(zé)任，為建設(shè)過程中水土流失防治措施落到實處奠定基礎(chǔ)。

2.2 水土流失防治管控貫穿始終

工程建設(shè)期間，建立了由國家電網(wǎng)公司統(tǒng)領(lǐng)，國網(wǎng)直流建設(shè)管理部門牽頭，以各省(區(qū))電力公司為主導(dǎo)，業(yè)主、水土保持監(jiān)理、水土保持監(jiān)測、施工項目部為重點的四級水土流失防治管控體系。定期召開會議，及時協(xié)調(diào)解決建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題，為水土保持措施的落實起到了重要的保障作用。

2.3 充分發(fā)揮水土保持技術(shù)服務(wù)單位支撐作用

建設(shè)期間，共委托水土保持監(jiān)理單位13家、監(jiān)測單位6家、驗收技術(shù)評估單位2家，三方從各自專業(yè)角度對擾動土地面積、水土保持工作進(jìn)度、措施質(zhì)量、水土流失情況、水土保持投資、防治效果等進(jìn)行監(jiān)控，針對存在問題及時提出整改意見，對保障水土流失防治措施有效實施起到了重要支撐作用。

2.4 創(chuàng)新水土流失防治模式

施工過程中，大量采用先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新水土流失防治模式，在減少土石方挖填方量、減少擾動土地面積、縮短工期等方面發(fā)揮明顯作用。①戈壁碎石土地基掏挖基礎(chǔ)技術(shù)。傳統(tǒng)的戈壁灘輸電線路建設(shè)多采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)方式，材料消耗量大，防治不當(dāng)則易形成風(fēng)蝕，造成嚴(yán)重的水土流失；工程首次采用戈壁碎石土地基掏挖基礎(chǔ)技術(shù)，充分利用戈壁區(qū)的碎石土具有的良好抗剪性能，既減少了土石方挖填量，又減輕了對原地貌和植被的擾動破壞。②黃土丘陵區(qū)沖挖錐掏挖技術(shù)。傳統(tǒng)方法開挖6 m以下的基礎(chǔ)坑需要6～7人用洋鎬開挖7天，不僅耗時長而且坑下作業(yè)安全隱患大[2]。采用適宜黃土丘陵區(qū)施工的輕型掏挖基礎(chǔ)工具沖挖錐后，3.5 h就可以高質(zhì)量地完成一個深度12 m的基礎(chǔ)坑。③架設(shè)索道技術(shù)。以往山區(qū)依靠騾馬運輸80 t的鐵塔塔材需40多天[3]，而用索道1天就能運輸材料20 t,還能減少擾動土地面積。同時，根據(jù)索道搭設(shè)的經(jīng)驗，國家電網(wǎng)公司完成了《架空線路貨運索道施工工藝導(dǎo)則》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為以后的索道搭設(shè)提供了統(tǒng)一、規(guī)范的方法。④無人機放線技術(shù)。以往在架設(shè)牽引線時，采用人工肩扛牽引線，貼地牽引，線路沿線走廊內(nèi)的地表及植被受到嚴(yán)重擾動[4]。大量采用無人機放線技術(shù)后，提高了導(dǎo)引繩展放精準(zhǔn)度，減少甚至免除砍伐放線通道上的植被，有效減少臨時占地。具體方法是：在機身下懸掛一平衡重物，導(dǎo)引繩連接其上，在地面展放機械的配合下牽引飛過塔位，由塔上人員借助導(dǎo)桿將導(dǎo)引繩放入牽引滑車槽內(nèi)，再用導(dǎo)引繩牽牽引繩，通過相與相間渡繩等操作，最后用牽引繩牽放導(dǎo)線。⑤在國內(nèi)首次采用一次同步布放6條子導(dǎo)線施工新技術(shù)，普遍采用了平臂抱桿組塔、動力傘或無人機不落地展放導(dǎo)引繩、掛膠放線滑車、偏心走板、導(dǎo)線金具保護(hù)措施等創(chuàng)新技術(shù)和工藝，大幅縮短了工期，減少了土地擾動面積。從主體開工到雙極全壓解鎖，有效工期僅17個月，比同為±800 kV的向家壩—上海特高壓直流輸電示范工程、錦屏—蘇南特高壓直流輸電工程的工期分別提前了8個月和1個月。

2.5 因地制宜配置水土流失防治措施

工程建設(shè)過程中，考慮到工程線路長、經(jīng)過區(qū)域水土流失類型復(fù)雜等特點，針對不同立地類型因地制宜地采取了相應(yīng)的水土流失防治措施，不同類型區(qū)實施的水土流失防治典型措施見表1。

表1 不同類型區(qū)水土流失防治典型措施

2.6 水土流失防治效果

水土流失防治措施選擇得當(dāng)、布局合理，既保證了主體工程的安全，又實現(xiàn)了防治水土流失、改善擾動區(qū)域生態(tài)環(huán)境的目的，工程實際完成水土保持投資11 044.96萬元，具體工程量見表2。各項水土流失防治指標(biāo)超過了水土保持方案確定的目標(biāo)值，擾動土地整治率97.38%、水土流失總治理度98.56%、攔渣率98.77%、土壤流失控制比1.03、林草植被恢復(fù)率96.01%、林草覆蓋率14.07%。

表2 水土流失防治措施工程量

3 結(jié)語與討論

(1)工程建設(shè)中，從設(shè)計、建設(shè)管控、水土保持技術(shù)服務(wù)直到施工等各個環(huán)節(jié)，自始至終高度重視水土保持工作，將構(gòu)建水土流失防治體系、實現(xiàn)水土流失防治目標(biāo)作為建設(shè)管理重點，是保證水土保持措施落到實處并取得明顯效果的關(guān)鍵，這種水土流失防治經(jīng)驗可供其他生產(chǎn)建設(shè)項目借鑒和參考。

(2)撒播草種具有簡單易行、見效快等特點，適宜在擾動范圍小的塔基區(qū)、牽張場等實施，但局部存在出苗率低、地表土易流失等現(xiàn)象，今后需要盡可能選擇適宜當(dāng)?shù)厣L的草種，并同步實施多草種混播、地表苫蓋等措施，以充分發(fā)揮水土保持措施的功能和作用。

(3)特高壓直流工程具有線路長、跨越省(區(qū))多、沿線地形復(fù)雜多樣、水土保持設(shè)施管理維護(hù)難度大的特點，后期管理維護(hù)需要進(jìn)一步明確責(zé)任、落實專項經(jīng)費、加大巡查力度，及時修復(fù)損毀的水土保持設(shè)施，以確保其持續(xù)發(fā)揮效益。

(4)在今后類似工程建設(shè)過程中， 仍需要進(jìn)一步優(yōu)化水土保持措施和工程量設(shè)計，充分考慮實施措施的針對性、可行性和經(jīng)濟(jì)性，以期用較小的投入獲得較大的水土保持效益。

[1] 王白春，劉雅麗，舒怡，等.新時期西北黃土高原區(qū)水土流失防治思路[J].中國水土保持,2016(9):16-18.

[2] 尹亞坤. 黃土丘陵溝壑區(qū)水土保持生態(tài)系統(tǒng)效益評價[J].人民黃河,2013(2):67-69.

[3] 景立新.光伏發(fā)電項目水土保持措施體系設(shè)計與實施方案[J].中國水土保持,2016(11):42-43.

[4] 劉剛，申義賢，裴華，等.輸變電工程水土保持措施設(shè)計探討[J].中國水土保持，2011(11):20-22.

S157.2

C

1000-0941(2018)01-0020-03

鄭樹海(1973—)，男，河北蔚縣人，高級工程師，從事水土保持與環(huán)境保護(hù)等管理工作。

2017-08-10

(責(zé)任編輯 孫占鋒)