陶 瑾，孫三群，肖建寶

（國網(wǎng)浙江省送變電工程有限公司，杭州 310016）

0 引言

特高壓電網(wǎng)建設中，盡可能減少對環(huán)境的影響是一項重要內(nèi)容[1]。輸電線路中基礎是鐵塔和地基之間的連接構件，是輸電線路體系重要的組成部分，合理的基礎型式可以確保線路的運行安全，降低對自然環(huán)境的破壞，實現(xiàn)資源效益的可持續(xù)發(fā)展[2]。我國地域遼闊，巖土類別多、分布廣，輸電桿塔基礎型式也因各地區(qū)地形地貌和地質(zhì)條件差異大而多種多樣[3]。此前的研究多側(cè)重于從路徑選擇、基礎選型等方面加強環(huán)保施工措施[4]，本文則從施工關鍵技術及施工技術難點等方面來闡述環(huán)境保護要點。

1 輸電線路鐵塔基礎常見類型及特點

1.1 平地上輸電線路鐵塔基礎類型

平地上輸電線路鐵塔基礎類型主要有柔性板式基礎、剛性臺階基礎和灌注樁基礎等。

（1）混凝土板式基礎是輸電線路工程設計中最常用的基礎型式之一[5]，是以擾動的回填土構成抗拔土體保持基礎的上拔穩(wěn)定，具有施工簡便的特點[6]。

（2）剛性臺階基礎立柱配置鋼筋，底板不配鋼筋。為滿足剛性角要求，通過增加臺階數(shù)和臺階高度來增加底板寬度。

（3）樁基礎主要依靠樁端承載力和樁身摩擦力來承擔桿塔的橫向和縱向荷載[7]。

1.2 山地、丘陵地形上輸電線路鐵塔基礎類型

山地、丘陵地形上的輸電線路鐵塔基礎類型主要有：板式基礎、掏挖式基礎、巖石基礎、人工挖孔基礎和巖石承臺錨筋基礎等。

（1）板式基礎的施工采用大開挖方式，土石方量較大，對周邊環(huán)境也有較大影響。山丘地區(qū)一般對地質(zhì)不易掏挖成型的部分塔位考慮采用該基礎型式。

（2）掏挖式基礎是目前使用最多的一種原狀土基礎型式，它以天然土構成的抗拔土體與基礎自重相互作用而保持基礎的上拔穩(wěn)定，最大限度地利用了天然原狀土的強度，不僅具有良好的抗撥性能，而且具有較大的橫向承載力。

（3）巖石基礎主要是借助巖石本身或者是巖石和砂漿間的粘結(jié)力來穩(wěn)固上部桿塔體，充分利用了巖石的強度和穩(wěn)固性，具有堅強的抗拔性能，主要用在有良好巖石基礎的山區(qū)地帶[8]。

（4）人工挖孔基礎混凝土量及耗鋼量在巖石基礎和掏挖基礎之間，而且也是環(huán)保的一種基礎型式，人工挖孔基礎猶如山地單樁灌注樁基礎，該基礎型式對地質(zhì)條件要求也不高，只需地質(zhì)人員對塔位處每層土提供的設計參數(shù)正確、合理。

（5）巖石承臺錨筋基礎的混凝土量及耗鋼量均是所有基礎型式中最低的，而且也是最環(huán)保的一種基礎型式，但對地質(zhì)條件要求比較高，需逐基鑒定巖體的穩(wěn)定性、覆土層厚度、巖石的堅固性及巖石風化程度，以確定使用該基礎型式的塔位以及具體型式。

2 工程概況

昌吉—古泉±1 100 kV特高壓直流輸電線路工程，是目前世界電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠的特高壓直流工程。

本工程承建的昌吉—古泉±1 100 kV特高壓直流輸電線路甘8標段，線路路徑長度為122.5 km，新建鐵塔218基，其中直線塔187基，耐張塔31基。線路途經(jīng)白銀縣、靖遠縣，海拔高度1 350～2 000 m。桿塔采用自立式鐵塔，基礎采用掏挖基礎、直柱板式基礎、巖石錨桿基礎，其中187基掏挖基礎、29基直柱板式基礎、2基巖石錨桿基礎。

昌吉—古泉±1 100 kV特高壓直流輸電線路工程主要位于黃土高原地區(qū)，該地區(qū)抵御自然災害的能力較低，環(huán)境遭到破壞后恢復困難。掏挖基礎對環(huán)境影響破壞小，在施工時以土代模，直接將基礎的鋼筋骨架和混凝土澆入掏挖成型的土胎內(nèi)，減少了對原狀土的擾動，能充分發(fā)揮地基土的承載能力，一般用于地質(zhì)條件較好且勘測深度內(nèi)無地下水的山地、丘陵地區(qū)，該基礎棄土棄渣少，引起的水土流失量較少，還可以大幅節(jié)約基礎材料和施工費用，充分利用原狀土，相同的基礎尺寸可提高抗拔承載力1.2倍，減少挖填方40%～60%，減少對原地貌植被的破壞，是近年來在我國輸電線路建設中廣泛采用的一種基礎形式[9]，也是目前電網(wǎng)公司倡導使用的基礎形式[10-14]。由此本工程承建的昌吉—古泉甘8標段中大部分選用掏挖式基礎形式。

黃土高原是世界上水土流失最嚴重和生態(tài)環(huán)境最脆弱的地區(qū)之一[15]，除石質(zhì)山地外，大部分為顆粒細、土質(zhì)松軟的厚層黃土覆蓋。該線路設計時，已從地質(zhì)專業(yè)角度將線路路徑避開不良地質(zhì)地段（易發(fā)生山體滑坡、崩塌），以減少對線路安全可能造成的威脅。同時，為減少對原地形地貌的破壞，大部分采用了小開挖掏挖基礎。根據(jù)巖土工程勘察報告，線路路徑段土層情況分布如表1所示。鑒于黃土高原地質(zhì)的特殊性，尤其是對地表自然凝結(jié)保護殼的保護考慮，應盡量避免對其擾動造成水土流失，施工時必須采取有力措施，減少對原地形、地貌及植被的破壞。

表1 線路路徑段土層情況分布

3 施工關鍵技術

3.1 環(huán)境保護目標

嚴格限定工程建設擾動區(qū)域，按照確定的施工活動范圍進行施工，減少建設活動對地表植被的破壞和擾動，防止因工程開挖、堆碴而產(chǎn)生新的水土流失，對散排的生產(chǎn)廢水和生活污水要求就地、就近處理，不得進入渠道，施工中應盡量防止施工揚塵、噪音對空氣及人員造成影響。

3.2 施工步驟及要求

（1）施工前期策劃

嚴格遵守地方環(huán)保部門和林業(yè)部門要求，按地方、業(yè)主、監(jiān)理的要求制定環(huán)保方案和保護措施，并經(jīng)審核和批準后實施。對所有的施工人員進行環(huán)保方案、保護措施交底，并嚴格執(zhí)行。

（2）施工前期準備

修筑道路時應注意：進場道路不宜經(jīng)過成片林區(qū)、不宜經(jīng)過橫道路方向坡度大于25°的斜坡，避免砍伐大量林木，盡可能利用原有山地道路。

基面平整應盡可能減少對塔基周圍原有自然植被的破壞，所平整出的棄土或雜草，宜用沙袋裝好后運轉(zhuǎn)至塔位外的合適地方堆放。

在各施工場地周圍設置施工圍欄進行隔離；營地和施工便道盡量選取在無植被或植被較差的地方。

（3）土石方開挖

開挖前項目部對施工隊相關人員進行專項技術交底。減少需開挖施工作業(yè)面以外的地面破壞。開挖施工可采用鑿、鋼鏟、大錘等工具進行人工開挖或鑿巖機、風鎬等小型機械開挖，特殊情況下采用松動爆破方式開挖。

雨季施工時可在基坑外側(cè)砌筑排水物，避免引起水土流失。

開挖時石土分別堆放，按規(guī)定標準回填，表層應有適當原土，余土及時清理，以不破壞植被為原則。

（4）基礎施工

盡可能采用商品混凝土，如在施工現(xiàn)場拌和混凝土，現(xiàn)場砂、石料須集中堆放，地面鋪設彩條布，并對砂、石料沖洗廢水進行處置和循環(huán)使用。混凝土振動時采用小功率振動器。

現(xiàn)場鋼筋綁扎后不得碼堆材料，驗收后鋼筋不得亂踩，多余的鋼筋及時清理吊走。

基礎施工中盡可能采用定型鋼模，不使用木模板。

（5）掏挖式基礎

基礎放樣時應核實邊坡穩(wěn)定控制點在自然地面以下，并確?；A埋深不小于最小設計值。

第一節(jié)護壁高度在0.5 mm左右，上端鎖口；以下每節(jié)護壁高度1.0 m左右，即每開挖深度1.0 m就應按要求做一節(jié)護壁。

孔內(nèi)必須設置應急硬（或軟）爬梯供人員上下，孔口四周必須設置高度不小于0.8 m的護欄；當孔內(nèi)無人作業(yè)時，應在孔口覆蓋可靠的鋼筋網(wǎng)片，防止人畜墜落基坑內(nèi)。

每次開工前或基坑開挖過程中，必須檢測坑內(nèi)有無毒害氣體和缺氧現(xiàn)象，并應有相關的安全防護措施；挖孔施工過程中，應有可靠的通風設施。當孔開挖深度超過10 m時，應采取向井下送風措施。

鋼筋綁扎牢固、均勻，鋼筋保護層厚度控制符合施工圖要求。

成孔與澆筑須連續(xù)作業(yè)，澆筑前必須清理干凈孔內(nèi)的余土或積水等雜質(zhì)。

現(xiàn)場澆筑混疑土應采用機械攪拌，混凝土下料高度超過2 m時，應采取防止離析措施。

冬季施工的混凝土，應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，同時應采取防凍措施。

基礎施工結(jié)束應盡量恢復原先的地形地貌。

4 環(huán)境保護與恢復治理工程

根據(jù)鐵塔建設和生產(chǎn)實際，將破壞區(qū)域劃分為山區(qū)地表植被保護、施工基礎、完工后清理3個單元進行治理工程設計。

4.1 山區(qū)地表植被保護

山區(qū)的接地溝應盡量沿等高線開挖，切忌順坡向下，以免雨水將土石沖走，回填土應清除石塊雜質(zhì)并夯實。

位于斜坡地帶塔位，嚴禁由坑內(nèi)向坡下棄土，以避免破壞植被和坡體穩(wěn)定。

施工作業(yè)面盡可能少占耕作，基礎開挖實行生熟土分離，施工后盡可能恢復植被。

為了防止發(fā)生森林火災，嚴禁施工人員在林區(qū)用火。

在地表植被茂盛、水資源豐富的環(huán)境施工，為切實保護當?shù)刭Y源生態(tài)環(huán)境，施工中將對環(huán)境的破壞降到最低。

堡坎主要用于對開方后較陡坡體、棄土堆積而成的松散易垮塌坡體的保護，避免土體自然的或受雨水作用后的垮塌、滑坡等水土流失現(xiàn)象。堡坎以漿砌塊石類型為主，其效果如圖1所示。

圖1 堡坎效果

根據(jù)工程需要，在適當位置修筑擋水墻，避免水流沖刷塔基地表土石產(chǎn)生水土流失現(xiàn)象。擋水墻采用混凝土與碎石土施工而成，其結(jié)構和效果分別如圖2、圖3所示。

圖2 擋水墻結(jié)構示意

圖3 擋水墻效果

在風積沙塔位，需要采取必要的防風固沙措施，以防止塔位基礎施工對原狀土擾動后表層土的流失。本工程根據(jù)線路沿線實際情況，采取草方格固沙，其結(jié)構和效果分別如圖4、圖5所示。

圖4 草方格結(jié)構示意

圖5 草方格效果

塔位施工后，塔基范圍內(nèi)植被將大量減少，且地表多存在一定量的松散土石，當塔位附近易出現(xiàn)強降雨且塔位上方存在較大匯水面積時，需在塔基上方塔腿外側(cè)5～8 m處依據(jù)地形地貌設置排水溝，避免匯水沖刷塔基地表土石產(chǎn)生水土流失現(xiàn)象。排水溝采用漿砌塊石砌筑，排水溝排水口設置位置不得出現(xiàn)明顯的局部沖刷現(xiàn)象。

生態(tài)護坡主要用于覆蓋各種軟質(zhì)巖層和較破碎巖石邊坡或是坡面易于受侵蝕的土質(zhì)邊坡，避免邊坡進一步垮塌，同時可以通過生態(tài)護坡使植被較好的恢復。生態(tài)護坡應用效果如圖6所示。

圖6 生態(tài)護坡應用效果

4.2 施工基礎

降基及基坑開挖多余的土石方，應運轉(zhuǎn)到塔位附近對環(huán)境影響最小、且不影響農(nóng)田耕作、不易出現(xiàn)水土流失的地方堆放，對施工中無法避免破壞的植被，要采取恢復措施，防止水土流失。

杜絕出現(xiàn)“平地起坑”現(xiàn)象，嚴禁隨意棄土，倡導綠色施工，盡量減少對環(huán)境的影響。

施工中嚴禁車輛超載運輸，對運輸損壞的道路、水渠等要及時修復至原貌。

4.3 完工后清理

砂、石、水泥堆放要鋪墊彩條布，施工完后及時清理多余材料等遺留物，切實做到工完料盡場地清。

施工、生活廢水不隨意排放，施工、生活垃圾分類回收，不隨意傾倒。

施工完工后要及時清理施工棄物，盡量恢復地面的天然狀態(tài)，使沿線景觀河植被保持原貌。

5 措施效果

同一塔型條件下采用板式基礎與掏挖式基礎的主要指標對比如表2所示。

表2 2F7-SJC1塔型不同基礎指標對比

本工程218基鐵塔中有187基采用了掏挖式基礎，總混凝土用量5 236 m3，鋼筋用量238 t，比采用板式基礎節(jié)省混凝土用量1 050 m3，節(jié)省鋼筋563 t，少開挖地表面積9 565 m2。可見，采用掏挖式基礎比板式基礎地表開挖面積減少近10 000 m2，大大保護了當?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境，節(jié)省了混凝土用量和鋼筋用量。

6 結(jié)語

工程施工不僅要根據(jù)地理環(huán)境做好施工前期準備工作，還要注意必要的施工技巧及環(huán)保措施，才能達到良好的施工效果。

（1）施工前，需詳細了解施工地點的地勘情況和地質(zhì)情況，制定正確有效的施工方案。

（2）黃土狀粉土施工時盡量使用小藥量爆破，防止破壞巖體整體性和邊坡距離。

（3）在掏挖基礎施工時，僅憑單一的施工方法是不行的，還應根據(jù)現(xiàn)場實際情況和不同的土質(zhì)特性進行綜合治理。