110KV输电线路设计环境保护措施浅析.docx

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110KV输电线路设计环境保护措施浅析

110KV输电线路设计——环境保护措施浅析

线路管理所——许洪明

1　输电线路环境影响分析

1.1　输电工程的环境影响特点

输电工程的环境影响，一般包括对生态环境的影响、水土流失的影响，线路走廊的土地占用、选线选址与相关规划的符合性和相容性，电磁环境影响，甚至景观影响等。

但是，当输电工程建成投入运行后，无环境空气污染物产生、无工业废水产生、无工业固体废弃物产生，电磁现象成为主要的环境影响问题。

随着越来越多的新技术应用到输电工程中，使得输电设计建设更符合环保的要求，如采用海拉瓦技术优化线路路径选择，尽量避开自然保护区、风景名胜区、军事设施等环境敏感区；山区的杆塔采用全方位高低腿设计，配合高低基础，以减少土方开挖和植被破坏；导线架设采用力放线技术和高塔高跨，可以减少树木砍伐或避免砍伐，且导线表面光洁，减少了运行中的电晕效应；合理布置导线的排列和采用紧凑型线路，降低线路周围的工频电磁场等。

1.2　电磁环境影响分析

输电工程中，高压电力线路和高压设备带电运行时，周围存在着交流50Hz的“工频电、磁场”。

电磁场对处在其中的人的作用，就是通常所说的“健康影响”或“生态效应”，工频电场与人体的作用将产生电荷在体的流动（电流），束缚电荷的极化（形成电偶极子）以及已经存在于组织中的电偶极子的转向。

工频磁场与人体的相互作用导致感应电场和闭合的回路电流。

感应电动势的幅值和电流密度正比于回路的半径、组织的电导率以及磁通密度的变化率。

1.3　水土流失影响分析

输电线路对水土流失的影响主要是由项目建设过程中塔位基面平整、基础坑开挖、人抬道路修建及施工牵场地的平整扰动地表，一定程度上破坏原状植被所造成。

输电线路的施工建设具有跨距长、点分散等特点。

本线路除各塔基长期占用土地外，施工过程中线路和塔基仍需临时占用部分土地（如施工便道、施工堆料场等），使部分农作物、果树、高大乔木等遭到短期损坏。

人员及车辆进出，施工爆破等对当地居民及野生动物将产生不良影响。

各塔基基座浇筑时基面开挖，破坏了原有地貌及植被，使其产生水土流失。

因此需要工程的沿线的地质、水文条件，因地制宜设计基础型式，做到在安全可靠的同时，又要保证基础设计先进，工程量相对较小，便于施工。

同时充分考虑水土保持的措施落实显得十分必要。

2电磁环境影响的环保措施

对邻近通信设施的影响采取较为彻底的防护处理。

对通信线路确有影响的地段，设计考虑采取有效措施对通信线路进行保护。

在送电线路影响围，如果有通信线路的电磁影响超过了有关规程规定的要求，则可采用加装屏蔽线、安装放电器（保安器）、改变通信线路路由或改用通信光缆等措施予以解决。

对临近居民区段线路采取提高导线对地距离等措施满足电场强度的要求。

输电线路在跨越河流时，尽量不在水中立塔，避免线路对航运和河道泄洪能力的影响，并按相应的最高通航水位及最大空载船舶高度设计考虑足够的安全净空，以利航运安全。

线路与公路、通讯线、电力线、河流交叉跨越时，严格按照不影响其安全距离的要求留有足够净空距离。

3　生态保护措施

3.1合理布置根开节约塔基占地

塔身坡度及根开大小将直接影响到塔身主材和斜材规格、铁塔重量及基础作用力。

在进行铁塔结构布置和力分析的时候，根据电气荷载条件、气象条件和铁塔形式，找出合适的坡度和根开，使塔重指标做到最优，并综合考虑铁塔单基指标、基础工程量、占地面积、植被等情况，力求达到最佳的综合经济效益。

3.2噪声防治措施

（1）选用低噪声的机械设备，运输车辆经过居民区时减速缓行；靠近村庄施工时，加强管理，减少施工噪声对居民的直接影响；牵场远离居民区布置。

（2）禁止夜间施工。

如因连续作业要求需进行夜间施工，应向当地环保局报请批准，并告示村民。

3.3　水污染防治措施

本线路跨越长乐江塔位均未侵占河道，运行过程对其无影响，但在施工过程还应采取适当措施防止水体污染：

1）塔位应尽量远离水体；2）在塔基附近远离水体处设置沉淀池（无砼衬砌），生活污水、施工机械设备冲洗、混凝土搅拌和基坑废水经隔油池后排入沉淀池处理后，自然蒸发、渗漏，施工废水不得排入河道；3）塔基施工应选在雨水较少的季节，尽量缩短基坑暴露时间，一般随挖随浇基础，另外应采取围护措施，防止土石方落入河流，对挖方应及时回填平整，恢复植被，植被恢复时，应尽可能采用本地物种。

4　水土保持措施

送电线路对水土流失的影响主要是由项目建设过程中塔位基面平整、基础坑开挖、弃土堆放、人抬道路修建及施工牵场地的平整扰动地表，一定程度上破坏原状植被所造成。

水土流失防治从塔位永久占地、塔基施工场地、牵场、人抬道路、施工管理等方面，以工程措施和植物措施相结合，形成完整的水土流失防治措施体系，合理利用水土资源，改善生态环境，达到全面防止因工程建设产生的水土流失。

4.1　塔位永久占地

4.1.1合理选择塔位

合理选定路径及塔位，不仅是线路工程建设降低工程造价的需要，对环境保护也是至关重要的。

110kV输电线路铁塔根开一般都在10m以下，塔位地形条件对水土保持有一定影响，应充分利用航片选线的优势，优化路径、优选塔位。

在外业定位中采用线位结合的方式，避免塔位选在陡峭山坡上，尽量避开陡坡和有塌方、滑坡、冲沟的不良地质地段，尽可能选择较平缓的山坡通过，减少基础施工大量挖方，如丘陵地区塔位尽可能在丘陵顶部、宽厚的山梁部位，尽量避免靠近河沟岸边立塔，沟谷地带尽量避开坡角、沟口，无法避让时，对该类地质地段尽量采用直线转角塔或在塔头间隙和荷载允许的条件下采用直线塔带小转角等措施，尽量避开恶劣的地形以选择合适的塔位，减少对环境的影响。

4.1.2优化塔基断面测量

塔基断面的测量直接关系到塔腿高度及基础露头的选择，从而直接影响到工程的造价及对环境的影响程度。

塔基断面的测量，对一般地形以塔位桩为中心测量12个方向的断面，复杂地形测量塔位平面地形图。

测量围根据铁塔的根开和所配的基础型式确定，测量平面示意图如4.1-1所示：

图4.1-1塔基断面测量平面示意图

4.1.3优化基础设计

4.1.3.1基础选型优先选用原状土基础

选用原状土基础可减小基坑开挖对边坡水文地质条件和力学边界条件的破坏。

在土质条件适宜的情况下，尽量采用掏挖式基础、人工挖孔扩底桩或岩石基础，避免基坑采用“开挖—回填”方式，充分利用原状岩土力学性能，改善基础受力的同时，减少了土石方开挖量。

更为重要的是塔位原状岩土未遭破坏，有利于塔基稳定，并减少对环境的不良影响。

4.1.3.2铁塔全方位长短腿配合不等高基础主柱设计

以往传统的山区输电线路基础基本上都是采用直柱板式基础，铁塔采用等高腿，基础施工中需大幅削减边坡形成基础平台（如图4.1-2），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。

图4.1-2传统的等长腿设计基础施工示意图

图4.1-3传统的等长腿设计工程实例

现今随着设计技术的进步、设计理念的更新和环境保护意识增强，特别是在近年来设计的山区线路就很重视环境保护，铁塔采用了全方位长短腿，减少了基降。

在基础方面也设计符合环境保护的基础型式，如掏挖基础、岩石基础。

图4.1-4全方位长短腿设计基础施工示意图

为了减少开方量、节省投资、少破坏山区植被，铁塔全方位长短腿设计是山区线路工程首选方案。

但如果铁塔高低腿高差大，则造成基面不易成型和高低基础面安全距离无法保证的情况。

在工程实践中，铁塔长短腿方案既有成功的经验，也有不少教训。

如图4.1-4所示，铁塔设计采用全方位长短腿设计后，塔位处基面土石方量有较大的减小，但塔位处的仍会形成2个小“簸箕”，对塔位的原始地貌和植被仍有一定程度的破坏，施工弃土处理不当，亦易引起基础滑移或滑坡，危及基础的安全稳定。

山区线路每个塔位的微地形是不同的，一基塔的四个塔腿处在不同高程是常常遇到的事情。

铁塔长短腿的使用，由于不能做到无级调整，往往只能达到基本上同原自然地形、地貌吻合，会留下一定围的高差需要用基础主柱高度去调整。

为贯彻“环境友好型输电线路”的设计理念，结合以往工程设计的成功经验，山区、丘陵等地区线路设计均采用不等高基础配合铁塔长短腿的设计模式。

铁塔全方位长短腿与不等高基础的配合使用（如图4.1-5、4.1-6），有效地解决了前期工程中出现的小“簸箕”问题，做到少开或不开基面，达到近乎完美的最佳效果。

本工程塔型的规划均设计成全方位高低腿塔型，即四条塔腿均可根据实际地形进行调节组合，以适应塔位处的地形条件。

最高腿与最低腿相差6m，设计级差从常规的1.5m缩短为1.0m，再配合高低基础（基础露头一般从0.2m～2.2m）调节基础露头，作为塔腿长度的调节补充，一般塔位均能做到“零基面”，对特别陡的塔位也能通过接腿加长或设计塔脚架、增加立柱露头等形式基本做到不降基面，使输电线路对环境的不利影响降至最低程度。

图4.1-5铁塔全方位长短腿与不等高基础应用（a）

图4.1-6铁塔全方位长短腿与不等高基础应用（b）

图4.1-7铁塔全方位长短腿与不等高基础应用工程实例

4.1.4　基面综合治理

4.1.4.1　弃土堆放

无论采用何种基础型式，基坑开挖时尽可能采取以“坑壁”代替基础模板方式，减少土石方开挖量，以避免大开挖。

采用大开挖基础的塔位，以往线路由于基础加高程度和基础保护围值的限制，即使采用全方位长短腿与高低基础配合，很多塔位仍然形成塔腿小基面，如图4.1-8所示，设计时可以将通常基础露头保留值0.2m以及基础保护帽的高度充分利用起来，要求施工单位对塔腿小平台必须按原自然坡度夯实回填（但不掩埋塔腿构件）。

对部分因为复杂地形因素确实无法回填至原始高度的塔位，基面迫不得以必须挖方时，对挖方边坡必须按规定要求放坡，并且一次放足。

以免在雨水冲刷、浸蚀下，产生边坡剥落和坍陷。

不仅造成水土流失，破坏下山坡植被，而且危及塔基稳定，给电力安全运行带来隐患。

图4.1-8铁塔全方位长短腿与不等高基础应用工程实例

基础施工完毕后多余的弃土，要求施工单位一律禁止在基面围堆放，更不能直接向下边坡倾倒。

对少量的弃土，可选择塔位附近低洼或坡度较缓处集中堆放，并根据弃土量修建拦挡工程。

对陡峭的塔位弃土，应及时运离塔位围50m以外，以免影响边坡稳定，造成水土流失现象，破坏自然环境。

4.1.4.2　基面排水

通畅良好的基面排水，有利于基面挖方边坡及基础保护围外临空面的土体稳定。

塔位有坡度时，为防止上山坡侧汇水面的雨水、山洪及其它地表水对基面的冲刷影响，除塔位位于面包形梁、山顶或山脊外，对可能出现较大汇水面且土层较厚的塔位均需在塔位上坡侧，依山势设置环状浆砌排水沟，以拦截和排除周围山坡汇水面的地表水，当汇水面围很大时，需开设2道排水沟，且沟的横断面尺寸应加大。

需注意的是：

排水沟的开口必须将汇水引向离塔位较远且坡度较缓的下边坡处，开挖排水沟的弃土，不得随意抛在沟边或塔位上方的坡顶，排水沟施工应与放坡、基坑开挖同步进行。

另外，为减缓雨水对塔基及下山坡的冲刷，所有基面必须设置成龟背形或单斜面以利于自然排水，坡度一般为3%～5%，尽可能向塔基保护围大的缓坡方向倾斜。

对长短腿塔位挖方基面，应避免流水直接冲刷两腿间有高差的陡坎。

加强排水是基础设计中不可或缺的重要部分，对每个塔位都要提出具体要求，并要求施工单位严格按图施工，并将其作为基础验收的重要部分。

图4.1-9　排水措施示意图

4.1.4.3　护面及挡墙护坡

对风化和冲刷特别严重的塔位，整个基面表层宜全部作护面，个别塔位挖方后的放坡面及高低腿间的坡面，有岩石剥落或风化物坍塌时，需用水泥砂浆或细石混凝土作护面。

护面应依基面排水坡度作成斜面，以利基面排水。

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。

线路工程的护坡多考虑强度和稳定功能，考虑材料的来源难易，浆砌块石挡墙是工程中最常见的型式之一。

这些设施一般均能结合基础基面和地形，型式多样，而且取材容易，施工方便，因此均能满足工程需要。

由于挡墙的存在，改善了基面和边坡的受力状态，也可满足部分弃土堆放的问题，从而有效地防止水土的流失。

应该注意的是由于挡墙自重大，对边坡基底压力增加，所以使用中要保证整个坡体的安全稳定。

4.2　塔基施工区

塔基施工场地一般布置在塔位永久占地外围10围，属临时用地，在使用期间，主要是占压土地，水土保持措施以临时工程措施为主，由各施工单位在工程施工中完成。

塔基开挖的土石方临时堆放在施工区，应采用填土草包（土源为塔位永久占地区的表土）拦挡的方式，以防止土石方滚落到山下，冲毁和压坏沿坡的植被。

施工结束后拆除草包，表土作为植物措施或复耕的覆土土源，及时转移、清理剩余的砂石材料，进行土地整治，恢复耕地或植被。

施工过程中应严格按设计的规定占用场地和砍伐树木，通过优化施工平面布置，尽量少砍树，少占地。

4.3　牵场地

根据架线施工工艺要求，牵场应选择在地势平缓，交通条件良好的地点，因使用时间短，可能引起的水土流失相对较小。

采取的水土保持措施主要是：

牵场使用前应落实好临时排水措施，在牵场四周或适当位置设置临时排水沟，并在排水沟出口处设沉沙池，流水经沉沙池沉淀后排出；牵场使用完毕后，进行土地整治，恢复原有土地类型。

4.4　人抬道路

人抬道路应充分利用原有的林间小道和机耕道，部分不能到达塔基区路段才新开辟临时的人抬道路。

选择人抬道路路线应以“方便搬运、线路最短、无需建设、破坏最小”为原则。

人抬道路修筑主要是清除阻碍通行的植被，土石方挖填活动很小，不需采取防护性工程措施，对施工过程因通行扰动地表引发的水土流失，采取加强施工管理加以防。

施工通行严格控制在人抬道路的占地围，禁止随意穿行和破坏占地围之外的地表植被，减少施工通行和材料搬运对道路周边环境的影响。

4.5对花木的保护措施

由于本输电线路有大片的花木和经济作物，按目前的施工方法，先由人力牵引每相钢丝绳，然后由钢丝绳牵引导线，需砍伐中心线3米的放线通道，赔偿费用非常大。

因此，建议开展动力伞施放导引绳技术，利用牵机力，由导引绳牵引钢丝绳，使钢丝绳带有一定的力，悬挂于空中，然后由钢丝绳同步展放导线；对比较名贵、经济价值较高的花木采用搭跨越架跨越，以最大限度减少对环境的影响和建设费用的支出。

4.6　施工预防和管理保护措施

输电线路工程对地表的扰动呈沿线多点点状分布，地表扰动类型多，施工过程中开挖、回填土石方量大，人为水土流失主要集中在施工期间，因此，采取有效的预防措施，加强施工管理，对控制人为水土流失十分重要。

具体应采取以下几方面的措施：

1、加强施工管理，防止乱挖乱弃，严禁将开挖土方顺坡倾倒。

2、认真进行塔基断面的复测，发现与施工图纸不符应及时报告设计及监理单位，以便校核塔基断面的正确性，确保施工能尽量保持自然坡度，减少施工开方引起的水土流失。

3、工程表层剥离土与基坑开挖土方应分开放置，表层土作为植被恢复或复耕用土。

基面开挖、爆破施工严格执行设计规定，将对植被的破坏减少到最低程度，在工程完工后对植被进行恢复。

4、塔基、基面应避免大开挖，尽可能保持自然地形、地貌。

严格按设计做好塔基的排水系统，塔基和塔腿作成龟背型或斜面，形成自然排水，对可能出现的汇水面，开挖排水沟。

5、按设计要求进行接地施工，并根据塔位实际情况合理布置接地体，防止由于接地开挖不当造成塔位附近冲沟发育或形成新的冲沟现象及破坏塔基地质构造。

6、项目完工后，利用原表层土进行绿化，人工植被应因地制宜，根据具体情况撒草籽或移植矮小杂草及灌木，塔基处不得种植高大乔木及藤本植物。

植被恢复时，应尽可能采用本地物种。

4.7　效益分析

随着社会经济的发展和人们对环境保护意识的加强，对送电线路的设计、施工要求越来越高，相应的难度也越来越大。

一是线路走廊受到限制，房屋的搬迁、电力和通信线的改造、公共设施的搬迁和青苗赔偿等诸多条件的约束，直接影响工程投资造价及建设的进度；二是施工期间对周边环境的破坏，如基础施工后边坡的稳定性、林木砍伐、植被的破坏等，若处理不当，直接影响工程质量以及工程进度。

因此，在设计时应根据实际情况分析工程建设的综合效益，因地制宜的采取相应措施。

4.7.1　减少林木砍伐保护生态措施

线路沿线平地、丘陵区林木茂盛，植被发育良好。

线路穿越花木林区时，赔偿费用相当大，有时直接影响到工程的建设进度、投资造价。

因此线路选线应通过海拉瓦技术优化路径，除了尽最大可能避开大片林区，对不能避开的林区，应尽量选取较窄处通过，对于实在无法避开的采取高跨方案，适当增高杆塔跨越林木。

本工程跨树高度按树木自然生长平均高度考虑，但考虑到部分林区地形高差小，铁塔利用自然地势的不足，跨越成片树木有困难，以及个别档导线风偏对树木净距距离不满足设计规程，因此仍有部分成片树木需砍伐。

4.7.2　塔位基面环境保护措施

送电线路对水土流失的影响主要是项目建设过程中塔位基面平整、基础坑开挖、弃土堆放、人抬道路修建及施工牵场地的平整扰动地表，一定程度上破坏原状植被所造成。

因此要求设计全方位不等高塔腿及高低基础，根据塔位地形情况结合使用，尽可能减少土石方开挖量。

在铁塔采用等高腿时，基面土石方每个塔位平均都有100多方，对地形较差的可能就有几百方了；采用高低腿后一般降至每基50～60方左右；如今全方位不等高塔腿加上高低基础得到了广泛应用，地形相对较好的就没有基面土石方了，一般杆位也就20方上下。

这样就大大减少了基面的土石方开挖量。

牵场使用完毕后，进行土地整治，恢复原有土地类型，而旱地、水田塔位架设完成后可对塔基进行复耕。

本项目水土流失防治从塔位永久占地、塔基施工场地、牵场、人抬道路、施工管理等方面，以工程措施和植物措施相结合，形成完整的水土流失防治措施体系，合理利用水土资源，改善生态环境，达到较全面的防止因工程建设产生的水土流失。

4.7.3　水土保持的社会经济效益评价

通过各项水土保持措施的实施，可使基面水土的得到有效地保持，有效减轻土壤面蚀，植被成长郁闭以后，基本无表土裸露，可有效防止水土流失和弃土及泥沙的影响，防止侵蚀附近的耕地，通过这些措施既可有效保障主体工程的正常安全运营，又方便了交通，促进了社会的进步，营造良好的社会环境，其经济效益和社会效益是十分显著的。