1000KV特高压输变电工程施工期水土流失特点分析

余 超 王慧觉 谢明亮

摘 要:以国内首条特高压输变电工程晋东南-南阳-荆门1000KV特高压输变电工程(湖北段)为例,分析了该工程施工期的流失源及水土流失特点,在施工期流失区域和流失特点是动态变化的。

关键词:输变电工程;水土流失;流失特点

中图分类号:S157文献标识码:A文章编号:16723198(2009)22030402お

1 工程概况

晋东南-南阳-荆门1000kv特高压输变电工程(湖北段),是国内首条1000kv特高压交流输变电工程,包括1000kv荆门变电站工程及基配套输电线路工程。本输变电工程在湖北段共分为6个标段(14-19标段),446座塔基,长度为188km,在湖北省境内途经襄樊市襄阳区、枣阳市、宜城市、钟祥市和沙洋县。本输变电工程于2008年12月竣工并投入使用。

2 水土流失分区

该项目湖北段分为两个一级防治区。一个是点状工程荆门变电站,其二级分区为站内、站外护坡、进站道路和站内临时堆土场;另一个是线状工程输变电线路,其二级分区为塔基基座区、施工便道、人抬道路、塔基施工临时用地、牵张场地。本工程水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区,项目建设区面积(湖北段)为123.80hm2,直接影响区面积为5.43hm2。其中,项目建设区面积分为工程永久性占地、工程临时性占地两个部分:工程永久性占地区指变电站站区、进站道路(共16.46hm2)和线路塔基座占地范围(共16.41hm2);施工临时性占地区包括输电线路施工场地(78.86hm2)、施工道路(2.10hm2)、牵张场地(9.77hm2)、塔基施工临时用地(0.20hm2)等临时占地。

在直接影响区的界定上,线状工程施工临时道路及荆门变电站进站道路难免会对租、征地范围外附近区域产生影响,因此考虑道路两侧各外延2m作为直接影响区。新建的荆门变电站按挡土墙排水沟外延2m范围,站外管线两侧各1m范围作为直接影响区考虑。

3 水土流失原因

输变电建设工程由点式工程和线性工程组成。其中变电站的建设属于点式工程,在工程建设中需要大面积的开挖地表,破坏原地貌及植被,造成剧烈的人为加速侵蚀。输电线路的建设属于线性工程,空间跨度大,穿越地形地貌类型较多,水土流失特征随时间而变化。总的来说工程水土流失主要发生在工程建设期的施工活动。站区开挖平整和基础清理、塔基施工、牵张场布设、施工道路建设等活动对地表的开挖、扰动和再塑及使表层植被受到破坏,造成水土流失。

3.1 点式工程流失源

(1)站区内。变电站所在地为山坡,建设过程中清表,削坡平地等工程势必改变原地貌形态,场地表面在外营力下易发生面蚀,沟蚀。本工程站区占地面积16.46hm2,工期为2.5年,流失危害较大,是水土流失治理的重点区域。站区内水土流失主要发生在五通一平期(通水、通电、通路、通气、通讯、平整土地),土建施工期。

(2)进站道路。进站道路建设破坏用地范围内地表植被,导致土壤表层裸露,同时改变原地表坡度、坡长,从而使它的抗蚀能力降低,诱发新的水土流失诱发新增水土流失量。进站道路建设是一条线,公路建设对地面扰动、破坏类型多。施工中路基高填、路堑深挖产生新的裸露坡面,造成地表形态改变,降雨冲击路基边坡导致产水产沙,尤其在阴雨连绵的季节,上部山体因雨水入渗加重负荷,底部因路堑失去支撑,极易发生山坡滑塌,从而导致水土流失发生。

(3)临时堆土场。变电站内土石方施工不可避免地出现临时堆土场,对其不加以防护或者防护不当,遇到降雨会发生水土流失。

(4)站外边坡、排水沟破坏山体植被,开挖面形成不稳定的高边坡。水蚀为主重力侵蚀次之。

3.2 线性工程流失源

(1)土石方开挖,基础施工。浇筑杆塔基础、临时占地、修建边坡、护坡及排水沟等工程均需开挖。工程开挖将使地表开挖面裸露,改变开挖面的坡度、稳定性、土层分布,破坏地表原有植被。

(2)施工临时道路。施工中建设临时道路会造成一些新的裸露面,缺少必要的水土保持措施,一遇暴雨或大风会产生水土流失。

(3)牵张场地。在架线施工工程中,需要在塔基附近设定牵张场,侵占地表,破坏原地貌的植被。

(4)弃渣。根据工程开挖土方平衡,可能产生弃渣。但由于线路单个塔基弃渣量较小,一般不采用大的弃渣场集中堆放,将对单个塔基的弃渣采取就近设置弃渣处置点进行处理的方式。

4 流失特点

4.1 流失阶段性差异

(1)输变电工程各期工程的施工内容(具体工程)不同,形成的地表扰动程度有很大差异,一般来说水土流失随着施工的进行而逐步递减。例如,在点式工程变电站建设中,五通一平阶段,土建施工阶段对地表扰动相当剧烈,从而引起的流失强度也大。随着工程的进行,工期往后推进,对地表扰动相对缓和,故工期越往后,相关的水保设施也陆续起效用,从而进一步地减少水土流失。

(2)输变电工程中,由于各具体施工工程由于工艺不同,造成施工各工序之间的流失环节也不同。例如变电站进站道路建设,在路基填筑过程中,毛边坡(未削坡前的路堤边坡)逐步提高,坡面不断扩大,流失逐步增强;随后进行的削坡及防护骨架工程,使得裸露的坡面积又逐步缩小,流失减弱。

4.2 流失的质与量的差异

在开挖或开填之后的扰动面上,流失的是生土,量大;在水保工程完成过程中和完成后,流失的是客土(熟土),量次之;客土流失不仅是量的流失,还有营养物质的流失,即土质的衰退。

4.3 流失面的种类

(1)挖掘裸露面(如塔基开挖面);(2)堆积面(如路堤坡面),弃渣坡面(弃土、弃石、弃渣面);(3)平面(站内平整土地、护坡道平面、临建工程硬化平地面);(4)表土堆积面;(5)实施了水保工程后的挖掘面和堆积面(仍有流失)。这些扰动面呈现的物理性质有较大差异,因而流失有较大差异。

4.4 不同扰动扰动坡面的坡度差异

处于不断变化面积的不同扰动面又有几个不同的坡度,在相同雨强的打击下,产生的流失量也会有差异。

4.5 其他流失点,如临时堆土场、施工道路以及牵张场引起さ乃土流失

临时堆土场是由于土建施工产生的弃土弃渣临时堆存而形成的,堆放时间不定,一个月至半年不等。由于在施工过程中对于临时堆土场的管理并不到位,没有加以相关水保措施,遇到降雨,不可避免发生水土流失。

施工道路一般在原有农用机耕路基础上修整改造而成,或新建施工道路,或临时搭建人抬简易道路.施工中要求对新建道路采用混凝土浇灌路面,设计道路排水沟等,对农用机耕路修整按照稳定边坡开挖、填筑,对人抬简易道路要求尽量少砍伐林木。新建施工道路和修整改造农机路都需要进行挖填,这将破坏原有草本植被,增加原有地表的水土流失量,水土流失形式主要为沟蚀。人抬简易道路主要应用于山地丘陵区,虽然不需要进行土石方开挖,但开辟道路要砍伐阻碍通行的树木、荆棘,人行践踏又将破坏原有草本植被等,从而增加原地表水土流失量。

牵张场区主要用于机械作业、材料堆放,以及汽车运输装卸和掉头,主要施工活动是对土地的占压,造成地表板结,降低了原有地表植被的水土保持功能。

4.6 开工月份不同

在施工期经过的雨季月份数和暴雨月份数也不同,故不同月份开工造成的整体土壤流失量会不同。这也给定量监测频次带来很大影响。

参考文献

[1]@中南电力设计院.晋东南-南阳-荆门百万伏级交流输变电工程水土保持方案报告书[R].中国电力顾问集团中南电力设计院,2005.

[2]@卫苗苗,王慧觉.浅谈沪蓉西高速公路工程水土流失监测[J].交通科技,2007,(5):7880.

[3]@刘震.水土保持监测技术[M].北京:中国大地出版社,2004.