试论山区输电线路设计及注意事项

曾 峥 赵渐进 丁 傲

（湖北省电力公司孝感供电公司设计院，湖北 孝感 432000）

随着西部大开发等项目的开展，西部山区的经济和基础设施建设受到了广泛的关注。电能作为经济发展的重要能源，对国民经济的发展起着非常重要的作用。而我国西部山区的能源资源充足，能够为经济发展迅速，而能源资源相对不足的东部地区提供支持，因此，一系列诸如“西电东送”之类的工程项目相继实施。所以，在西部地区建设输电线路是不可避免的。但是西部多山区，山区本身的地质问题、气候条件以及经济发展情况等，使得输电线路的设计需要充分考虑到当地的一些注意事项。

一、山区的自然环境对输电线路设计的影响

山区一直是工程施工的难点，其地理环境因素，也是许多基础设施建设缓慢的主要原因之一，独特、险恶的地质、地形等都是输电线路建设要首先面对和解决的问题。地质勘探是所有的工程在设计、施工之前的重点工作，山区是地质灾害频发的地区，对于输电线路的施工安全和运行非常不利。

首先，在我国西南地区，降水比较充沛，再加上地质构造的特点，以及地下水汇集，使得这些地区的可溶性岩石分布比较普遍，甚至产生岩溶洞穴，地质不稳定，对于工程施工的地基选址有很大的影响。因此，输电线路在建设时，要尽量避开有岩溶发育的地段，以保证塔位的塔基稳定。这就需要设计、施工人员，对当地的地质环境有充分的了解，要多进行走访，勤于向当地的居民询问当地的岩石特点，也可以通过查询相关的地质资料，并进行严谨的地质调查，保证施工地段的选取安全稳定。但是，如果塔基地点的选择无法避开这些可溶性岩石地段，设计人员就需根据调查的情况，包括岩溶洞穴的规模、洞穴发育状况等，采取相应的措施，对岩溶地基进行技术处理。

对岩溶洞穴的处理方法有很多，如通过填埋将洞穴填充起来，但这只是对规模小或者较浅的洞穴而言的；处理较大洞穴时，一般都是用建设混凝土横梁的方式，在洞穴之上架起横梁等。这些都是减小岩溶地形对输电线路建设影响的有效措施。因此，在修建之前，要对塔基的脚进行勘测，充分了解塔基脚下的岩溶发育的深度及宽度范围，在深入调查的基础上，作出输电线路的设计方案。防止设计方案因施工过程中发现地址问题，而不得不放弃重做，浪费大量的资金、时间和精力。

此外，由于山区地形条件影响，输电线路的塔基一般建在斜坡上，而斜坡是泥石流、滑坡等灾害多发地区，这对于输电线路的稳定性影响很大。因此在选择斜坡建设塔基时，要多对斜坡的地质情况进行勘测，选择地质良好、地基稳定的地区，防止斜坡大，而且土质松散的地段。而对于一些滑坡、泥石流频发的地区，设计人员要加以治理，增加植被覆盖，减少水土流失；设置拦石网，减少山体崩塌；实施排水设施，及时减小地下水对山体滑动面的影响；及时清除之前滑坡、泥石流导致的山体上的堆积物资，从而减少地理灾害的物质等。通过这些治理，不仅有利于保证输电线路的安全和可靠，更有效地减少了当地的水土流失，保护了自然环境。

二、山区输电线路的设计工作

（一）线路的选择

选择合适的输电线路，是整个工程施工的基础，线路设计方案的合理与否，要看它的线路长度是否合适、地质条件是否稳定、是否利于日后施工作业、是否方便线路的正常运行、以及附近交通条件是否便利等。要选择合适的输电线路，就要对各项条件有充分了解，需要设计人员具备足够耐心和责任心，进行多次勘探、考察，使施工线路尽量避开地质条件差的地段、绕开农田、树林和房舍，以及原有的其他基础设计，确保线路的选择不会妨碍到其他工程的正常建设，也不会对当地居民的正常生活产生影响，同时也能减少施工赔偿的花费。此外，要保证线路的长度要短，转角要尽量少，而经过的地区地质条件好，以减少处理地质问题所需的开销，保证所选择的线路经济、合理，节约施工和维护的成本。

（二）铁塔的设计

1 基本特点

为满足山区斜坡的实际地形条件，在山区建设输电线路时，一般采用全方位的高低腿铁塔，而高低腿的一般级差为1—1.5米，但是根据地形的差异，它的级差也会不同，并且级差越大，铁塔的重量也会随着增大。

2 优势和不足

一般条件下，由于铁塔高低腿的设置，往往采取“就地挖坑”的方式，即对基坑周围1—2米的工作面做小面积开方，使得塔位基面开方较小，可以有效减小开方量。因此，这种长短腿铁塔可以在一定程度上减少基面的土石开挖和植被的破坏和水土的流失，有效保护塔基周围的自然环境。同时，有利于维护铁塔塔位的稳定性，是现在山区输电线路最常用的铁塔设计方式。但是它存在一些弊端，一般来说，这种高低腿的铁塔的耗钢量比一般平腿铁塔的耗钢量增加了7%左右，而铁塔的基础作用力也增加了近10%，极大增加了施工的成本。此外，一些高低腿铁塔在陡坡上施工时，往往要按照腿的高低进行施工，而在陡坡地形上进行这样的施工开方，会导致出现高边坡，处理费用相对较高，一旦处理不好，可能影响铁塔的安全。另外，内边坡的稳定性问题，尤其是高塔腿的内边坡稳定问题，是使用高低腿铁塔时要注意的问题。一直以来，内边坡的稳定性都是山区使用铁塔面临的一大难题。按一般规律，在设计时，需要尽量减小根开，以保证铁塔的基面降低少。但是，在根开小而又大开挖的时候，内边坡的稳定性问题就出现了。因为开挖基坑时的放坡要求的限制，高塔腿内边坡往往会出现保护不够的问题，因而不得不经常采用护坡等措施加以补救，从而增加以许多额外的工作量，增加了施工的难度。

3 注意事项

以哪条塔腿的标高为标准，从而确定其他塔腿的长度，是高低腿铁塔在使用中要首先考虑的问题。这就需要设计人员根据实际的需要，选择合适的基础标高为参照，适量增加或减小其他腿高，以尽量减少基面开方，达到节省开方量的目的。

（三）基础型式

首先，采用插入式基础型式，直接将铁塔的主材插入土地，是输电线路的杆塔经常采用的一种基础型式，这种方法也可以在山区中较平缓的地段使用，对于保证高低腿的上拔和下压，保证铁塔的稳定有重要作用。但是，它的开方量比较大，对周围环境的破坏大，且回填土常常出现问题，其施工操作过程困难。另外，在地势较陡的地区，可以采用掏挖基础，又称原状土基础型式，它主要是针对山区陡坡地段的塔位采取的措施。在陡坡地段，有时即便是级差最大的高低腿铁塔都很难达到地形的要求，无法对基础的露出部分进行调节，难以保障基础边坡的距离。在这种情况下，我们通常采用原状土基础，可以减少开方量，无需像斜插基础一样支模，从而减少了施工量，节省了施工的成本和时间。同时，也很好地保护了生态环境和塔位的安全稳定性。此外，在有岩石覆盖的地区，可以采用将岩基挖成具有一定形状的方式，直接将铁塔角钢浇入岩石中，使之与岩石成为一体，在节省开方量的同时，保证了塔位的稳定性，又能节省了施工成本，是一种不错的基础型式。但是，对开挖的岩石的性质，及其稳定性、风化程度等，都需要设计、施工人员进行事前的严格监测，保证施工的后期施工和输电线路的安全运行。

三、山区输电线路工程施工的后期处理工作

（一）余土的处理

工程的基坑回填后，剩余的土如何处理是山区施工一大难题。若放任不管，余土的土质疏松，一旦遇到降雨天气，会发生严重的水土流失，甚至是缓坡、泥石流等自然灾害，给塔基造成不利影响；但若将余土直接推下山坡，也会对周围的植被和山区造成破坏，对环境产生很大的影响。解决这样的问题，就要在施工前进行规划，尽量减少塔基的开方量，减少余土的数量，在有效保护水土的同时，也减小了对周围植被的破坏。因此，要在铁塔脚的高度，以及基础型式的选择上加以注意，尽量选择开方量小的铁塔设备和施工方式。此外，在选择施工线路时，要注意周围交通条件，可以将余土不断运出，并得到合理的处理和使用。而在运输不便，又无法减少余土量的条件下，则可以对余土进行妥善使用，通过构筑土墙的形式，尽量减小余土对周围环境和工程施工的影响。

（二）防雷电处理

山区的地势特点，及铁塔所处的地理位置，使得防雷电工作成为山区输电线路工程的重要内容。因此，在设备的选择上，要提高线路及设备的绝缘性，可以采用玻璃等绝缘材料，提高线路本身的防雷电水平。此外，在线路的选择上要结合当地的气候环境，参考历年的雷电发生情况，选择合适的输电线路，尽量避开雷电多发地区。并在允许范围内适量降低铁塔的高度。

结语

山区施工时，其受到的地理环境、气候条件、经济状况的影响，以及所采用的设备，不同于一般的平地施工。结合山区实际情况，以及输电线路工程的需要，制定合理的设计和施工方案，是山区输电线路建设的前提和基础。而减少对自然环境的破坏，保证施工的质量，维护输电线路的安全稳定，则是施工的目的。山区输电线路设计要充分明确其任务和目标，采用最合理的技术手段，保证输电线路建设的顺利进行。

[1]王信.浅谈输电线路山区工程基础的选型[J].城市建设理论研究，2011（30）.

[2]李光宗.关于山区输电线路设计及注意的问题[J].城市建设理论研究，2011（34）.