特高压输电线路工程水土保持专项设计探讨

尹武君，邓 川，杨晓瑞，杨建霞

(四川电力设计咨询有限责任公司，成都 610021)

前 言

特高压输电线路工程作为一项绿色环保工程，可实现长距离、大容量低损耗输送电力[1]。为落实水保措施与主体工程同时设计、施工和投运的“三同时”制度，统一水保设施技术标准，实现“环境友好”的建设目标，使工程建成后取得良好的环境和社会效益，国家电网公司对特高压输电线路工程建设过程中的水土流失控制及治理工作极为重视，对水土保持工作提出了高标准、高要求。

通过总结归纳青海-河南、陕北-湖北等±800kV特高压输电线路工程较为成功的水土保持勘测设计实践经验，本文作者对特高压输电线路工程水土保持专项设计流程进行了分析和阐述，期望为提高特高压输电线路工程施工图水土保持设计精细化水平，规范输电线路工程施工图水土保持专项设计工作，确保勘测过程控制及设计成果质量提供一定的借鉴和参考。

1 特高压输电线路工程水土流失特点

特高压输电线路工程属典型的线型工程，由于电压等级高，铁塔根开较大，所以单个塔基及其施工场地扰动和破坏面积也比较大。通过实地调查青海-河南±800kV直流输电线路工程现场施工情况，坡地型塔基扰动和破坏面积可达1 200m2，平缓地型塔基扰动和破坏面积可达900m2左右[2-3]。由于特高压输电线路呈点线连接，跨度较大，单个工程使用铁塔数量较多，水土流失具有呈点状分布、单基铁塔水土流失量较少但总量多、施工道路区水土流失量较大等特点，水土流失主要集中在施工阶段[4]。

针对特高压输电线路工程水土流失特点，为保护线路沿线生态环境，将工程建设造成的水土流失影响降到最低，国家电网公司编写出版了《特高压直流输电线路工程环保、水保措施专项设计编制细则(试行)》(国网直流线路[2015]44号)，要求在施工图阶段设计单位应进行水土保持专项设计，形成一塔一图，并在施工阶段将设计的水土保持措施落到实处。

2 水土保持专项设计工作内容及作用

2.1 水土保持专项设计内容

特高压输电线路工程水土保持专项设计的工作内容主要为：根据掌握的1/50 000路径方案图、沿线1∶10 000航片及沿线各县的水土保持规划、土壤侵蚀现状图、植被分布图、土地利用现状图等工程资料，采用现场调查勘测和资料收集相结合的勘测手段，调查项目区原始植被情况、预估基面管控范围表土剥离及植被恢复工程量；结合现场实际情况确定基面管控范围水土保持工程措施位置；确定塔位弃土堆放的位置，包括距塔位中心的距离、方向、弃土堆放面积等；然后进行特高压直流输电工程塔基基面管控范围、牵张场、跨越场、施工便道的水土保持措施设计工作[2-3]。

2.2 水土保持专项设计作用

特高输电线路工程水土保持专项设计主要以水行政主管部门批复的《水土保持方案》为基础，通过现场勘查，对水土流失防治分区和水土流失防治措施体系进行细化和深化。在水土保持专项设计中，将对施工临时占地范围的限定、表层土的保护、塔基基面排水、边坡防护等提出具体措施，从而有效控制和减少施工扰动面积，防止水土流失。同时，水土保持专项设计还将就余土处理提出合理方案，从而避免余土乱堆乱弃造成不必要的地表扰动和水土流失。

水土保持专项设计在优化主体工程设计、优化施工工艺和方法等方面起到了积极作用，以目前正在施工的青-河线、陕-湖线两条特高压输电线路工程为例，在施工过程中，施工单位采用水土保持专项设计推荐的钢板压盖和利用现有乡间道路的施工便道方案，不仅减少了地表扰动面积，还节约了建设成本。

3 水土保持专项设计作业流程

特高压输电线路工程水土保持专项设计工作一般应从内业准备及资料收集、现场调查及勘测、水土保持措施设计等方面着手。

3.1 内业准备及资料收集

3.1.1 内业准备

内业准备工作一般包括仪器设备的采购和现场调查记录表的制作。结合特高压输电线路工程水土保持专项设计的工作内容，工程现场调调查勘测的仪器设备主要包括皮尺、工兵铲、照像机、测距仪、罗盘仪等；调查记录表中的内容应包括塔基及其施工场地、牵张场地、跨越场地等区域的地形地貌、土壤质地、坡度、植被等自然环境情况。

3.1.2 资料收集

针对特高压输电线路工程水土保持专项设计的工作内容，搜集资料主要包括主体设计资料、国网公司相关原则性资料、水利及林业等行政主管部门资料。

3.1.2.1 主体设计资料

主体设计资料主要包括：施工图设计总说明书及路径图、平断面图、塔位地形图、水文气象报告、工程地质勘察报告等。

3.1.2.2 国网相关原则性资料

国网相关原则性资料在水土保持专项设计工作中主要起指导作用，主要包括：国网制定并发布的特高压工程水土保持相关的通知、规定、细则等。

3.1.2.3 水利及林业等行政主管部门资料

林业部门资料主要包括工程所在地适生树草种名称、栽植季节、栽植方式、成活率、树种自然生长高度等。

水利部门资料主要包括工程所经行政区域的水土保持规划、水土流失现状、同类工程水土保持经验，工程所在地的省级或市县级水土流失重点防治区划分成果文件等相关资料。

3.2 现场调查及勘测

3.2.1 地形地貌调查内容主要为塔位所在区域的地貌类型、海拔、坡面坡度、坡向、坡长及塔位所在区域坡面汇水面积的调查。

3.2.2 土壤情况调查内容主要为土壤类型、质地、表土层厚度、土地利用现状及各利用类型所在比例。

3.2.3 植被情况调查内容主要包括塔位及施工区所在区域内的乔、灌、草植物的种类、数量以及整个区域的覆盖度。高原地区还需调查是否存在草皮以及草皮是否具有可剥离的条件。

3.2.4 交通条件调查内容主要为从当地车行道路至塔位及施工区所在区域的交通情况，包括农用机耕道及人走小道。

3.2.5 牵张场、跨越场在线路施工过程中扰动程度较小，仅短时间内的临时占压，因此牵张场及跨越场环境情况的调查内容主要包括占用区域土地利用现状调查、植被情况调查、交通情况调查。

3.3 水土保持设计

水土保持设计应满足《生产建设项目水土保持技术标准》(GB50433-2018)、《水土保持工程设计规范》(GB51018-2014)的相关规定。结合现场勘测实际情况，因地制宜，因害设防，布设的措施在满足水土保持要求的前提下，应便于落地实施。

3.3.1 工程措施

根据输变电工程建设过程中水土流失特点，工程措施主要包括表土剥离、表土回覆、土地整治工程及耕地恢复、截排水沟及顺接措施、浆砌块石护坡、浆砌块石挡土墙等[5～8]。

3.3.1.1 表土剥离与回覆

应根据塔基永久占地范围内土层结构、土地利用现状、施工方法和塔基余土处理方式，确定表土剥离厚度和范围，剥离的表土应分塔基集中堆存，并采取临时拦挡、苫盖等防护措施；表土剥离时应避开雨季和大风季节。

3.3.1.2 土地整治工程及耕地恢复

土地整治包括临时堆土、弃渣表面的土地整治。基坑开挖时应将表层的熟土和下部的生土分开堆放；土地整治时，应将熟土覆盖在表层，根据原土地类型，尽量恢复其原来的土地功能(农田)或恢复植被，以保护环境，避免水土流失。

3.3.1.3 截排水沟及顺接措施

输电线路塔基处截水沟一般布设在塔基上游来水汇集处，一般距离线路塔基约2～3m；排水沟布设在下游排水区域或作为截水沟的顺接工程，一般距离线路塔基约2～3m。截排水沟出口处可直接接入已有排水沟(渠)内，没有顺接条件的，需与天然沟道进行顺接，顺接部位布设消力池进行消能顺接[9]。

3.3.1.4 工程护坡

凡易风化的或易受雨水冲刷的岩石和土质边坡及严重破碎的岩石边坡应进行护坡防护，可根据其土石性质、高度及陡度，选择其他合适的工程护坡类型[6]。

3.3.1.5 挡土墙

由于输电线路工程距离长、塔位分散，单个基础开挖产生的弃渣量较小。因此，对于基础开挖产生的弃渣，一般采取就近处置的方式。对于山地丘陵地区塔基础开挖的余土，首先用于塔座基面四周的平整；当铁塔位于山包，四周为陡坡时，降底基面与基坑开挖的土石方无法就地堆稳时，应在堆土的下方修一道挡土墙，将余土放入其内，避免余土流失山下影响生态环境。

3.3.2 植物措施设计

3.3.2.1 一般规定

根据《电力设施保护条例实施细则》相关规定，在架空线路保护区和依法划定的电力设施保护区内，不得种植可能危及电力设施和供电安全的树木、竹子等高杆植物。

3.3.2.2 立地条件分析及树草种选择原则

根据线路工程所处地理位置，简述项目区气候类型、年平均气温、≥10℃积温、多年平均降水量、雨季时段、线路沿线海拔、土壤类型、土层平均厚度及pH值等。

根据所处地区自然条件，按照“适地适树(草)，因害设防，经济可行”的原则，栽种水土保持树(草)种。

3.3.2.3 种植技术

(1)种草

草种播种前对场地进行土地整治，采用面状整地，结合耕翻最好施有机肥和磷肥，整平耙细，要求土地干净无杂草。

草籽在施工结束后的当年或次年春季播种，播深3～4cm，撒播后覆土1～2cm，并轻微压实。种子级别为一级，发芽率不低于85%，种植密度应结合项目区水热条件确定。

(2)种树

灌木苗为1～2年生工程苗，栽植密度参照《造林技术规程》(GBT 15776-2016)，采用40cm×40cm穴状整地，株距2.0m，林下撒播草籽绿化。

植树季节与方法：栽种时间根据工程施工进度，可安排在施工结束后的当年或次年春季进行。

抚育管护：适时将树穴中的杂草除去，松土、正苗。一年后调查苗木成活率，成活率低时应及时补植；定时修枝；加强抚育管理。

3.3.3 临时措施设计

输变电工程建设过程中的临时防护措施主要包括施工过程中的彩条旗限界、密目网苫盖、彩条布铺垫、填土编织袋临时拦挡、棕垫(钢板)铺垫、临时排水沟、泥浆沉淀池等措施[5～8]。

3.3.3.1 彩旗绳限界

为了减少施工期的扰动范围，采取在施工场地周围、施工便道两侧设彩旗绳限界措施。

3.3.3.2 密目网苫盖

对临时堆放的表土或开挖回填土，选用彩条布等进行苫盖，周边用重物压实，避免刮风引起的扬尘及降雨形成径流冲刷，造成水土流失。苫盖用料根据堆土面积计算，按照1.2～1.5的倍数进行苫盖。

3.3.3.3 彩条布隔离

对临时堆放的余土和建筑材料，选用彩条布等铺设在底部，减少清理渣土时对原地貌的扰动。铺垫用料根据堆土面积计算，按照1.2～3的倍数进行铺设。

3.3.3.4 填土编织袋拦挡

对临时堆放的表土或开挖回填土，采取土袋装土临时拦挡，临时拦挡需遵循“先拦挡后堆弃”的原则。临时拦挡措施一般采用编织袋装土进行挡护，编织袋装土布设于堆场周边、施工边坡的下侧，其断面形式和堆高在满足自身稳定的基础上，根据堆体形态及地面坡度确定。

3.3.3.5 棕垫(钢板)铺垫。

为方便机械设备和导线的运输与吊装，在牵张场地内规划出施工通道，通道做适当平整后铺垫棕垫(钢板)，棕垫(钢板)的铺垫可降低重型机械及车辆对原地貌的扰动。

3.3.3.6 临时排水沟

对施工简易道路区局部地段设置临时土质排水沟，作好临时性排水工程，防止水土流失，临时排水沟开挖断面一般为梯形，排水沟开挖土石方夯实作为施工道路边坡临时防护。

3.3.3.7 泥浆沉淀池

灌注桩基础施工时会产生钻渣浆，因此需采取措施对塔基基础产生的钻渣进行处理。施工过程中，需在灌注桩外侧设置泥浆池存放钻孔施工需要的泥浆；泥浆池外侧还需设置沉淀池对钻渣浆进行沉淀和固化处理。

3.3.4 余土处理

3.3.4.1 余土类型

根据塔位所处位置，因修建铁塔产生的余土类型主要有以下几种：平地农田塔位(P1型)；平地非农田塔位(P2型)；山丘小于15°时(Q1型)；山丘15°～25°时(Q2型)；山丘>25°时(Q3型)。

3.3.4.2 余土处理方式

特高压输电线路工程余土处理方式主要包括就地摊平处理、外运综合利用、设置弃土点集中堆存三种方式。

(1)就地摊平处理

P1型，就地消纳，但堆土高度不宜超过0.5m，且不能影响耕作；P2型，全部就地消纳，必要时可砌筑挡土墙；Q1型，将余土在塔基范围内堆放成龟背型，根据施工现场的实际情况，如果余土不产生溜坡，尽量不布置挡墙措施；Q2型，余土堆放在塔基范围内，基础顶面出露至少0.2m，场地不得积水，应先修筑余土挡土墙(挡土墙必须满足在基岩内的嵌固深度且自身稳定)，之后方可进行基面平整、基坑开挖等土石方工程施工。

(2)外运综合利用

Q3型，优先采用外运综合利用并在施工前取得综合利用协议文件(可优先考虑施工便道消纳)，少设弃渣点。

余土外运综合利用方式应征求当地乡镇、村委会意见，并取得意向性协议，在现场调查过程中还应落实余土综合利用场地中心点坐标，同时做好现场图片采集工作。

(3)设置弃土点集中堆存

设置弃土点时，应采取必要的表土剥离及回覆、拦挡、截排水、植被恢复等水保措施，余土严禁顺坡倾斜、随意丢弃。

弃土点选取应满足《生产建设项目水土保持技术标准》(GB50433-2018)的规定，即严禁在对公共设施、基础设施、工业企业、居民点等有重大影响的区域设置弃土(石、渣、灰、矸石、尾矿)场，同时尽量避免占用耕地[7]。

3.3.5 其他相关要求

施工单位应严格按照水土保持专项设计相关要求，施工时根据地形，结合彩旗绳限界，以尽量减小扰动破坏范围为原则，划定最小的施工作业区域，划定永久占地、临时占地范围红线，严禁施工人员和施工机械超出作业区域施工，避免对项目占地区周边地表造成扰动。

施工道路应尽量利用原有道路扩宽，在有道路能到达施工场地的前提下严禁因为绕远、便捷等原因占用肥沃的耕地及植被较好的土地以重新开辟施工道路；道路宽度满足施工要求即可，切勿无限制扩宽，尽量减少扰动范围。

4 结 语

特高压输电线路工程建设过程中，各种土石开挖、回填等施工活动将不可避免地对当地的地形地貌、植被、土壤等造成扰动、破坏或再塑，从而加速水土流失。在施工图水土保持专项设计过程中，根据特高压输变电线路工程建设过程中水土流失的特点，进行详细地现场调查和勘测，进而有针对性地设计水土流失防治措施，通过施工单位在施工过程中逐一落地实施，可有效防止建设过程中的水土流失，达到保护生态环境的目的。