高山地比例输电线路工程全过程绿色基建研究

邬明亮，王世彦，杨 昊，黄 杰

(国网浙江省电力有限公司建设分公司，浙江 杭州 310000)

0 引言

当前，随着国家大力推进新型基础设施建设，国内输变电工程建设进入了新的高峰时期。然而，输变电工程建设，特别是输电线路工程建设与工程所处的环境有着天然的矛盾，尤其在浙江这类山地比例较高的地区，建设过程极易影响工程所在地的环境保护与水土保持。

为了解决输电线路工程建设与环境之间的矛盾，亟需针对输电线路工程建设的特殊性，开展贯穿输电线路工程建设全过程的绿色基建研究。文章分析了输电线路工程项目前期、工程前期、施工建设、总结评价等阶段工作中以绿色环保为宗旨的举措，旨在为后续输电线路工程，特别是高山地比例地区输电线路工程的建设全过程提供了指导。

1 项目前期阶段

1.1 避让敏感区域

输电线路的建设具有跨距长、点分散等特点，同时电压等级高的输电线路往往有很高比例的路径位于野外，因此线路沿线不可避免地存在诸多环境敏感区域[1]。根据《建设项目环境影响评价分类管理名录》(环保部第33号)中规定，输电线路穿越的敏感区域主要包括居民区、自然保护区、风景名胜区及饮用水源保护区等四种类型。

(1)根据《110 kV～750 kV架空输电线路设计规范》，输电线路不应跨越屋顶为可燃物的建筑物，对耐火屋顶的建筑物，如需跨越时应该与有关方面协商同意，500 kV及以上输电线路不应跨越长期居住的建筑物。由此可知，500 kV输电线路不应跨越居民区，若跨越居民区，需进行拆迁安置。

(2)根据《中华人民共和国自然保护区条例》(2017年修订)中规定，自然保护区分为核心区、缓冲区和实验区。在自然保护区的核心区和缓冲区内，不得建设任何生产设施，在实验区内，不得建设污染环境、破坏资源或者景观的生产设施；建设其他项目，其污染物排放不得超过国家和地方规定的污染物排放标准。

(3)根据《风景名胜区条例》(2016年修订)中规定，禁止违反风景名胜区规划，在风景名胜区内设立各类开发区和在核心景区内建设宾馆、招待所、培训中心、疗养院以及与风景名胜资源保护无关的其他建筑物；在风景名胜区内从事本条例禁止范围以外的建设活动，应当经风景名胜区管理机构审核后，依照有关法律、法规的规定办理审批手续。因此，在不影响风景名胜区景观，并经相关部门批准的情况下，可以进行输电线路的建设。

(4)根据《中华人民共和国水污染防治法》(2017年修订)中规定，饮用水水源保护区分为一级保护区和二级保护区；必要时，可以在饮用水水源保护区外围划定的区域作为准保护区。禁止在饮用水水源一级保护区内新建、改建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目；禁止在饮用水水源二级保护区内新建、改建、扩建排放污染物的建设项目；禁止在饮用水水源准保护区内新建、扩建对水体污染严重的建设项目。由以上规定可知输电线路禁止穿越饮用水源一级保护区，经相关部门同意后可以穿越饮用水源二级保护区和准保护区。

根据以上法律法规分析可知，在500 kV输电线路建设过程中，应进行避让的区域为居民区、自然保护核心区、自然保护缓冲区、饮用水源一级保护区；建议进行避让的区域为自然保护实验区、风景名胜区、饮用水源二级保护区。

在项目前期阶段，建设单位应加强线路路径的审查，对于应进行避让的区域，严格执行避让；对于建议进行避让的区域，为尽可能地保护环境，应尽可能地进行避让。

1.2 环保、水保报批

项目环境保护、水土保持方案需报政府相关部门审批，取得批复后，应及时按批复要求足额缴纳水土保持补偿费。占地面积五十公顷以上或者挖填土石方总量五十万立方米以上的项目，应当委托具备水土保持监测技术条件的机构进行监测。

项目建设过程，督促施工、监理严格执行环保、水保“三同时”制度，在建设过程中组织实施环境影响报告书、水土保持方案及其审批部门审批决定中提出的环保及水土保持对策措施。项目的建设规模、输电线路路径、环保措施等不能随意变更，若发生一般变更，应按规定向环保或水保行政主管部门备案；若发生重大变更，应重新报批环评或水保方案。

2 工程前期阶段

2.1 减小线路走廊宽度

减小线路走廊宽度[2,3]可减少沿线的林木砍伐，降低输电线路建设对环境的破坏，同时还可减少征地和房屋拆迁量，节省征地、房屋拆迁补偿、林木砍伐补偿等费用。另一方面，随着国内电网的发展，经济发达、人口稠密的地区线路走廊资源奇缺，减小线路走廊宽度尤为重要。

在工程前期阶段，减小线路走廊宽度的措施包括：

(1)宜采用同塔双回路或多回路设计。

(2)单回路线路中，铁塔宜采用酒杯塔和猫头塔，导线宜采用三角排列形式。

(3)双回路或多回路线路中，导线宜采用垂直排列形式；对于混压同塔的线路，低电压线路应架设在高电压线路下方。

(4)采用V形直线串替代I形直线串。I串与V串走廊宽度对比如图1所示。

图1 I串与V串走廊宽度对比

2.2 林区高跨设计

在环、水保概念未得到充分重视前，输电线路在跨越树木时，一般都采用砍伐措施，即将线路走廊内的植被砍伐完全，严重破坏自然环境，引起水土流失。为了避免新建输电线路破坏自然环境，在跨越树木时，宜采用高跨方案[4]，根据各种树木的最高自然生长高度，确定跨越处弧垂对地距离及杆塔的呼称高。高跨方案不仅有较好的社会效益，保护国家日益匮乏的森林资源，而且有较好的经济效益。

2.3 优化基础设计方案

输电线路基础开挖是影响水土保持的最重要原因，为了降低基础开挖的影响，应优先采用原状土基础，如掏挖基础、人工挖孔桩基础、岩石嵌固基础、岩石锚杆基础。原状土基础可有效避免基坑大开挖，充分利用原状土的力学性能，提高基础抗拔能力，减少土石方开挖量。

另外，针对山地地形的特殊性，宜采用全方位不等高基础配合长短接腿的设计方案，各腿可根据实际地形高低进行自由调节组合，地形适应性良好，如图2所示。对于坡度较大的地形，塔腿长短腿最大高差仍不能平衡地面高差时，可采用长腿对应基础主柱升高的办法来平衡过多的高差，必要时可设计特殊基础。全方位不等高基础配合长短接腿的设计方案可减少或杜绝降基引起的土石方开挖，尽可能地保留原有的地形和植被，水土得到保持，具有良好的经济、社会、生态效益[5-7]。

图2 全方位不等高基础配合长短接腿

2.4 优化塔型设计方案

输电线路铁塔的型式主要取决于电压等级、线路回数、地形地貌等因素。合理地进行特殊塔型的设计和选用，可进一步减少输电线路对环境的破坏[8-10]。

(1)小根开铁塔。该塔型能满足山区局部地形陡峭、场地狭窄、立塔受限的工程需要，小幅提升本体造价，大幅减小征地、土石开挖方量。

(2)跳线上绕塔。山区输电线路在陡峭山坡地区易遭遇跳线受控的情况，尤其是在塔位地形较陡的边坡上，因单侧边相跳线对地间隙不够而造成地面开方、砍伐树木或者升高耐张塔。将传统干字型耐张塔的跳线进行上绕优化布置，可解决此类问题。

(3)阶梯横担边坡塔。考虑山地地形坡度的影响，可将常规T字型导线横担改为阶梯布置，形成阶梯横担边坡塔，充分利用下山坡侧的对地高度，减小上山坡侧的地面开方和树木砍伐，同时一定程度上减小线路走廊宽度。此种塔型还可充分利用杆塔有效高度，降低雷击跳闸率。如图3所示。

图3 阶梯横担边坡塔示意图

(4)三角形断面铁塔。常规铁塔的断面一般为矩形或方形，当塔身采用三角形断面结构时，可减小塔基占地面积，塔位选择更为灵活。如图4所示。

图4 三角形断面铁塔示意图

2.5 优化余土处理方案

高压输电线路工程铁塔荷载大，基础的混凝土用量大，基础开挖产生大量多余的土石方，余土问题凸显。以往输电线路工程建设过程中，余土处理问题并未得到充分的重视，导致余土无法得到很好的处理。余土处理不当的危害包括：

(1)余土随意堆放，对土地和植被造成破坏，影响水土保持和周边环境。

(2)余土堆放点或堆放量不恰当，在地表水或地下水的作用下，容易造成滑坡、塌方、泥石流等次生灾害，影响水土保持和周边环境，更严重情况下将影响当地居民的生产和生活。

(3)根据输电线路运行单位的反馈情况，即使砌筑挡墙、护坡，在长时间雨水冲刷侵蚀后，仍有很大概率发生坍塌、滑坡，影响水土保持和周边环境，更严重情况下将影响当地居民的生产和生活。

为了降低输电线路建设对环境的影响，必须建立更为完善的余土处理措施，因此有必要在工程前期阶段加强余土处理的方案设计，以形成余土处理单基策划方案为宜。

余土处理的具体方式包括：塔位堆放、塔位附近堆放、砌筑挡墙或护坡堆放、部分外运、全部外运[11]。在设计过程中，各专业人员应各司其职、加强配合，分工如下：

(1)结构专业人员：测算余土方量，根据余土方量、地形条件、水文条件、地质条件等因素，合理选择余土处理方式，对挡墙或护坡的型式、排水型式、植被恢复方式进行详细的设计。

(2)水文专业人员：对余土堆放点的水文条件进行分析和说明，判断是否会因余土堆放而破坏周边环境和影响塔基的安全稳定。

(3)地质专业人员：对余土堆放点的地质条件进行分析和说明，避免因余土堆放引发次生灾害，确保余土堆放的安全和稳定。

(4)技经专业人员：确保概算、施工图预算中余土处理的相关费用列支充分。

3 施工建设阶段

3.1 优化基面处理

输电线路基础施工时为了获得平整的工作面，需要对塔基基面进行开挖，即降基。在环、水保概念未得到充分重视前，通常采用对整个塔基进行大面积整体开挖的方式，这种方式破坏了塔基原有的自然植被，使塔基原稳定土体受到扰动，开挖后形成裸露地表，若不及时进行防护，在雨水的冲刷下，易产生较大的水土流失；同时，降基产生的大量土石方堆积在塔基附近，增加了塔基附近的压力，容易引起基坑崩塌和塌方，且在地表水或地下水的作用下，容易造成滑坡、塌方、泥石流等次生灾害。

为了减小降基对环境的影响，在基础施工时应尽量不降或少降基面，直接对基坑进行开挖[12]。在全方位不等高基础配合长短腿的设计方案下，宜采用“小基面”降基的措施，即对各个塔腿进行分别降基，在考虑施工作业面以及边坡稳定点后，根据塔基基础分坑，形成4个小基面。“小基面”降基将对原始地貌的破坏降到最小程度，保证了山体的稳定，降低了施工难度，且可增加基础抗拔能力，充分体现了绿色环保，减少水土流失的理念。

3.2 表土剥离与回覆

为了进一步减少输电线路基础开挖造成的水土流失，在开挖过程中应根据实际情况，将开挖出的上层土和下层土分开堆放并做出标识[13,14]。上层土为距离地表30 cm～40 cm、富含养分的土壤，应标识为“熟土”，其余下层土应标识为“生土”。在基础浇制完成后，进行回填时，应先回填“生土”，后回填“熟土”，这样可尽可能不破坏植被的生长环境，也有助于工程后期的复绿工作。

3.3 山区无通道运输

山区输电线路施工需要自山下向塔位运输大量物料，包括砂、石、水、钢筋、塔材、螺栓、金具等。在机械化施工大规模普及应用之前，对于道路崎岖、植被茂密、机动车辆无法抵达的山区，输电线路施工的物料运输需依靠畜力和人力，通过砍伐大量树木开辟临时运输道路，以保证物料的正常运输。这种方式对工程所在地的环境造成了严重的破坏，且存在较大的安全隐患。

随着机械化施工的大规模普及，当前山区输电线路施工的物料运输宜采用货运索道进行[15]。货运索道可有效避免开辟临时运输道路造成的大规模植被砍伐，在保护沿线山地的自然植被中可起到关键性作用。

3.4 山区无通道架线

在机械化施工大规模普及应用之前，山地输电线路的架线施工一般采用人拉肩扛的地面拖拽方法或是采用简易的绞磨机等传统机械设备来完成，以上两种方式均不可避免地在架线通道内造成树木砍伐、青苗破坏，对工程所在地的环境造成了严重的破坏，同时不利于导线的保护。

随着科技的发展，架线施工逐步发展出飞艇、动力伞、直升机、无人机等施工方法，这些施工方法可显著减少树木砍伐、青苗破坏，还可缩短施工工期，具有良好的环境效益和经济效益[16]。其中，无人机架线方式可最大程度上减少线路通道清理、降低人力投入、缩短施工工期，在当前输电线路工程施工中应推广使用。

3.5 个性化复绿措施

输电线路施工过程中，对塔基和牵张场进行复绿，通常采用撒草籽的形式，这种方式成本低廉、效果明显，但没有针对不同类型的土壤进行有针对性的复绿。为了更好地助力工程所在地的生态建设，宜采用个性化复绿措施，根据需要复绿处的位置、地形、土壤类型，合理选择草籽、经济作物、景观植物，实现电网建设与生态建设的共赢。

3.6 环保、水保监理检测

为了更好地在施工过程中实现各项环保、水保目标，宜对施工过程中的环保、水保工作进行监理[17]。监理人员的工作方式以巡视检查为主，辅以必要的环保、水保监测。监理工程师定期或不定期地分组对施工现场进行巡查，并通过巡视、检查、下发环保、水保监理文件等工作方式进行监督、审查和评价施工区环境保护措施的执行、落实情况，辅以必要的仪器监测，必要时对环保、水保关键工序和重点部位进行旁站监理，及时发现和处理不符合环保、水保原则的行为。同时通过提交环保、水保监理月报、季报、年报、专题报告、工作总结等，向业主和环保、水保部门报告工程环境状况和监理工作情况。

4 总结评价阶段

项目竣工3个月内，完成输变电工程竣工环保、水保验收调查工作，组织第三方验收调查单位编制环保、水保验收调查报告，并将相关验收申请材料及其他支撑与证明材料报省公司科信部申请验收。参加环保、水保验收会，配合做好验收资料审查、现场检查等相关工作，取得环保、水保验收批复。

做好环保、水保验收资料整理及信息公开工作。环保验收工作应登录“全国建设项目竣工环境保护验收信息平台”登记验收信息；水保验收应向水土保持方案审批机关报备水土保持设施验收材料。

5 结语

为解决输电线路工程与工程所处环境的天然矛盾，降低工程对所在地环境保护、水土保持的影响，文章围绕输电线路工程全过程的项目前期、工程前期、施工建设、总结评价等阶段的工作进行讨论，在避让敏感区域、环水保报批、减小线路走廊宽度、林区高跨设计、优化基础设计方案、优化塔型设计方案、优化余土设计方案、优化基面处理、表土剥离与回覆、山区无通道运输、山区无通道架线、个性化复绿措施、环水保监理检测等方面给出合理化建议，为后续高山地比例地区的输电线路工程建设提供指导性意见。