清水川电厂10kV架空输电线路跨河钢塔建设影响分析

张 静,杨 晶

(府谷县应急救援保障中心,陕西 榆林 719499)

清水川电厂10kV架空输电线路工程由府谷清水川电厂二期10kV厂用电室至原水预处理厂,共有4座塔基,其中2、3号终端塔跨越清水川。为减小项目建设对河道防洪和其它责任主体的影响,需对项目建设影响进行分析论证。

1 概 述

项目地处陕西省榆林市府谷县东北约20km处的黄甫镇沟门村清水川下游,距离清水川入黄口6.54km。项目从陕西清水川能源股份有限公司二期#3、#4机组10kV工作段经电缆由东向西经过厂区沿电缆沟道至原水预处理厂10kV架空线路#1终端塔(厂招待所),电源容量800KVA(两回线路互为备用),电压等级10kV。架空线路由#1塔跨过公路至府谷清水河#2、#3塔沿和槽至原水预处理厂#4终端塔,电缆路径长度2×1.65km,架空线路长度为2×0.66km。新建耐张铁塔4基。其中,涉河建筑分别为2、3号终端塔。

2 河道演变趋势分析

2.1 河道防洪现状

清水川项目段河床宽200m左右,两岸塬面相对宽阔平坦,以长梁式面状丘陵向两岸谷坡微倾。河道多年来一直保持现状,没有出现过大的摆动,主槽在平面上,在造床流量下基本上是稳定的,具有典型的山区河流特征,河势基本稳定。

清水川目前的防洪堤长度32.8km。清水川电厂在清水川河道左岸,已修建防洪堤工程,与府墙公路路堤相结合,堤长1.6km,堤防高度约5.5m,部分有损毁。设防标准为100a一遇。右岸为清水川4级土石堤防,设防标准为20a一遇。本次评价范围为项目上下河段660m。

2.2 河道演变分析

结合本段河道的地形地貌及其地质资料分析,可以看出形成本段河道表面形态的原因是:

1)本段河道因水流受到两岸山体和阶地的制约,其自由活动余地小,故河道弯曲系数较小。

2)在较大支流的入汇处,都不同程度的发育着冲(洪)积扇,但由于支流洪水较小,对主流顶冲作用较小,不影响主流的流向。

3)由于在河段内,存在着多处对河流水势起控导作用的山体和陡岸,当水流切入这些地方后,掏出深槽,这样的河槽有吸引主流的作用,能使水流长期在这里坐弯,使河流常常依附一岸山体,行经很长距离而不脱离,水流与河槽相互影响,相互制约,形成相对稳定的河段[1-3]。

项目河段上游河道支流汇入处河段主槽向左岸有一定的摆动,但受府墙公路边坡控制,项目所在河段处河势将继续保持稳定。

2.3 河道冲淤趋势分析

项目位于清水水文站下游9.46km,河段河床组成、河道情势与清水站相似。根据清水站1977年以来实测断面资料知:项目河段天然条件时,纵向变化冲淤基本平衡,连续冲刷量为0.51m,河谷保持稳定。预测项目河段受人为因素影响小,河段冲淤交替出现,冲淤变化较小,冲淤基本平衡,河道基本保持天然状态,河道平面较稳定。

3 钢塔壅水分析

项目河段设计洪水采用清水站洪水成果,即项目河段50a一遇洪峰流量为3370m3/s。

3.1 阻水面积

出线工程每座钢塔各有4座基础埋设河道中,使得行洪断面面积减小,天然水流受到挤压,在基础上游形成壅水区,故应对设计洪水条件下塔基础壅水进行分析计算。阻水情况见表1。

表1 建塔前后断面过水面积和水面宽度变化表

3.2 壅水高度

参照《公路桥位勘测设计规范》中的桥前最大壅水高度计算公式计算,公式为:

(1)

当设计流量3370m3/s时,将有关参数代入上述公式,桥前最大壅水高度计算结果见表2,桥下壅水高度采用桥前最大壅水高度的一半。

表2 建塔后最大壅水高度计算表

3.3 出线工程钢塔淤积分析

洪水对基础的冲刷包括河床自然演变冲刷、一般冲刷和局部冲刷三部分。项目河段自然演变缓慢,故不考虑自然演变冲刷,总冲刷深度取一般冲刷和局部冲刷的不利组合,冲刷成果见表3。

表3 钢塔基础冲刷计算成果表 m

参照《公路工程水文勘测设计规范》的规定,钢塔基础基底埋深安全值取2.5m,则钢塔基础基底埋深高程至少应为846.83m、847.85m。根据《陕西府谷清水川电厂原水预处理厂10kV架空输电线路工程综合部分施工设计阶段输电线路基础计算书》及业主介绍,项目钢塔基础基底设计埋深值为13m(设计基底高程为845.00m、846.00m),设计基底埋深高程低于复核值1.83m、1.85m,符合规范要求。

同时,项目钢塔基础基底设计埋深满足架空输电线路中“基础的埋深应>0.5m”的设计要求,项目钢塔基础基底埋深设计可行。但出于安全考虑,建议基础基桩应埋入基岩[4]。

3.4 出线工程钢塔基础顶面高程复核

根据项目设计资料及业主介绍,2号塔、3号塔基础顶面设计高程为864.00m、865.00m。当发生基础设计标准洪水时,塔位处设计洪水位为862.72m、863.77m,考虑基础前壅水影响后,基础顶面高程应至少满足862.87 m、863.95m,低于基础顶面设计高程1.13m、1.05m,符合防洪要求。详见表4。

表4 钢塔基础顶面高程计算成果表 m

4 项目建设影响分析

4.1 施工期影响分析

项目拟建出线工程,终端塔施工期间,将在河道内布置一定数量的施工机械、物料等,在一定程度上会影响河道行洪,因此终端塔施工应于非汛期进行,避免因施工机械、物料的堆放对河道行洪和防汛抢险产生不利影响。因此,施工应避开主汛期,保证施工期间防洪抢险道路畅通,同时应编制防洪应急预案,并报相关部门批准,确保防洪安全。

4.2 对河道行洪和河势的影响分析

项目拟建出线工程终端塔阻水面积较小,不会对河道行洪产生较大影响。项目终端塔建成后,受基础阻水影响,项目河段的水流状态及河床冲淤变化会发生一定改变,如基础混凝土柱间流速加大、流向改变,上游产生壅水、基础附近发生冲刷等,使得局部河势发生改变,但项目河段顺直,受左右岸公路护坡、人工土坡的影响下,整体河势将继续保持稳定。

4.3 对堤防、护岸和其它水利工程及设施的影响分析

4.3.1 对护坡、人工土坡的影响

项目河段现状左岸为清水川电厂一期工程防洪堤工程(以下建成“电厂防洪堤”),设防标准为100a一遇;右岸为4级土石堤防,设防标准为10a一遇。本项目防洪标准为50a一遇,从设计防洪标准上来讲,高于右岸土石堤防,低于左岸电厂防洪堤,项目建设对电厂防洪堤有一定的影响。由此可知,当发生终端塔基础设计标准洪水时,不会对两岸堤(防)产生影响。

4.3.2 对清水站的影响

拟建10kV架空输电线路工程位于清水站下游9.46km,根据《水文监测环境和设施保护办法》,其建设将会对水文资料的连续性,水文测站的功能和水文监测环境产生一定的影响。

4.4 对周边环境、水质的影响

项目施工期间,线路工程地基附近河床形态附近的植被会有所破坏,从而会给项目周边的水生态环境及水土保持造成影响。此外,施工机械设备运行检修期间产生的油污、泥浆、生产生活污水、废渣等如果直接排入河道,将对河段水体产生一定的污染。

5 工程影响防治措施

5.1 对行洪影响的防治措施

项目应避开汛期施工,以免施工设施、便道、料场等将会对河道行洪产生影响。为确保汛期防洪安全,施工期内建设部门必须服从防汛部门的统一安排、调度,严格按照制定的度汛方案进行施工。施工后期应逐步拆除临时建筑、清理施工场地,推平施工道路,清理弃渣等剩余物,恢复河道原貌,以利于洪水畅泄。

5.2 对清水站影响的防治措施

项目位置在清水站水文监测河段保护范围内,建设单位要在项目建设前与清水站主管单位充分沟通、协商,开展建设项目对清水站水文监测环境影响的专题研究,寻求解决问题的措施,获取项目建设行政许可。

5.3 降低对环境、水质影响的措施

建设单位应设置沉淀池,确保生产生活废水经处理后回用;施工材料如砂石、水泥等的堆放应远离水体,同时配备临时遮挡的帆布,防止暴雨冲刷进入水体;开挖堆砌土方时应注意减少破坏掩埋地表植被。加强施工期间的管理,禁止弃土、弃渣排入河道,禁止施工期间生产、生活污水直接向河道排放。

6 结 语

经过分析,10kV线路涉河两座钢塔(2号塔、3号塔)建成后,将对河道产生壅水影响,对下游水文测验有一定影响,但钢塔基础阻水面积较小,只要加强两岸堤防边坡的管理,整体河势将继续保持稳定,不会对河道行洪和相关水利设施产生影响。