山區(qū)輸電線路塔位邊坡防治及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上山區(qū)輸電線路塔位邊坡防治及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析姓名：張志忠 專業(yè)：輸電線路工程入職時(shí)間：2013年10月24日部門：工程建設(shè)中心總工辦目 錄專心-專注-專業(yè)山區(qū)輸電線路塔位邊坡防治及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析摘要：在輸電線路竣工驗(yàn)收過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)塔基的邊坡保護(hù)距離不夠，文章分析了造成邊坡保護(hù)距離不夠的原因有施工方不嚴(yán)格按圖施工、測(cè)量錯(cuò)誤、設(shè)計(jì)原因。針對(duì)該問(wèn)題，最有效的辦法是設(shè)計(jì)人員在配置陡峭地形的基礎(chǔ)時(shí)，采用掏挖基礎(chǔ)或人工挖孔樁基礎(chǔ)，并加大基礎(chǔ)埋深。在問(wèn)題出現(xiàn)后，采用補(bǔ)救措施，針對(duì)塔位邊坡的特點(diǎn)，總結(jié)輸電線路工程中常見的塔位邊坡主要處理措施，包括工程治理、生物治理，對(duì)相應(yīng)方法的適用范圍和

2、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析，提出了合理的環(huán)保設(shè)計(jì)建議。關(guān)鍵詞：輸電線路； 塔位邊坡； 工程治理；生物治理一 引言山區(qū)輸電線路大都處于海拔較高、地勢(shì)險(xiǎn)要、交通不便、地形復(fù)雜的地區(qū)。隨著我國(guó)電力建設(shè)的不斷發(fā)展，輸電線路走廊越來(lái)越緊張，線路路徑區(qū)域地形越來(lái)越復(fù)雜，隨之而來(lái)的是塔位條件越來(lái)越惡劣，很多塔位位于陡峭地形、山頂或半山腰，塔位邊坡問(wèn)題越來(lái)越突出。塔位邊坡治理既是工程問(wèn)題，又是經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)方面的問(wèn)題。因此，研究輸電線路塔位邊坡，尤其是高陡邊坡的穩(wěn)定性治理方法及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性，有著重要的工程意義和實(shí)踐價(jià)值。輸電線路大多經(jīng)過(guò)山區(qū)，為避免過(guò)多降基，將基礎(chǔ)主柱加高并配合用長(zhǎng)短腿塔型，實(shí)際是將基礎(chǔ)主柱加高部

3、分深埋，而原需降基部分的土石方并不挖除。采用加高基礎(chǔ)和長(zhǎng)短塔腿，減少了虛線部分的塔位降基，可以最大限度地保持自然地面的坡度，使植被及覆蓋層均少遭破壞。進(jìn)入21 世紀(jì)，國(guó)家提倡人與社會(huì)的和諧，在山區(qū)一般都采用長(zhǎng)短腿和加高基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)型式，見圖1。配置基礎(chǔ)最關(guān)鍵在于邊坡保護(hù)距離a 值。h長(zhǎng)短腿差值；h1定位高差；h2基礎(chǔ)主柱加高值圖1 加高基礎(chǔ)和長(zhǎng)短腿配置圖本文論述的塔位邊坡治理，是對(duì)輸電線路施工過(guò)程中，因山區(qū)塔位基礎(chǔ)開挖引起的堆渣棄土、水土流失、植被破壞等造成的塔位邊坡所采取的處理措施和設(shè)計(jì)建議12。風(fēng)電集電線路施工更是如此。二 邊坡保護(hù)距離的分析（一） 影響邊坡保護(hù)距離a 值的因素邊坡保護(hù)距離a

4、 值是滿足基礎(chǔ)最小埋深（基礎(chǔ)施工圖）時(shí)，基礎(chǔ)中心到自然邊坡的距離。輸電線路設(shè)計(jì)年限一般為50 年，為防止基礎(chǔ)邊坡受到雨水沖刷，人為地破壞植被，在石山地區(qū)防止石山風(fēng)化剝落等都需要有一定的保護(hù)距離。a 和h2在自然地面坡度一定的情況下呈正相關(guān)，即h2越大，a 值越大。因此，但坡度較大時(shí)，盡量采用掏挖基礎(chǔ)或人工挖孔樁基礎(chǔ)，并加大基礎(chǔ)埋深。邊坡保護(hù)距離a 值確定與桿塔類型、地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類型等因素有關(guān)。轉(zhuǎn)角塔的a 值大于直線塔，轉(zhuǎn)角塔的拔腿大于壓腿。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)角塔的安全系數(shù)比直線塔高，轉(zhuǎn)角塔拔腿上拔力大，對(duì)a 值要求就高。土質(zhì)的地質(zhì)比巖石的地質(zhì)差，水土流失更嚴(yán)重，所以地質(zhì)條件為土質(zhì)比巖石的a 值要大。

5、大開挖基礎(chǔ)（臺(tái)階基礎(chǔ)、板式基礎(chǔ)、斜柱式基礎(chǔ)）比原狀土基礎(chǔ)（掏挖基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)）的a 值要大。（二）邊坡保護(hù)距離a 值不夠的原因在線路竣工驗(yàn)收時(shí)，結(jié)構(gòu)方面存在問(wèn)題最多的就是擋土墻和排水溝，排水溝要增加，邊坡保護(hù)距離不夠，要求砌擋土墻。出現(xiàn)保護(hù)距離不夠的主要原因有以下幾點(diǎn)：1、非設(shè)計(jì)原因，而是施工方原因。設(shè)計(jì)時(shí)，明確要求，將施工棄土運(yùn)至遠(yuǎn)處，不能堆在塔位附近，而施工方為省工，將棄土堆在塔位附近，人為造成塔位附近陡坡，給人一種a 值不夠的錯(cuò)覺(jué)。2、 勘測(cè)不到位。測(cè)量人員在測(cè)量時(shí)因?yàn)橛忻┎?，?dǎo)致花桿沒(méi)有放到地上，造成測(cè)量不準(zhǔn)，還有部分人，因?yàn)樾率?，?jīng)驗(yàn)不足，沒(méi)有測(cè)量準(zhǔn)，有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)記錄錯(cuò)誤，提供的塔基圖也不

6、準(zhǔn)。明確要求，將施工棄土運(yùn)至遠(yuǎn)處，不能堆在塔位附近，而施工方為省工，將棄土堆在塔位附近，人為造成塔位附近陡坡，給人一種a 值不夠的錯(cuò)覺(jué)。3、 勘測(cè)不到位。測(cè)量人員在測(cè)量時(shí)因?yàn)橛忻┎?，?dǎo)致花桿沒(méi)有放到地上，造成測(cè)量不準(zhǔn)，還有部分人，因?yàn)樾率郑?jīng)驗(yàn)不足，沒(méi)有測(cè)量準(zhǔn)，有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)記錄錯(cuò)誤，提供的塔基圖也不準(zhǔn)。a基礎(chǔ)保護(hù)距離；L2塔位中心到基礎(chǔ)主柱中心的距離；Lc以基礎(chǔ)主柱中心點(diǎn)為圓心，a 值為半徑畫圓，圓上相對(duì)塔位中心點(diǎn)的最低點(diǎn)圖2 基礎(chǔ)分坑圖三 山區(qū)塔位邊坡特點(diǎn)及常見問(wèn)題山區(qū)鐵塔基面邊坡主要包括天然地形構(gòu)成的自然邊坡（如山坡、岸坡和斜坡等）和人工挖方形成的工程邊坡，如圖3 所示。對(duì)有坡度的塔位，無(wú)論是

7、采用等長(zhǎng)腿塔還是高低腿塔，基面均需要開挖土石方，致使塔位地貌形成1 個(gè)或幾個(gè)低于原始地面的“簸箕”地形，如圖4 所示，其中，h 為鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)埋深；，h為降基數(shù)值；a 為鐵塔基面設(shè)計(jì)范圍；為計(jì)算上拔角或剪切角。當(dāng)?shù)匦屋^為陡峭時(shí)，降基值越大，形成的“簸箕”地形將越大。圖3 山區(qū)輸電線路塔位邊坡圖4 鐵塔塔面示意上述塔位邊坡的產(chǎn)生和存在，尤其是陡峭山區(qū)塔位邊坡將會(huì)帶來(lái)如下問(wèn)題：（1）破壞塔位原有土體穩(wěn)定，影響電網(wǎng)安全。基面開挖，破壞了塔位原有的天然植被，而且擾動(dòng)了原有穩(wěn)定土體，在雨水浸蝕下易產(chǎn)生坍方和滑坡，影響塔基的穩(wěn)定性，給線路的后期安全運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)隱患。尤其在干旱地區(qū)，植被一經(jīng)破壞，多年難以

8、恢復(fù)，情況更為嚴(yán)重。（2）影響周圍環(huán)境和交通生活安全。按以往施工習(xí)慣，位于偏僻山區(qū)或原始森林中的塔位，基面挖方棄土總是隨意拋向基面附近低洼處。當(dāng)塔位附近下坡方向有房屋、農(nóng)田、道路等時(shí)，被雨水沖刷流失的棄土、棄石將威脅房屋和交通的安全。（3）增加工程造價(jià)?；娼祷环矫嫘枰_挖土石方，另一方面挖方使塔位標(biāo)高降低，因而塔高需要相應(yīng)增加。目前，鐵塔設(shè)計(jì)時(shí)呼高以3.0 m 為1 級(jí)，降基過(guò)大時(shí)每增加1 級(jí)塔高，就多增加3.0 m塔高鋼材。顯然，增加塔高將引起造價(jià)增加。隨著對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)，基面挖方棄土將不能隨意堆放，如要求采取防護(hù)措施，無(wú)疑將會(huì)增加工程造價(jià)。四 常見的

9、塔位邊坡治理方法塔位邊坡的穩(wěn)定性與很多因素有關(guān)，如邊坡自身結(jié)構(gòu)特性、土體結(jié)構(gòu)、水及人類活動(dòng)、工程條件、植被情況等。目前，常用的塔位邊坡治理方法有工程治理和生物治理兩大類，下面將分別就幾種常見的治理方法展開探討。（一）工程治理方法1、坡率法坡率法是指通過(guò)調(diào)整和控制邊坡的高度和坡度，而無(wú)須采取其他加固措施的治理方法，工程中又稱為削坡（或刷坡）。它的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)易、施工方便，適用于巖層、塑性黏土和良好的砂性土，并要求地下水位較低，放坡開挖時(shí)有足夠的場(chǎng)地。當(dāng)工程條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用坡率法。采取坡率法時(shí)應(yīng)注意因勢(shì)利導(dǎo)保持水系暢通。邊坡較高時(shí)，宜采用分層開挖、折線式或臺(tái)階式放坡，也可根據(jù)邊坡巖土層變化情

10、況按不同坡率放坡，臺(tái)階式邊坡中部應(yīng)設(shè)置護(hù)坡道。2、漿砌塊石、擋土墻線路工程傳統(tǒng)護(hù)坡多采用漿砌塊石護(hù)坡，如圖5所示，當(dāng)支擋高度較高時(shí)需加筋處理，即為加筋擋土墻結(jié)構(gòu)3，。這2 種方法一般適用于強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡，必須保證坡腳嚴(yán)格埋置在原狀土一定深度內(nèi)，一般對(duì)擋墻高度也有限制。優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單方便，缺點(diǎn)是環(huán)境效果較差，增加線路本體的造價(jià)，且受雨水沖刷后主動(dòng)土壓力顯著增加，混凝土也容易開裂，造成護(hù)坡體被破壞，從而影響線路的安全穩(wěn)定。因此，在輸電線路中應(yīng)盡量少用。h墻高；h1后趾高；h2前趾高；b底寬；b1頂寬；b2坡寬；b3趾寬圖5 漿砌塊石護(hù)坡示意3、 漿砌石回填，線路回填采用漿砌石回填，見圖6。該方法在

11、石頭上很方便，開挖基坑會(huì)有很多塊石，取材方便，減少塊石的運(yùn)輸，因此，在石山地區(qū)，該方法被運(yùn)用廣泛。圖6 漿砌石回填示意圖4、 抗滑樁圖7 抗滑樁護(hù)坡抗滑樁是承受側(cè)向荷載用以整治滑坡的支撐建筑物。它穿過(guò)滑體在滑床一定深度處錨固以抵抗滑坡推力的作用，如圖7 所示。與其他措施相比，具有抗滑能力強(qiáng)、適用條件廣泛、不易惡化滑坡狀態(tài)、施工安全簡(jiǎn)便，并能進(jìn)一步核實(shí)地質(zhì)條件等突出優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，抗滑樁可與其他治理措施靈活配合。但該方法的造價(jià)相對(duì)較高。5、 掛網(wǎng)錨噴錨噴支護(hù)技術(shù)是一種有效的巖石邊坡坡面工程防護(hù)措施，它是依靠錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土共同負(fù)荷來(lái)提高塔位邊坡巖體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，以減少巖體側(cè)向變形，

12、增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性和耐久性，從防護(hù)與加固的角度整治高陡巖質(zhì)邊坡坡面易產(chǎn)生的墜石、崩塌、滑落等災(zāi)害，如圖8、9所示。掛網(wǎng)錨噴護(hù)坡適用于巖性較差、坡面巖石易風(fēng)化、坡面巖體切割破碎嚴(yán)重的硬巖式巖狀結(jié)構(gòu)的不連續(xù)地層及坡面巖體與基巖分離、節(jié)理發(fā)育易受自然因素影響而產(chǎn)生危害的巖石邊坡坡面防護(hù)。圖8 全覆蓋式錨噴支護(hù) 圖9 掛網(wǎng)錨噴支護(hù)6、 工程治理法的對(duì)比分析上述介紹的幾種塔位邊坡的工程治理方法及其優(yōu)缺點(diǎn)匯總?cè)绫? 所示。從表1 中不難發(fā)現(xiàn)，塔位邊坡工程治理措施的應(yīng)用相對(duì)較廣，但這些措施的主要缺點(diǎn)是易形成水土流失，容易形成新的次生災(zāi)害，增加工程造價(jià)，同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，如視覺(jué)污染、生態(tài)失衡等。（

13、二） 生物治理方法邊坡生物治理是指利用生物（主要是植物），單獨(dú)或與其他構(gòu)件配合對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化、植被恢復(fù)的一種綜合性技術(shù)45。其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)植物根系對(duì)邊坡的加固作用，有效減少和防止水土流失和滑坡的產(chǎn)生，同時(shí)提高植被覆蓋率。1 植被固坡植被固坡是利用植物涵水固土的原理穩(wěn)定巖土邊坡，同時(shí)又美化生態(tài)環(huán)境的一種新技術(shù)，如圖10所示。該技術(shù)目前已被越來(lái)越多的工程技術(shù)人員所倡導(dǎo)，結(jié)合送電線路工程的特點(diǎn)，有選擇地采用生態(tài)護(hù)坡技術(shù)也必將帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益。植被固坡選用的植物應(yīng)以當(dāng)?shù)剡m生植物為主，包括鄉(xiāng)土植物種及引種馴化成功并已得到廣泛應(yīng)用的植物種。北方寒溫帶和部分溫帶地區(qū)多選用冷季型草種，如黑麥草、紫

14、花苜蓿、高羊茅、草地早熟禾、灌木紫穗槐、沙棘、胡枝子等，而中部和南方部分溫帶、亞熱帶和熱帶地區(qū)多選用暖季型草種，如狗牙根、百喜草、假儉草、結(jié)縷草、灌木紫穗槐、胡枝子、合歡、火棘等。表1 塔位邊坡工程治理常用方法的技術(shù)特點(diǎn)方法適用范圍優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注坡率法適用于上陡下緩、坡后有穩(wěn)定巖土的邊坡；常用于淺層滑坡施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、安全可靠需要廢方堆置場(chǎng)；減載后邊坡還需植草或噴漿防護(hù)；用于深層滑坡處治時(shí)只能作為輔助方法滿足坡率要求， 坡高不能超過(guò)15 m， 可與其他方式組合護(hù)坡漿砌塊石適用于土質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡施工簡(jiǎn)便， 能較好地消化挖方棄土， 在地形有利時(shí)較經(jīng)濟(jì)坡底須埋置原狀土內(nèi)；環(huán)境效果較差， 受雨水沖刷

15、后砼易開裂；對(duì)護(hù)坡高度有限制盡量少采用加筋擋土墻適用于基巖和滑動(dòng)面淺的淺層滑坡施工簡(jiǎn)便， 造價(jià)低， 破壞山體平衡少，收效快坡腳須有穩(wěn)定巖土層；擋土墻基礎(chǔ)埋深有限，不適用于深層滑坡應(yīng)用廣泛漿砌石回填適用于石頭地質(zhì)基坑開挖石頭多；取材方便、減少石塊的運(yùn)輸僅限于石山地區(qū)應(yīng)用廣泛抗滑樁適用于地形較緩的中深層滑坡可處治深層滑坡費(fèi)用高， 施工時(shí)間長(zhǎng)， 地形較陡時(shí)不易操作常用于不允許停電塔位的邊坡治理掛網(wǎng)錨噴適用于地形較陡， 橫向基巖不深的中淺層滑坡；在15 m 內(nèi)應(yīng)有錨固基巖施工較快， 造價(jià)低， 可處治中層滑坡錨桿長(zhǎng)度一般在15 m 之內(nèi)，錨固長(zhǎng)度有限，不適用于深層滑坡施工設(shè)備搬運(yùn)方便方可能實(shí)施圖10 植

16、被固坡植被固坡適用于開挖后風(fēng)化嚴(yán)重的巖質(zhì)邊坡和坡面穩(wěn)定度較高的土質(zhì)邊坡。主要分直接噴播（客土、濕法）、土工格室和格構(gòu)植被護(hù)坡等形式。2 三維植被網(wǎng)護(hù)坡三維植被網(wǎng)護(hù)坡是指利用活性植物并結(jié)合土工合成材料等工程材料，在坡面構(gòu)建一個(gè)具有自身生長(zhǎng)能力的防護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡進(jìn)行加固，如圖11、12 所示。根據(jù)邊坡地形地貌、土質(zhì)和區(qū)域氣候的特點(diǎn)，在邊坡表面覆蓋一層土工合成材料并按一定的組合與間距種植多種植物。通過(guò)植物生長(zhǎng)活動(dòng)達(dá)到根系加筋、莖葉防沖蝕的目的，經(jīng)過(guò)生態(tài)圖11 三維植被網(wǎng)護(hù)坡結(jié)構(gòu) 圖12 三維植被網(wǎng)護(hù)坡效果護(hù)坡技術(shù)處理，坡面被茂密的植被覆蓋，在表土層形成盤根錯(cuò)節(jié)的根系，有效抑制暴雨徑流對(duì)邊坡的侵蝕

17、，增加土體的抗剪強(qiáng)度，減小孔隙水壓力和土體自重力，從而大幅提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。砌片石在坡面上形成骨架，在骨架的框格內(nèi)通常采用土噴播法或植草皮等方法進(jìn)行植草。它兼有漿砌塊石護(hù)坡和植被護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)􀉑且簡(jiǎn)便易行，是一種輕質(zhì)護(hù)坡，在輸電線路工程中已有一定的應(yīng)用范例，值得推廣。3 綜合護(hù)坡圖12 漿砌骨架植草護(hù)坡圖 圖13 漿砌骨架植草護(hù)坡效果近年來(lái)，在自然邊坡的保護(hù)和治理上，越來(lái)越多地采用植物方法與傳統(tǒng)的巖土工程技術(shù)相結(jié)合的綜合護(hù)坡方法。例如漿砌骨架植草護(hù)坡就是一種典型的綜合護(hù)坡方式，如圖12、13 所示。它是采用漿砌片石在坡面上形成骨架，在骨架的框格內(nèi)通常采用土噴播法或植草

18、皮等方法進(jìn)行植草。它兼有漿砌塊石護(hù)坡和植被護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)，且簡(jiǎn)便易行，是一種輕質(zhì)護(hù)坡，在輸電線路工程中已有一定的應(yīng)用范例，值得推廣。 五 幾種護(hù)坡形式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較生物護(hù)坡由于不需要消耗大量的建筑材料，如塊石、水泥等，因此，生物護(hù)坡的工程造價(jià)較低。經(jīng)查閱有關(guān)資料，各類護(hù)坡的造價(jià)比較如表2所示。表2 幾種護(hù)坡形式經(jīng)濟(jì)性比較護(hù)坡措施厚度/mm單價(jià)/(元·m-2)造價(jià)比/%100m2 護(hù)坡的施工工期漿砌塊石護(hù)坡30018010010 人×45 日塊石骨架植被護(hù)坡2001106110 人×30 日三維植被網(wǎng)護(hù)坡50301710 人×8 日從表2 可以看出，三維植被網(wǎng)護(hù)坡的厚度、單位造價(jià)及單位施工工期是漿砌塊石護(hù)坡的1/6，是塊石骨架植被護(hù)坡的1/4，生物護(hù)坡的經(jīng)濟(jì)性十分明顯。特別說(shuō)明的是，線路工程中由于材料運(yùn)輸費(fèi)用比例比一般工程要高得多，漿砌塊石護(hù)坡的材料消耗量大，運(yùn)輸成本比例也會(huì)更高。所以，在線路工程中應(yīng)用生物護(hù)坡，具有優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性。 隨著我國(guó)電力建