試論山區輸電線路設計及注意事項

曾 崢 趙漸進 丁 傲

（湖北省電力公司孝感供電公司設計院，湖北 孝感 432000）

隨著西部大開發等項目的開展，西部山區的經濟和基礎設施建設受到了廣泛的關注。電能作為經濟發展的重要能源，對國民經濟的發展起著非常重要的作用。而我國西部山區的能源資源充足，能夠為經濟發展迅速，而能源資源相對不足的東部地區提供支持，因此，一系列諸如“西電東送”之類的工程項目相繼實施。所以，在西部地區建設輸電線路是不可避免的。但是西部多山區，山區本身的地質問題、氣候條件以及經濟發展情況等，使得輸電線路的設計需要充分考慮到當地的一些注意事項。

一、山區的自然環境對輸電線路設計的影響

山區一直是工程施工的難點，其地理環境因素，也是許多基礎設施建設緩慢的主要原因之一，獨特、險惡的地質、地形等都是輸電線路建設要首先面對和解決的問題。地質勘探是所有的工程在設計、施工之前的重點工作，山區是地質災害頻發的地區，對于輸電線路的施工安全和運行非常不利。

首先，在我國西南地區，降水比較充沛，再加上地質構造的特點，以及地下水匯集，使得這些地區的可溶性巖石分布比較普遍，甚至產生巖溶洞穴，地質不穩定，對于工程施工的地基選址有很大的影響。因此，輸電線路在建設時，要盡量避開有巖溶發育的地段，以保證塔位的塔基穩定。這就需要設計、施工人員，對當地的地質環境有充分的了解，要多進行走訪，勤于向當地的居民詢問當地的巖石特點，也可以通過查詢相關的地質資料，并進行嚴謹的地質調查，保證施工地段的選取安全穩定。但是，如果塔基地點的選擇無法避開這些可溶性巖石地段，設計人員就需根據調查的情況，包括巖溶洞穴的規模、洞穴發育狀況等，采取相應的措施，對巖溶地基進行技術處理。

對巖溶洞穴的處理方法有很多，如通過填埋將洞穴填充起來，但這只是對規模小或者較淺的洞穴而言的；處理較大洞穴時，一般都是用建設混凝土橫梁的方式，在洞穴之上架起橫梁等。這些都是減小巖溶地形對輸電線路建設影響的有效措施。因此，在修建之前，要對塔基的腳進行勘測，充分了解塔基腳下的巖溶發育的深度及寬度范圍，在深入調查的基礎上，作出輸電線路的設計方案。防止設計方案因施工過程中發現地址問題，而不得不放棄重做，浪費大量的資金、時間和精力。

此外，由于山區地形條件影響，輸電線路的塔基一般建在斜坡上，而斜坡是泥石流、滑坡等災害多發地區，這對于輸電線路的穩定性影響很大。因此在選擇斜坡建設塔基時，要多對斜坡的地質情況進行勘測，選擇地質良好、地基穩定的地區，防止斜坡大，而且土質松散的地段。而對于一些滑坡、泥石流頻發的地區，設計人員要加以治理，增加植被覆蓋，減少水土流失；設置攔石網，減少山體崩塌；實施排水設施，及時減小地下水對山體滑動面的影響；及時清除之前滑坡、泥石流導致的山體上的堆積物資，從而減少地理災害的物質等。通過這些治理，不僅有利于保證輸電線路的安全和可靠，更有效地減少了當地的水土流失，保護了自然環境。

二、山區輸電線路的設計工作

（一）線路的選擇

選擇合適的輸電線路，是整個工程施工的基礎，線路設計方案的合理與否，要看它的線路長度是否合適、地質條件是否穩定、是否利于日后施工作業、是否方便線路的正常運行、以及附近交通條件是否便利等。要選擇合適的輸電線路，就要對各項條件有充分了解，需要設計人員具備足夠耐心和責任心，進行多次勘探、考察，使施工線路盡量避開地質條件差的地段、繞開農田、樹林和房舍，以及原有的其他基礎設計，確保線路的選擇不會妨礙到其他工程的正常建設，也不會對當地居民的正常生活產生影響，同時也能減少施工賠償的花費。此外，要保證線路的長度要短，轉角要盡量少，而經過的地區地質條件好，以減少處理地質問題所需的開銷，保證所選擇的線路經濟、合理，節約施工和維護的成本。

（二）鐵塔的設計

1 基本特點

為滿足山區斜坡的實際地形條件，在山區建設輸電線路時，一般采用全方位的高低腿鐵塔，而高低腿的一般級差為1—1.5米，但是根據地形的差異，它的級差也會不同，并且級差越大，鐵塔的重量也會隨著增大。

2 優勢和不足

一般條件下，由于鐵塔高低腿的設置，往往采取“就地挖坑”的方式，即對基坑周圍1—2米的工作面做小面積開方，使得塔位基面開方較小，可以有效減小開方量。因此，這種長短腿鐵塔可以在一定程度上減少基面的土石開挖和植被的破壞和水土的流失，有效保護塔基周圍的自然環境。同時，有利于維護鐵塔塔位的穩定性，是現在山區輸電線路最常用的鐵塔設計方式。但是它存在一些弊端，一般來說，這種高低腿的鐵塔的耗鋼量比一般平腿鐵塔的耗鋼量增加了7%左右，而鐵塔的基礎作用力也增加了近10%，極大增加了施工的成本。此外，一些高低腿鐵塔在陡坡上施工時，往往要按照腿的高低進行施工，而在陡坡地形上進行這樣的施工開方，會導致出現高邊坡，處理費用相對較高，一旦處理不好，可能影響鐵塔的安全。另外，內邊坡的穩定性問題，尤其是高塔腿的內邊坡穩定問題，是使用高低腿鐵塔時要注意的問題。一直以來，內邊坡的穩定性都是山區使用鐵塔面臨的一大難題。按一般規律，在設計時，需要盡量減小根開，以保證鐵塔的基面降低少。但是，在根開小而又大開挖的時候，內邊坡的穩定性問題就出現了。因為開挖基坑時的放坡要求的限制，高塔腿內邊坡往往會出現保護不夠的問題，因而不得不經常采用護坡等措施加以補救，從而增加以許多額外的工作量，增加了施工的難度。

3 注意事項

以哪條塔腿的標高為標準，從而確定其他塔腿的長度，是高低腿鐵塔在使用中要首先考慮的問題。這就需要設計人員根據實際的需要，選擇合適的基礎標高為參照，適量增加或減小其他腿高，以盡量減少基面開方，達到節省開方量的目的。

（三）基礎型式

首先，采用插入式基礎型式，直接將鐵塔的主材插入土地，是輸電線路的桿塔經常采用的一種基礎型式，這種方法也可以在山區中較平緩的地段使用，對于保證高低腿的上拔和下壓，保證鐵塔的穩定有重要作用。但是，它的開方量比較大，對周圍環境的破壞大，且回填土常常出現問題，其施工操作過程困難。另外，在地勢較陡的地區，可以采用掏挖基礎，又稱原狀土基礎型式，它主要是針對山區陡坡地段的塔位采取的措施。在陡坡地段，有時即便是級差最大的高低腿鐵塔都很難達到地形的要求，無法對基礎的露出部分進行調節，難以保障基礎邊坡的距離。在這種情況下，我們通常采用原狀土基礎，可以減少開方量，無需像斜插基礎一樣支模，從而減少了施工量，節省了施工的成本和時間。同時，也很好地保護了生態環境和塔位的安全穩定性。此外，在有巖石覆蓋的地區，可以采用將巖基挖成具有一定形狀的方式，直接將鐵塔角鋼澆入巖石中，使之與巖石成為一體，在節省開方量的同時，保證了塔位的穩定性，又能節省了施工成本，是一種不錯的基礎型式。但是，對開挖的巖石的性質，及其穩定性、風化程度等，都需要設計、施工人員進行事前的嚴格監測，保證施工的后期施工和輸電線路的安全運行。

三、山區輸電線路工程施工的后期處理工作

（一）余土的處理

工程的基坑回填后，剩余的土如何處理是山區施工一大難題。若放任不管，余土的土質疏松，一旦遇到降雨天氣，會發生嚴重的水土流失，甚至是緩坡、泥石流等自然災害，給塔基造成不利影響；但若將余土直接推下山坡，也會對周圍的植被和山區造成破壞，對環境產生很大的影響。解決這樣的問題，就要在施工前進行規劃，盡量減少塔基的開方量，減少余土的數量，在有效保護水土的同時，也減小了對周圍植被的破壞。因此，要在鐵塔腳的高度，以及基礎型式的選擇上加以注意，盡量選擇開方量小的鐵塔設備和施工方式。此外，在選擇施工線路時，要注意周圍交通條件，可以將余土不斷運出，并得到合理的處理和使用。而在運輸不便，又無法減少余土量的條件下，則可以對余土進行妥善使用，通過構筑土墻的形式，盡量減小余土對周圍環境和工程施工的影響。

（二）防雷電處理

山區的地勢特點，及鐵塔所處的地理位置，使得防雷電工作成為山區輸電線路工程的重要內容。因此，在設備的選擇上，要提高線路及設備的絕緣性，可以采用玻璃等絕緣材料，提高線路本身的防雷電水平。此外，在線路的選擇上要結合當地的氣候環境，參考歷年的雷電發生情況，選擇合適的輸電線路，盡量避開雷電多發地區。并在允許范圍內適量降低鐵塔的高度。

結語

山區施工時，其受到的地理環境、氣候條件、經濟狀況的影響，以及所采用的設備，不同于一般的平地施工。結合山區實際情況，以及輸電線路工程的需要，制定合理的設計和施工方案，是山區輸電線路建設的前提和基礎。而減少對自然環境的破壞，保證施工的質量，維護輸電線路的安全穩定，則是施工的目的。山區輸電線路設計要充分明確其任務和目標，采用最合理的技術手段，保證輸電線路建設的順利進行。

[1]王信.淺談輸電線路山區工程基礎的選型[J].城市建設理論研究，2011（30）.

[2]李光宗.關于山區輸電線路設計及注意的問題[J].城市建設理論研究，2011（34）.