輸電線路設計環境影響的因素與措施

楊志強

（昆明供電設計院，云南 昆明 650011）

1 輸電線路對環境的影響

輸電線路對環境的影響可歸結為兩大類：對周圍水土環境的影響和電磁輻射的影響。

1.1 輸電線路對周圍水土環境的影響

輸電線路的建設引起房屋拆遷、跨越鐵路、公路、河流等，砍伐樹木，高壓輸電線路相互交叉、對弱電的影響以及由于基礎開挖對周圍植被的破壞，引起水土流失。

1.2 電磁輻射的影響

高壓輸電線路的電磁效應主要是通過電場、磁場和電暈等三種形式起作用的。根據目前所掌握的資料，高壓輸電線路的電磁輻射影響主要有以下幾個方面。

第一，對人體的生態影響。國外的研究資料表明，輸電線路的電磁場對人體的生態影響主要分為兩類：一類是當人在電磁場中短期停留時可能受到的影響，即短期影響；另一類是人在電磁場中長期工作或生活時可能受到的影響，即長期影響。

第二，對通信線路的干擾影響。輸電線路對通信線路的影響包括靜電感應和電磁感應。由于靜電耦合作用，輸電線路的電場會在鄰近的通信線路上產生感應電壓，即靜電感應。同樣，輸電線路的磁場也會在鄰近的通信線路上產生感應電壓。因為通信線路音頻通道的工作頻率一般為300～3400Hz，而輸電線路中的許多諧波正好落在這個頻率范圍內，所以一般規定系統中的諧波等效干擾電壓值應低于系統額定電壓值的1%才能符合要求。第三，對無線電、電視的干擾影響。輸電線路產生的工頻交變電磁場隨距離而衰減是很快的，它的波長與電視、微波相比要大得多。我國的中波調幅廣播頻率范圍為0.5～1.6MHz，電視廣播頻率范圍為48.5～92MHz，而輸電線路產生的無線電雜音頻率范圍為0.1～100 MHz，所以它主要影響的是中波無線電廣播和電視的2～6 頻道。

2 輸電線路環境保護的基本措施

2.1 采取避讓措施，減少對環境的影響

實際上就是對路徑進行全方位的優化，最大限度地減少對環境的影響。利用先進技術（例如海拉瓦技術）對路徑方案進行綜合比較，對一些環境敏感區采用避讓措施。

2.2 盡量避開陡坡及不良地質段

在選線和定位時，塔位應盡量避開地質斷裂帶、塌方、滑坡、沖溝、陡坡等地段。邊坡太陡時，需降基5～10m 甚至更多，才能滿足基礎保護范圍要求，如必須在不良地質段定塔位，應采取可靠的治理措施。避開的方法：另行選線；用直線轉角塔；用在塔頭間隙及負荷允許條件下帶小轉角（一般所帶轉角極小）的直線塔等。

2.3 事先做好輸電線路對環境影響的各

項評價工作隨著國民經濟的不斷發展，對輸電線路的要求越來越高，對涉及外部條件的環境影響評價、壓覆礦產評估、地質災害評估、文物調查及評估、河勢分析及防洪影響評估、地震安全性評價等工程前期工作都需得到相關行政管理部門的許可批準后，工程才能實施。

2.4 控制電磁輻射的影響和可聽噪音

輸電線路的電磁輻射影響包括電場效應（合成場強、離子流密度、人或物體感應電壓）、無線電干擾、電視干擾及可聽噪音。減少電磁輻射的影響主要是控制輸電線路的地面場強和地面處的感應電壓。因此，在設計時，應對桿塔的對地距離、電氣絕緣配合、風偏搖擺角、防雷等嚴格按照規程規范執行，對局部地區應進行場強實測或當地走訪，對影響人生財產安全的地段應進行局部加強，提高設計標準或采取預防措施。

2.5 減少線路走廊寬度

沿線開發區、各種不同類型的保護區、房屋、各種不同電壓等級的輸電線路、弱電通信工程及光纜、鐵路、公路、不同等級的河流星羅棋布，輸電線路的路徑選擇越來越困難。因此，輸電線路在系統及規劃要求容許的情況下，盡量采用同塔雙回或多回路設計，目前在西方發達國家，雙回或多回路線路用的較多。為縮小輸電線路的走廊寬度，單回路線路宜采用酒杯塔和貓頭塔，同時可采用中相“V”串、邊相“V”串等。在雙回路及多回路線路中，宜采用占線路走廊較小的導線垂直排列的形式，在低電壓和高電壓同桿架設時，低電壓應架設在下方，以減少電磁干擾和走廊寬度。

2.6 高跨樹林，減少輸電線路對自然環境的破壞

以往送電線路在跨越樹木時，一般都采用砍伐的方式，即在線路走廊范圍內剃光，嚴重破壞森林植被，引起水土流失，破壞自然環境，工程綜合費用增加很大。近年來，國家對森林植被嚴格控制濫砍濫伐，輸電線路跨越樹木一般均采用高跨方案，根據各種樹木最高自然生長高度，確定跨越樹林弧垂對地距離及桿塔的呼稱高。據統計，高塔跨越方案不僅有較好的社會效益，保護國家日益匱乏的森林資源，而且有較好的經濟效益。

3 桿塔和基礎的設計

3.1 設計高低腿桿塔

輸電線路經過的地形千差萬別。當鐵塔位于斜坡或臺階地時，塔腿之間會形成高差，這就要用高低腿來平衡，高低腿在四個任意方向都可以連接。目前塔腿級差一般設計為1.5m，長短腿的最大差值可達10.0m，而地面高差是任意值，當長短腿不能完全平衡地面高差時，一方面可將部分主柱露出地面，另一方面塔腿級差可縮短為1.0m，長短腿的最大差值也可以擴大，做到不開方或少開方。

對于坡度較大的地形，若塔腿長短腿已用到最大高差，仍不能平衡地面高差時，可采用長腿對應基礎主柱升高的辦法來平衡過多的高差，必要時可做特殊基礎，在基礎設計無法滿足或其他具體因素主柱不宜升高時，可對短腿所在基面做適當開方。

3.2 采用V 串布置，限制線路走廊

線路經過居民區、發達地區、林區，為減少沿線房屋拆遷及對沿線生態環境的破壞，盡量減少林區砍伐量和賠償費用，必須減小走廊通道。采用V 串布置可縮小線路間距離、減少走廊寬度，不僅可減少樹木砍伐量，同時還可減少房屋拆遷等其它線路走廊清理費用。因此，在房屋集中地段及森林地段等地形條件受限時，鐵塔型式考慮采用V 串布置。I 型串布置與V 型串布置相比較，I 串的絕緣子片數比V 串絕緣子片數少。V 串布置的主要優勢是通道寬度比I 型串布置的通道寬度約減小5m左右，減少了房屋拆遷和林木砍伐量，減少了對自然環境的破壞，有利于施工運行和維護，有較好的社會效益和經濟效益。因此，使用V 型串布置是必要和合理的。

3.3 設計原狀土基礎，減少開挖土體

輸電線路工程通過山區，大部分塔基地處于山坡或山頂，大開挖的基礎型式不僅基面保護范圍大，而且基坑、基面的土石方量大大增加。山區的地質情況大多為不同風化程度巖石，巖石的殘積層或覆蓋層，通常為硬塑及堅硬狀態的粘性土覆蓋層或巖石的殘積層（無地下水），這樣的地質條件非常適宜做原狀土基礎，如巖石嵌固基礎、直柱或斜柱粘性土全掏挖基礎、巖石錨桿基礎等。這類基礎都避免了基坑大開挖，充分利用原狀土力學性能，提高了基礎抗拔能力，減少了土石方開挖量，施工不用模板或少用模板，簡化了施工工藝。更為重要的是塔位原狀土未受破壞，有利于塔基穩定，沒有對環境產生不良影響，有顯著的社會、經濟和環保效益。

3.4 設計深埋基礎，減少基礎降基

在以往的線路設計中，山區塔基降基應考慮基礎保護范圍內將基礎降為同一作業面，使用深埋基礎，配合鐵塔高低腿的使用，降基值只計算到腿部出土點高差，保護范圍的高差采用深埋主柱，基礎降基大幅度地減小，而且桿塔的高程相應的提高了，降低了桿塔呼稱高。

3.5 采用塔腳架加高主柱基礎

在加高基礎不夠的情況下，特別設計了塔腳架，采用格構柱的結構形式。混凝土加高基礎加高超過2.0m 后，由于偏心彎矩的增大而導致基礎主柱截面和鋼筋量都很大，而鋼結構塔腳架能充分發揮鋼材的特性，并具有結構自重輕、簡化施工工藝的優點。根據特別陡峭地形的需要，合理使用塔腳架加高主柱基礎，經濟和環保效果將更為顯著。

3.6 現場定位

現場定位是保證環保設計的一個重要環節，通過各個專業的設計人員共同對現場的測量，精確確定降基高度、基礎加高量及鐵塔高低腿的配置，最大程度地將工程設計成為綠色環保的產品。

4 施工基面的綜合設計

4.1 基面處理

基面土石方大量開挖，不但破壞了塔位原有的天然植被，而且使原穩定土體受到擾動。開挖土石方后的斜坡以及高低腿之間的坡面，暴露在大氣中，在雨水的沖刷下，容易產生水土流失和塌方。同時，大量的基面挖方棄土堆積在基面邊坡上，增加了邊坡附加壓力，在雨水浸蝕下，容易產生塌方和滑坡，總之，基面大量挖方，破壞了原有土體穩定狀態，給線路安全運行帶來隱患，而且很不經濟。因此目前基礎設計中提出四個塔腿分別降基的概念，在考慮施工作業面以及邊坡穩定點后，塔基基礎分坑應形成四個小基面，基坑中間的土體只要不影響鐵塔的安裝可完全保留。

4.2 基面排水

4.2.1 基面外設排水溝

通暢基面排水，有利于基面挖方邊坡及基礎保護范圍外臨空面的土體穩定。塔位有坡度時，為防止上山坡側匯水面的雨水、山洪及其他地表水對基面的沖刷影響，除塔位位于面包形山頂或山脊外，均需在塔位上坡側（如果基面有降基挖方，距挖方坡頂水平距離≥3m 處），依山勢設置環狀排水溝，以攔截和排除周圍山坡匯水面內的地表水。

4.2.2 基面內留排水坡度

施工時是按水平面的形式操平基面，還有少數基面出現內低外高的情況，以致造成基面排水不暢而積水。應對降基挖方的基面留有內高外低的排水坡度，坡度一般為0.5%～1.0%。

4.3 護坡

護坡通常沿塔位周圍自然山坡或基面挖方后的緩坡面用坡石砌筑，對塔基邊坡起保護作用，防止邊坡被雨水沖刷或由于風化而剝落坍塌。

4.4 擋土墻

擋土墻的作用是把土擋在指定范圍。在山區，塔位降基開挖基面土方破壞了原有土體穩定平衡狀態，或基礎臨空面邊坡陡峻，易于崩塌，或高低腿間斜坡因基礎根開小無法放坡，或少數塔位因受線路走廊限制，不可避免地位于土體穩定差的地段等，由于坡度陡（如砌護坡），不能起擋土作用，必須砌擋土墻。

5 結束語

綜上所述，筆者結合多年的經驗對輸電線路設計環境影響的兩大因素，即電磁輻射的影響和對周圍水土環境的影響，提出輸電線路環境保護的基本措施，供與同行參考。

[1]荊林國,張韶晶.輸電線路設計應注意的問題,農村電氣化,2006-11-10.