哈密—河南(鄭州)特高壓直流工程水土流失防治經驗

鄭樹海(國家電網公司 直流建設分公司，北京 100052)

哈密—河南(鄭州)特高壓直流工程水土流失防治經驗

鄭樹海
(國家電網公司 直流建設分公司，北京 100052)

水土流失；防治經驗；哈密—河南(鄭州)特高壓直流工程

以哈密—河南(鄭州)±800 kV特高壓直流工程為例，從設計、建設管控、水土保持技術服務直到施工等各個環(huán)節(jié)分析了水土流失防治經驗。自始至終將構建水土流失防治體系、實現(xiàn)水土流失防治目標作為建設管理重點，是保證水土保持措施落到實處和取得明顯效果的關鍵。

哈密—河南(鄭州)±800 kV特高壓直流工程是國家電網公司自主設計和建設的第三個特高壓直流輸電工程，旨在實現(xiàn)全國范圍內能源和電力資源的優(yōu)化配置。工程沿線地貌形態(tài)多樣，氣候、土壤、植被、土壤侵蝕及其他自然條件差異較大，建設過程中的土石方開挖、堆放等易對地表形成擾動和破壞，若無有效的水土保持措施，在降雨和風力作用下，將產生新的水土流失。基于此，工程建設中，從設計、建設管控、水土保持技術服務直到施工等各個環(huán)節(jié)，高度重視水土保持工作，將構建水土流失防治體系、實現(xiàn)水土流失防治目標作為建設管理重點，取得了較好的防治效果。

1 工程概況

哈密—河南(鄭州)±800 kV特高壓直流工程西起新疆維吾爾自治區(qū)哈密市境內的哈密換流站，止于河南省鄭州市中牟縣境內的鄭州換流站，途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南6省(區(qū))，包括新建哈密換流站和鄭州換流站、岌岌臺接地極和陳家接地極、直流輸電線路2 192.6 km、換流站至接地極輸電線路106.6 km。工程總投資160多億元，于2012年5月13日開工，2014年1月27日投入試運行。

工程由西北向東南依次經過西北戈壁荒漠區(qū)、風沙區(qū)、西北黃土高原區(qū)和北方土石山區(qū)。項目區(qū)侵蝕類型及強度由西北向東南依次為中度風力侵蝕[1]，中度風力-水力復合侵蝕，強烈水力侵蝕和輕度水力侵蝕。西北戈壁荒漠區(qū)、風沙區(qū)和西北黃土高原區(qū)容許土壤流失量為1 000 t/(km2·a)，北方土石山區(qū)中太行山地區(qū)及黃淮海平原區(qū)容許土壤流失量為200 t/(km2·a)。

2 水土流失防治經驗

2.1 水土流失防治體系構建起步于設計階段

水土保持方案編制階段，基于不同地貌類型區(qū)水土流失特點，對主體工程設計中已列水土保持措施進行分析評價，有針對性地補充完善工程措施、植物措施和臨時措施，形成較為完善的水土流失防治體系。后續(xù)設計階段，通過調整換流站內大型電氣設備與建筑物的排列方式，優(yōu)化站內交流濾波器場電氣設備布置形式減少占地面積，采用先進降噪措施降低噪聲影響等優(yōu)化措施，使鄭州換流站僅占地16.38 hm2，是目前換流站中占地最少的；輸電線路塔基基礎設計盡量采取掏挖類基礎和灌注樁基礎，山地塔基大量采用高低腿設計，施工采用索道運輸建筑材料和塔材，采用飛艇和無人機放線等施工工藝達到減少土石方開挖和占地的目的。與此同時，對水土保持方案中的水土流失防治體系進一步優(yōu)化調整，分層落實責任，為建設過程中水土流失防治措施落到實處奠定基礎。

2.2 水土流失防治管控貫穿始終

工程建設期間，建立了由國家電網公司統(tǒng)領，國網直流建設管理部門牽頭，以各省(區(qū))電力公司為主導，業(yè)主、水土保持監(jiān)理、水土保持監(jiān)測、施工項目部為重點的四級水土流失防治管控體系。定期召開會議，及時協(xié)調解決建設過程中出現(xiàn)的問題，為水土保持措施的落實起到了重要的保障作用。

2.3 充分發(fā)揮水土保持技術服務單位支撐作用

建設期間，共委托水土保持監(jiān)理單位13家、監(jiān)測單位6家、驗收技術評估單位2家，三方從各自專業(yè)角度對擾動土地面積、水土保持工作進度、措施質量、水土流失情況、水土保持投資、防治效果等進行監(jiān)控，針對存在問題及時提出整改意見，對保障水土流失防治措施有效實施起到了重要支撐作用。

2.4 創(chuàng)新水土流失防治模式

施工過程中，大量采用先進技術，創(chuàng)新水土流失防治模式，在減少土石方挖填方量、減少擾動土地面積、縮短工期等方面發(fā)揮明顯作用。①戈壁碎石土地基掏挖基礎技術。傳統(tǒng)的戈壁灘輸電線路建設多采用鋼筋混凝土基礎方式，材料消耗量大，防治不當則易形成風蝕，造成嚴重的水土流失；工程首次采用戈壁碎石土地基掏挖基礎技術，充分利用戈壁區(qū)的碎石土具有的良好抗剪性能，既減少了土石方挖填量，又減輕了對原地貌和植被的擾動破壞。②黃土丘陵區(qū)沖挖錐掏挖技術。傳統(tǒng)方法開挖6 m以下的基礎坑需要6～7人用洋鎬開挖7天，不僅耗時長而且坑下作業(yè)安全隱患大[2]。采用適宜黃土丘陵區(qū)施工的輕型掏挖基礎工具沖挖錐后，3.5 h就可以高質量地完成一個深度12 m的基礎坑。③架設索道技術。以往山區(qū)依靠騾馬運輸80 t的鐵塔塔材需40多天[3]，而用索道1天就能運輸材料20 t,還能減少擾動土地面積。同時，根據索道搭設的經驗，國家電網公司完成了《架空線路貨運索道施工工藝導則》技術標準，為以后的索道搭設提供了統(tǒng)一、規(guī)范的方法。④無人機放線技術。以往在架設牽引線時，采用人工肩扛牽引線，貼地牽引，線路沿線走廊內的地表及植被受到嚴重擾動[4]。大量采用無人機放線技術后，提高了導引繩展放精準度，減少甚至免除砍伐放線通道上的植被，有效減少臨時占地。具體方法是：在機身下懸掛一平衡重物，導引繩連接其上，在地面展放機械的配合下牽引飛過塔位，由塔上人員借助導桿將導引繩放入牽引滑車槽內，再用導引繩牽牽引繩，通過相與相間渡繩等操作，最后用牽引繩牽放導線。⑤在國內首次采用一次同步布放6條子導線施工新技術，普遍采用了平臂抱桿組塔、動力傘或無人機不落地展放導引繩、掛膠放線滑車、偏心走板、導線金具保護措施等創(chuàng)新技術和工藝，大幅縮短了工期，減少了土地擾動面積。從主體開工到雙極全壓解鎖，有效工期僅17個月，比同為±800 kV的向家壩—上海特高壓直流輸電示范工程、錦屏—蘇南特高壓直流輸電工程的工期分別提前了8個月和1個月。

2.5 因地制宜配置水土流失防治措施

工程建設過程中，考慮到工程線路長、經過區(qū)域水土流失類型復雜等特點，針對不同立地類型因地制宜地采取了相應的水土流失防治措施，不同類型區(qū)實施的水土流失防治典型措施見表1。

表1 不同類型區(qū)水土流失防治典型措施

2.6 水土流失防治效果

水土流失防治措施選擇得當、布局合理，既保證了主體工程的安全，又實現(xiàn)了防治水土流失、改善擾動區(qū)域生態(tài)環(huán)境的目的，工程實際完成水土保持投資11 044.96萬元，具體工程量見表2。各項水土流失防治指標超過了水土保持方案確定的目標值，擾動土地整治率97.38%、水土流失總治理度98.56%、攔渣率98.77%、土壤流失控制比1.03、林草植被恢復率96.01%、林草覆蓋率14.07%。

表2 水土流失防治措施工程量

3 結語與討論

(1)工程建設中，從設計、建設管控、水土保持技術服務直到施工等各個環(huán)節(jié)，自始至終高度重視水土保持工作，將構建水土流失防治體系、實現(xiàn)水土流失防治目標作為建設管理重點，是保證水土保持措施落到實處并取得明顯效果的關鍵，這種水土流失防治經驗可供其他生產建設項目借鑒和參考。

(2)撒播草種具有簡單易行、見效快等特點，適宜在擾動范圍小的塔基區(qū)、牽張場等實施，但局部存在出苗率低、地表土易流失等現(xiàn)象，今后需要盡可能選擇適宜當?shù)厣L的草種，并同步實施多草種混播、地表苫蓋等措施，以充分發(fā)揮水土保持措施的功能和作用。

(3)特高壓直流工程具有線路長、跨越省(區(qū))多、沿線地形復雜多樣、水土保持設施管理維護難度大的特點，后期管理維護需要進一步明確責任、落實專項經費、加大巡查力度，及時修復損毀的水土保持設施，以確保其持續(xù)發(fā)揮效益。

(4)在今后類似工程建設過程中， 仍需要進一步優(yōu)化水土保持措施和工程量設計，充分考慮實施措施的針對性、可行性和經濟性，以期用較小的投入獲得較大的水土保持效益。

[1] 王白春，劉雅麗，舒怡，等.新時期西北黃土高原區(qū)水土流失防治思路[J].中國水土保持,2016(9):16-18.

[2] 尹亞坤. 黃土丘陵溝壑區(qū)水土保持生態(tài)系統(tǒng)效益評價[J].人民黃河,2013(2):67-69.

[3] 景立新.光伏發(fā)電項目水土保持措施體系設計與實施方案[J].中國水土保持,2016(11):42-43.

[4] 劉剛，申義賢，裴華，等.輸變電工程水土保持措施設計探討[J].中國水土保持，2011(11):20-22.

S157.2

C

1000-0941(2018)01-0020-03

鄭樹海(1973—)，男，河北蔚縣人，高級工程師，從事水土保持與環(huán)境保護等管理工作。

2017-08-10

(責任編輯 孫占鋒)