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某省输变电工程水土流失及预防方法体系研究

发布时间:2014-10-30 17:00 论文编辑:lgg 所属栏目:工程论文 关键词: 输变电工程水土流失特征防治体系措施

本文是工程硕士论文,本文通过分析山西省输变电工程的水土流失特征,建立输变电水土保持防护体系,结合山丙省18个输变电工程的具体情况,可知影响输变电工程水土流失的因素有自然因素

1山西省水土流失特点


1.1水土流失现状
我国的大量学者已经从不同角度对此做了大量的研究,如杨占华、夏宇(1997)从环境保护的角度出发,对500kV线路的选择做了有益探讨;窦正和(1998)据中南电力设计院对其设计的10余条长达5330km的500kV线路工程的开发建设过程产生的水土流失的研究;孙中峰等(2008)以山西省为例探讨了黄土区输电线路工程水土流失特点和应釆取的相关措施等等。但没有系统的分析山西省输变电工程的水土流失特点以及防治措施体系研究,本文将通过结合山西省的18个输变电工程总结项目建设过程中的水土流失规律,建立针对性的防治措施体系,使输变电工程建设最大程度减少水土流失量,真正使输变电线路成为“绿色通道”。通过本文的研究,为山西省甚至华北地区输变电建设过程中从施工工艺、施工方法及占地、防治措施等方面全部有章可循,为输变电工程水土保持防治的进一步展开提供理论基础和技术支撑,对山西省乃至华北地区开发建设项目的水土流失防治措施具有一定的指导意义。山西省全省南北间距较长约680km,东西宽380km,总面积为15.6万km2,占全国总面积的1.6%。山西省是典型的为黄土广泛覆盖的山地高原,地势东北高西南低,高原内部起伏不平,河谷纵横,地貌类型复杂多样,有山地、丘陵、台地、平原,山多川少,东有太行山,西有吕梁山,北有恒山、五台山,南有中条山,中有太岳山,山地、丘陵面积为12.5万km2,占全省总面积的80.1%,平川、河谷面积仅3.1万km2。山西河流源于东西高原山地,向西向南流的属黄河水系,向东流的属海河水系。山西省地处大陆东岸中讳度的内陆,属于温带大陆性季风气候。春季多风,夏季雨水集中,秋季温和,冬季寒冷干燥。全省日照充足,热量资源较丰富,但灾害性天气较多,十年九旱,南北气候差异显著,昼夜温差较大。
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1.2水土流失的影响因素及危害
水土流失的影响因素包括自然因素、社会因素和建设项目引起水土流失等。自然因素包括降雨、风力、温度、地形地貌、地质土壤、植被等。降雨是水土流失的主要动力之一,又是地面径流和土壤下渗水的来源,降水量大小、水滴能量、季节分布、降雨分配及强度,对水土流失都产生直接影响。山西属温带大陆性季风气候,降水分布主要是受季风环流控制。降水分布极不均勾。全省年降水量介于400?650mm之间,集中于6?8月份。降水分配上的高度集中,是造成严重水土流失的主要因素之一。冬春以偏西或西北风居多,夏秋以偏东或东南风占优势,8级以上(风力>17m/s)大风日数40%?50%出现在春季,全年6级以上大风日数40?60天。地理坐标为北讳34°34'至40°43',横跨了 6个炜度,致使南北两地气温出现很大差异。地形复杂,山地、丘陵、平原等均有分布,昼夜温差很大。黄土分布极为广泛。据测算,全省黄土分布范围达10.4万km2,占全省总面积的66.6%。由于坡向不同立地条件也不相同,天然植被的分布有明显差异(山西水土保持志,1998),生态环境基础脆弱。人类长期以来不合理的社会经济活动加剧了水土流失的发生。水土流失的社会因素主要表现在三个方面:一是毁林毁草、开荒垦田、陆坡开垦和过度拓垦;二是历代兴土木,滥伐森林;三是釆矿、修路等生产建设活动随意弃土弃密,造成了新的水土流失(山西水土保持志,1998)。而且在最近几年,随着山西省社会经济的快速发展,特别是由于生产建设的发展和能源重化工基地建设,开发建设项目不断增加,对环境造成的扰动愈演愈烈,造成了新的水土流失。
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2输变电工程施工工艺分析


2.1施工前期准备
前期进行地质勘查、工程所需的主要道路铺设、所需的施工器械等的放置地点的选择、施工场地平整以及用电、用水、通讯、通气等基础设施的铺设构建等。土建基础施工包括杆塔基础施工、基础开挖、装配式基础施工、桩式基础施工、岩石基础施工五个方面的施工。塔基通常有4个基坑,基坑的开挖主要有人工幵挖、机械开挖2种。杆塔的装配式基础,是将基础分解成若干构件,在工厂制造、运至杆塔位置、就地组装的基础。桩式基础分深桩基础和浅桩基础两种。深桩基础的施工工序为成孔,钻孔一般使用大锅锥的人力推锥或1250B潜水点钻,再成桩,在挖好的孔中放入钢筋笼,水中灌注混凝土而成钢筋混凝土桩。岩石基础就是把锚筋直接锚固与岩石孔内,保证杆塔结构稳定的一种基础。其施工程序为清楚浮表,露出基岩一钻凿空洞一清孔一安装钢筋或地脚螺栓一灌注砂衆或硫横粘结剂一养护一允许偏差。
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2.2变电站工程施工
变电站工程施工主要包括构筑物施工、地下沟管线施工以及场地平整与基坑回填等土石方工程,以及电气安装工程施工。前期以土建工程为主导,后期以电气安装为主导,适当穿插。变电站工程的水土保持影响主要发生在土建工程部分,尤其是土方工程,动土量大。变电站的土建工程包括工程测量放线与场地平衡、土方工程、施工生产生活区建设、道路工程、地下沟管线工程、场地平整与坑基回填。其中土建工程地基处理包括:构架及其支架基础,设备支架基础、主变基础开挖、回填、碾压处理、场地平整、站外边坡、排水沟、排洪沟段、挡土墙基础等。众多工艺中,涉及影响水土保持的工艺最主要的是场平和地基施工,即开挖动土环节。除此之外,水泥等材料的搅拌处理、钢筋混凝土桩的制造、变电站道路施工以及大体积混凝土基础工程施工等。220kV以上的变电站的占地面积通常在2-7hm2左右,最多不超过10hm2,占地面积分为永久占地面积和临时占地面积,临时占地面积相对较小,建成后恢复。在建筑主体的构建过程中,影响水土保持的工程是施工占地,主要包括临时材料和废弃物的堆放,以及器械的占地,但是面积较小,只影响站外少许土地。
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3山西省输变电工程产生水土流失特征分析......... 9
3. 1山西省输变电工程水土流失现状......... 10
3.2山西省输变电工程水土流失影响因素分析......... 10
3.2. 1自然因素 .........10
3. 2. 2人为因素 .........12
3. 3工程土壤流失源的确定......... 13
3. 4输变电工程占地面积分析......... 14
3. 5山西省输变电工程施工与运行过程水土流失......... 19
3. 6山西省输变电工程水土流失防治措施布局......... 21
4山西省输变电工程水土保持关键技术分析与评价......... 23
4. 1输变电工程施工运行过程......... 23
4. 2输变电工程水土保持关键技术......... 29
4. 3输变电工程低扰动水土保持技术......... 49
5 结论......... 61


4山西省输变电工程水土保持关键技术分析与评价


4.1输变电工程施工运行过程与水土保持相关技术体系划分
山区、丘陵区变电所一般存在对站址进行场地平整或采用阶梯式布置的情况,需要根据实际情况釆取相应的措施,包括排水工程、坡面防护工程、降雨入渗工程、植被建设工程及临时防护工程。包括栏挡、护坡、截排水措施。站区场地排水方式应根据所区地形降雨量土质类别竖向布置及道路布置合理选择排水方式,主要方式有地面自然散流排渗,雨水明沟、暗沟(管)或混合排水方式,最终排入沟渠、河流、堰塘等区域。具体排水设施布设参照《变电所总布置设计技术规程》(DL/T5056-1996)中的相关规定设计。坡面防护工程包括栏挡工程和护坡工程。增加降雨入渗可补充土壤水分,有利于站区绿化植物生长,同时减少径流产生,减轻站内及站外排水线路沿线水力侵烛。降雨入渗工程包括能够下渗雨水的绿地、透水地面、专用渗透设施等使更多的雨水尽快渗入地下措施。植被建设工程站区绿化、移栽假植、植物护坡。临时防护工程包括.表土剥离及临时堆存防护、回填土堆存临时防护、堆料临时防护、施工场地临时排水、沉沙、施工场地降尘。

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结论


本文通过分析山西省输变电工程的水土流失特征,建立输变电水土保持防护体系,结合山丙省18个输变电工程的具体情况,可知影响输变电工程水土流失的因素有自然因素、人为因素,同时由于业主及施工方水土保持意识淡漠和对水土保持认识不足导致水土流失严重,甚至会产生二次流失,防治水土流失工是一项艰巨的任务。影响输变电工程水土保持较大的施工工艺是在输变电线路运输道路、塔基建设和杆塔组立与架线,且产生水土流失的环节和工序主要是施工准备和基础施工阶段。输变电工程防护体系采取的措施包括坡面防护工程、排水工程、弃渔处理工程、土地整治工程、植被防护工程、临时防护措施等,而关键技术体系包括坡面防护技术体系、径流调节技术体系、表土剥离技术体系、土地整治技术体系、植被建设技术体系和临时措施技术体系。为了防治水土流失我们一般在输变电工程施工过程中釆用扰动水土保持技术,即包括低扰动塔基设计、不落地放线技术和低扰动运输方式与措施设计。通过定性分析,釆用全方位长短腿塔和主柱加高基础,可以避免工了作平台的修建,减少降基,最大限度地适应山地地形变化的要求,从根本上减少了工程土石方的开挖、减少了工程占地、减轻了工程建设对地表的扰动,在保护生态的同时亦节约了建设资金。通过山西省输变电工程占地面积分析出山西省输电线路施工汽运道路可以通过以下公式取得:y = 0.0694X + 0.3421,其中x为线路长度,y为施工临时汽运道路。人行道路可能通过以下公式计算得出:y = 0.2631x- 1.2642,其中x为线路长度,y为人行道路。通过对山西省多个输变电工程运输方式的对比研究,得出利用索道运输方式,施工临时道路占地减少约73-92%。通过计算山西省输变电工程的传统运输方式和索道运输方式的成本,得出西省的输变电工程索道运输的最佳效用距离是70km。