石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程補充設計分析

孫 菲

(遼寧石佛寺供水有限責任公司，沈陽110166)

1 工程概況

石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程是根據水庫現狀以及主管單位的部署和要求進行，從2005年起，水庫建設管理局對水庫功能的進一步開發和拓展進行了廣泛而深入的研究，在綜合考慮多方面因素的前提下，最終確定蓄水位46.2 m方案，水面面積達到16.13 km2，占水庫總淹沒面積的32%。

經過3 a的運行，庫區濕地各類景觀植物長勢良好，水面開闊，大量水鳥開始在此棲息，預期的綜合效益得到有效發揮。在區域地質方面，樁號BA0 +426.9－BA2 +010，地區壩基礎覆蓋層為粉細砂，部分地段表層為較薄的粉質黏土層，其下依次為細砂、中砂、粗砂、礫砂強透水層，深度在50 ～60 m［1］。

樁號BA1 +010－BA2 +000 段地表覆蓋層為粉質黏土，厚度為1.5 ～3 m，其下依次為細砂、中砂、粗砂、礫砂強透水層，深度在60 ～70 m。樁號2 +000－3 +706.775，該段地表覆蓋層為粉質黏土，厚度1～2 m，其下依次為細砂、中砂、粗砂、礫砂強透水層，深度在60 ～70 m。

2 補充設計緣由及主要內容

雖然石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程發揮了應有效益，但也有一些不盡如人意之處，例如荷花生長觀測設施匱乏、庫區存在與周圍環境不夠協調的零星陸地等。本次補充設計的目的是完善和補充，預期目標包括3個方面:

1)滿足庫區未來整體規劃要求。

2)為風景旅游區建設提供基礎和條件。

3)改善和凈化遼河水質［2］。

補充設計的主要內容為:在主壩V2 點至明沈公路段的供水檢修路、上壩路附近睡眠增設候鳥島等島嶼3個，增加荷花生長觀測通道1個。

新建島嶼均采用當地土料，同時結合周圍環境種植各類植物，新建小島與原有道路間的連接采用水泥磚路面。

3 蓄水工程補充設計

蓄水工程補充設計內容包括4個方面:基本設計條件與范圍、人工島設計、荷花生長觀測通道設計和人工島植物設計。

3.1 基本設計條件與范圍

3.1.1 試驗水位

石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程的確定試驗水位為46.2 m高程，水面面積為16.13 km2，占水庫總淹沒面積的32%。

3.1.2 基本資料

3.1.2.1 文件資料

文件資料主要包括:《遼河石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程初設報告》及批復“審查意見”。《關于調整石佛寺水庫樞紐一期工程非汛期運行方式的請示》及遼寧省水利廳下發遼水供［2006］8 號文《關于調整石佛寺水庫樞紐一期工程非汛期運行方式的批復》。

3.1.2.2 主要規范

《水利水電工程等級及洪水標準》SL252—2000。

堤防工程設計規范GB50286—98。

水工混凝土結構設計規范SL/T191—2008。

防洪標準GB50201—94。

3.1.3 補充設計原則

補充設計原則包括以下5 點:

1)保持與原工程的整體性。

2)土建、植物措施標準保持與原設計的一致性。

3)保障環境的總體和諧。

4)島嶼建設就地取材。

5)保障水庫防洪安全。

3.2 人工島設計

人工島設計兼顧遼河主河道行洪安全、景觀位置、土方挖填平衡、景觀草木種植等多方面因素，新增人工島3個，均位于V2 點至明沈公路段主壩附近，自東向西依次為候鳥島、休閑島和小柳島，面積分別為1.91 萬m2、1.05 萬m2和1.07 萬m2。

主要人工島布置于荷花、野生柳樹較為集中的區域，并兼顧水域流向，以便突出生態與自然景觀效果［3－5］。

人工島的頂面高程為47.8 m，蓄水位46.2 m，邊坡1∶5。

人工島頂種植灌木、喬木等植物，坡腳以及邊坡坡面種植水生植物以起到防護作用。填筑用土為當地庫底涂料，按每層30 cm分層攤鋪并整平，同時預留沉降20 cm。

候鳥島、休閑島和小柳島均為寬度3m 的廣場磚路面，道路兩側緣石寬度為0.15 m，進島路長度依次為50 m、100 m、150 m。

3.3 荷花生長觀測通道設計

為確保與周圍環境的協調度，荷花生長觀測通道采用防腐木結構木棧道形式，設置于V2 點荷花種植區，基礎采用Φ200 鋼管樁，鋼管埋深2.5 m，壁厚1 cm，欄桿和橋面均為防腐木，橋面寬度為2 m。

荷花生長觀測通道的總體布置如下:由防護戧臺開始，向著河道方向制作長度為100 m的木棧道，隨后向荷花池的左右兩側分岔100 m，最終呈Y 字型。棧道鋼管樁以砂漿填充，外露部分均進行防腐處理。

3.4 人工島植物設計

人工島植物設計內容包括3個方面:設計構想、植物布置和植物種類選擇。

3.4.1 設計構想

以“師法自然，高于自然”的理念為原則，在確保防洪安全的前提下，以生態效益為核心，創建島嶼景觀生態系統，最終實現景觀和生態的有機結合［6］。

3.4.2 植物布置

人工島植物設計采用草、灌、喬相結合的立體式布置形式，充分考慮不同植物的生長特性和生態習性，為了使水平、垂直生態系統能夠有機結合，進行了特色植物區、密林區、疏林草地區、草坪區的劃分。栽植形式采用規則式、自然式相結合的方法，最終通過植物布置使自然式的島嶼生態系統得到充分展現［7］。

3.4.3 植物種類選擇

基于對島嶼生態系統的研究，選擇的植物種類主要為以下幾種:

1)綠化部分采用水生、喬、灌相結合的生態治理方式，其中，喬木選擇柳樹，原因是柳樹耐瘠薄、水濕、抗性強，在脅迫條件下也可茁壯成長，采用粗放式管理，行距、株距均為3 m。

2)灌木選擇花灌木、紫葉風箱果，岸邊淺水區采用蒲草親水植物間植，以實現避免河岸沖刷、凈化水質的目的。

3)岸邊各類植物均采用帶狀種植方式，植物帶環繞島嶼周圍，護岸綠化帶高程均為47 m。

4 施工組織設計

施工組織設計內容有6個方面:

4.1 主要工程量

本次設計的主要工程量如表1 所示。

4.2 建筑材料

本次工程所用石料均從石料廠購買，距施工所在地約為14 km。汽油、木柴等其它建筑材料均由臨近市區采購。

4.3 施工方法

4.3.1 候鳥島工程

4.3.1.1 土方回填土料就近獲取，低部位工作面采用88 kW推土機推運100 m攤鋪，高部位工作面采用1 m3挖掘機裝8 t自卸汽車運至坡頂，最后由74 kW拖拉機壓實。

4.3.1.2 水泥磚與路緣石鋪設

均采用人工方式完成鋪設任務。

4.3.1.3 場地平整

采用88 kW推土機推運100 m攤鋪，待綠化種植。

表1 主要工程量匯總表

4.3.2 休閑島工程

4.3.2.1 土方回填

土料就近獲取，低部位工作面采用88 kW推土機推運100 m攤鋪，高部位工作面采用1 m3挖掘機裝8t自卸汽車運至坡頂，最后由74 kW拖拉機壓實。

4.3.2.2 水泥磚與路緣石鋪設

均采用人工方式完成鋪設任務。

4.3.3 小柳島工程

4.3.3.1 土方回填土料就近獲取，低部位工作面采用88 kW推土機推運100 m攤鋪，高部位工作面采用1 m3挖掘機裝8t自卸汽車運至坡頂，最后由74 kW拖拉機壓實。

4.3.3.2 水泥磚與路緣石鋪設

均采用人工方式完成鋪設任務。

4.3.4 荷花生長觀測通道工程采用人工為主、機械為輔的方式完成防腐木橋的建設任務。

4.4 施工交通

4.4.1 對外交通

本次工程的交通條件較為便利，外購材料如油料、木材、煤炭、生活物資等均可由距離工程所在地較近的沈北新區購得，再經由省道運往施工現場。

4.4.2 場內交通

根據工程的實際情況，場內交通僅需利用石佛寺庫區原有道路，無需另外進行施工臨時道路的修筑。

4.5 施工總布置

根據工程布置情況，對外交通進場方向，按照經濟合理、易于管理、有利生產、方便生活的原則進行施工總布置［8］。

由于施工需要，在施工現場修筑了一些臨時的倉庫設施，全部臨時設施均布置于施工區域內，共包括3個區域，每個區域設置倉庫100 m2，倉庫總面積為300 m2。

4.6 施工總進度

施工工期:2013年9月1日～9月15日施工準備，土建工程9月中旬開工，防腐木橋工程10月初～11月末完工，生態種植工程按不同高程、分季節實施10月初～11月末，總工期3個月。

5 結 語

全部施工任務完成后，經過監理單位驗收通過，工程質量滿足建設單位的實際要求，為石佛寺水庫社會和經濟效益的更好實現提供了有效保障。實際運行結果也表明，本次工程無論在設計原則、目標還是在具體的施工組織方面，都具有較高的合理性，對于同類工程建設具有一定的參考和借鑒的作用。

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［7］趙佳玫，林杰，王國建. 西麗水庫水生態修復初探［J］. 中國農村水利水電，2010(06):49－51.

［8］梁文章，韓永升，孫強. 石佛寺水庫綜合利用規劃與生態水庫建設初探［J］. 水利建設與管理，2010(04):83－84.