海塘維修加固工程的水土保持治理措施研究

朱 永

（寧波市鄞州區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,浙江 寧波 315192）

0 引言

涉水工程維修加固過(guò)程中水土保持工作要因地制宜、因害設(shè)防,工程措施、植物措施、臨時(shí)措施和預(yù)防保護(hù)措施相結(jié)合,形成綜合防護(hù)體系[1]。通過(guò)對(duì)大嵩海產(chǎn)養(yǎng)殖海塘維修加固工程水土流失研判,劃分防治分區(qū),根據(jù)各分區(qū)特點(diǎn)布設(shè)防治措施,減輕水土流失對(duì)土地資源的破壞,維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的完成性。

1 工程概況

鄞州區(qū)大嵩海產(chǎn)養(yǎng)殖海塘維修加固工程位于寧波市鄞州區(qū),由黃牛礁海塘、紅衛(wèi)塘、大嵩江北岸塘、大嵩江南岸塘、下新塘等海塘組成,總長(zhǎng)度24.177 km。項(xiàng)目由海塘維修加固工程和配套水閘工程2 部分組成。海塘維修加固工程共分為10 條海塘段,均為一線海塘。配套水閘工程包括沿線維修加固14 座水閘,拆建6 座水閘,封堵萬(wàn)春新碶。工程總占地面積31.6885 hm2,其中永久占地25.7930 hm2,臨時(shí)占地5.8955 hm2。海塘工程級(jí)別除新灣塘為Ⅳ等4 級(jí),其余均為Ⅲ等3 級(jí)。防潮（洪）標(biāo)準(zhǔn)除新灣塘為20 年一遇,其余均為50 年一遇。工程地理位置及分布見(jiàn)圖1。

圖1 工程地理位置及分布

2 水土流失防治

2.1 水土流失現(xiàn)狀

根據(jù)《全國(guó)水土保持規(guī)劃（2015 ~2030 年）》,寧波市屬于國(guó)家南方紅壤區(qū)中浙閩山地丘陵區(qū)的浙東山地島嶼水質(zhì)維護(hù)人居環(huán)境維護(hù)區(qū),項(xiàng)目區(qū)位于中部人居環(huán)境水質(zhì)維護(hù)區(qū)。項(xiàng)目區(qū)容許土壤流失量為500 t/（km2·a）,土壤侵蝕類型主要為水力侵蝕,表現(xiàn)形式以面蝕和溝蝕為主。根據(jù)《寧波市水土保持規(guī)劃》和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,土壤侵蝕模數(shù)背景值平均約300 t/（km2·a）。屬微度侵蝕,水土保持現(xiàn)狀良好。

2.1.1 工程建設(shè)與生產(chǎn)對(duì)水土流失的影響

（1）項(xiàng)且在施工準(zhǔn)備期、施工期開(kāi)挖擾動(dòng)地表和損壞林草植被等原地表面積31.6885 hm2。

（2）棄土、棄石、棄渣量。項(xiàng)目共計(jì)產(chǎn)生余方7.90 萬(wàn)m3。方案建議泥漿和淤泥運(yùn)往渣土碼頭中轉(zhuǎn)處置,其余方量運(yùn)往建筑渣土消納處置場(chǎng)。

2.1.2 土壤流失量預(yù)測(cè)

水土流失預(yù)測(cè)范圍為工程永久占地和臨時(shí)占地范圍,即31.68 hm2。根據(jù)工程總體布局、施工工藝、建設(shè)過(guò)程中所造成水土流失的類型、數(shù)量、分布等,將水土流失預(yù)測(cè)范圍劃分為2 個(gè)預(yù)測(cè)分區(qū)6 個(gè)預(yù)測(cè)單元,見(jiàn)表1。工程水土流水預(yù)測(cè)按施工期和自然恢復(fù)期兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行。

表1 各預(yù)測(cè)單元面積表 單位：hm2

水土流失以水力侵蝕為主,采用如下公式預(yù)測(cè)：

式中：W為擾動(dòng)地表土壤流失量,t；j為預(yù)測(cè)時(shí)段,j=1,2,即指施工期（含施工準(zhǔn)備期）和自然恢復(fù)期兩個(gè)時(shí)段；i為預(yù)測(cè)單元,i=1、2、3、…、n-1,n；Fji為第j個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)段、第i預(yù)測(cè)單元的面積, km2；Mji為第j個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)段、第i預(yù)測(cè)單元的土壤侵蝕模數(shù), t/（km2·a）。

按照預(yù)測(cè)范圍和預(yù)測(cè)時(shí)段將土壤侵蝕模數(shù)代入公式,求得工程建設(shè)可能造成的水土流失總量約2146.31 t,其中施工期約2131.55 t,自然恢復(fù)期約14.77 t,施工期可能造成的水土流失量占可能造成的水土流失總量的99.31%。新增水土流失量1968.61 t,其中施工期約1965.58 t,自然恢復(fù)期約3.03 t,施工期新增水土流失量占新增總量的99.84%,鑒于此,施工期是防治的重點(diǎn)時(shí)段。水閘施工過(guò)程中泥漿引起的水土流失量約1300t,占工程施工期可能造成水土流失總量的60.98%。因此,泥漿是重點(diǎn)防治區(qū)域。

2.2 措施布局

水土流失防治的總體思路是分區(qū)防治,生態(tài)優(yōu)先。各分區(qū)以侵蝕地貌劃分治理單元,設(shè)置主導(dǎo)的防治措施。

2.2.1 劃分防治分區(qū)

在防治責(zé)任范圍內(nèi),依據(jù)施工擾動(dòng)特點(diǎn)、地貌特征、工程布局和建設(shè)時(shí)序、水土流失影響程度等,劃分為兩個(gè)防治分區(qū),見(jiàn)表2。

I 區(qū)：主體工程防治區(qū),包括海塘工程和水閘工程工程,防治責(zé)任范圍面積27.7775 hm2。

Ⅱ區(qū)：施工臨時(shí)設(shè)施防治區(qū),包括施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工作業(yè)面、臨時(shí)中轉(zhuǎn)場(chǎng)地及施工便道,防治責(zé)任范圍面積3.9110 hm2。

2.2.2 主體功能防治區(qū)措施布設(shè)

該區(qū)開(kāi)挖量較大,對(duì)地表擾動(dòng)劇烈,水土流失防治以植物措施和臨時(shí)措施為主。主體設(shè)計(jì)在出入口設(shè)置洗車池,防止車輛附著土石方造成水土流失；設(shè)置泥漿池可以有效防護(hù)流塑狀泥漿外泄,減少泥漿產(chǎn)生的水土流失。主體設(shè)計(jì)中未對(duì)工程施工期水土流失因素進(jìn)行考慮,施工期的地表裸露,遇降雨時(shí)易產(chǎn)生坡面徑流,發(fā)生水土流失,方案根據(jù)實(shí)際情況增加臨時(shí)排水沉沙、臨時(shí)苫蓋、固化土攔擋等措施。

主體工程區(qū)防治面積27.7775 hm2,包括海塘維修加固和水閘工程。水土保持措施總體布局包括施工期間,對(duì)海塘工程和水閘工程實(shí)施臨時(shí)排水沉砂措施,在主要施工道路進(jìn)出口設(shè)置洗車池對(duì)進(jìn)出施工車輛進(jìn)行清洗,實(shí)施鉆孔灌注樁時(shí)設(shè)置泥漿池。

臨時(shí)措施：主體已有洗車池5 座,泥漿池6 座。擬新增臨時(shí)排水溝7500 m,沉沙池17 座,防雨布苫蓋2000 m2。

（1）臨時(shí)排水沉砂措施

為減少施工期間的水土流失,方案新增臨時(shí)排水沉砂措施,布設(shè)在坡腳,用于排導(dǎo)區(qū)域內(nèi)降水,在臨時(shí)排水溝出水口設(shè)置沉砂池,經(jīng)沉砂池沉淀后排入到護(hù)塘河中。共計(jì)布設(shè)臨時(shí)排水溝2620 m、沉沙池9 座。

（2）防雨布苫蓋

施工中不能及時(shí)清運(yùn)和利用的土石方采用防雨布覆蓋,避免不必要的流失,防雨布可進(jìn)行重復(fù)使用。方案新增的水土保持措施工程量：苫蓋防雨布2000 m2。

（3）洗車池

在施工道路進(jìn)出口設(shè)置洗車池,對(duì)進(jìn)出項(xiàng)目區(qū)的車輛進(jìn)行清洗,防止土石方掉落在項(xiàng)目區(qū)外,影響項(xiàng)目區(qū)外的環(huán)境,減少水土流失的發(fā)生,具有水土保持功能。共設(shè)置洗車池5 座。

（4）鉆孔灌注樁基礎(chǔ)防護(hù)措施

水閘工程樁基采用鉆孔灌注樁,泥漿經(jīng)沉淀池儲(chǔ)存,后經(jīng)由泥漿車進(jìn)行外運(yùn)。根據(jù)施工強(qiáng)度及用地條件對(duì)泥漿池尺寸進(jìn)行初步設(shè)計(jì),泥漿池的容量滿足當(dāng)天樁基施工需求即可。泥漿池采用半填半挖式,泥漿池標(biāo)準(zhǔn)尺寸推薦采用底長(zhǎng)8 m,寬5 m,地下深度1.0 m,地上高度0.5 m,開(kāi)挖邊坡控制在1∶1,開(kāi)挖土方堆筑在泥漿池的四周并構(gòu)成泥漿沉淀池的容積,堆放邊坡控制在1∶0.5,堆高控制在0.5 m左右,外邊坡采用填土草包圍護(hù),圍護(hù)高度為0.5 m,填土草包采用開(kāi)挖土方填裝。共設(shè)置泥漿池約6 座。

2.2.3施工臨時(shí)設(shè)施防治區(qū)措施布設(shè)

施工臨時(shí)設(shè)施防治區(qū)防治面積3.9110 hm2,包括施工生產(chǎn)生活區(qū)、臨時(shí)中轉(zhuǎn)場(chǎng)地、施工作業(yè)面和施工道路。方案補(bǔ)充施工時(shí)對(duì)各場(chǎng)地周邊布設(shè)臨時(shí)排水、堆料臨時(shí)苫蓋等措施；施工后期,實(shí)施場(chǎng)地平整措施。

（1）工程措施

場(chǎng)地平整：施工結(jié)束后,施工單位首先拆除施工臨時(shí)場(chǎng)地的臨建設(shè)施,撤離施工機(jī)械設(shè)備,清除場(chǎng)地中的建筑垃圾,并進(jìn)行場(chǎng)地平整。方案新增的場(chǎng)地平整水土保持措施工程量1.09 hm2；表土剝離：施工作業(yè)面河中轉(zhuǎn)場(chǎng)地涉及防護(hù)林占地,需對(duì)其進(jìn)行表土剝離,面積為1.83 hm2,厚度為0.2 m,剝離量為0.37 萬(wàn)m3；覆土：施工完畢后對(duì)防護(hù)林進(jìn)行覆土,覆土量為0.37 萬(wàn)m3。

（2）植物措施

在防護(hù)林占地完成后對(duì)其進(jìn)行復(fù)綠。方案新增復(fù)綠水土保持措施工程量1.84 hm2。

（3）臨時(shí)措施

臨時(shí)排水措施：施工前在施工生產(chǎn)生活區(qū)四周設(shè)置臨時(shí)排水溝,以便施工生產(chǎn)生活區(qū)內(nèi)聚集的雨水能順利排出,在施工生產(chǎn)生活區(qū)匯集的雨水排除之前,需先進(jìn)行沉沙作用。雨水經(jīng)沉沙池沉淀后排入周邊溝渠。施工便道臨時(shí)排水可利用主體工程設(shè)置的臨時(shí)排水系統(tǒng)。新增臨時(shí)排水溝570 m。臨時(shí)排水溝采用磚砌、矩形斷面,斷面尺寸為30 cm×30 cm （寬×深）,水泥砂漿抹面（1 cm 厚）。新增沉砂池3 座,沉砂池采用矩形斷面,規(guī)格為長(zhǎng)3.0 m,寬2.0 m,深1.0 m,磚砌結(jié)構(gòu),襯砌厚度24 cm。為提高沉沙效果,中間隔1.0 m設(shè)一道隔段,隔斷采用磚砌厚12 cm,隔段預(yù)留排水孔。

堆料防護(hù)：考慮臨時(shí)堆體結(jié)構(gòu)松散,遇雨日易發(fā)生水土流失,方案新增采用防雨布苫蓋進(jìn)行防護(hù)；新增中轉(zhuǎn)場(chǎng)地土方表面采用防雨布苫蓋進(jìn)行防護(hù),臨時(shí)中轉(zhuǎn)場(chǎng)地面積為9500 m2；在施工便道兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)排水溝,臨時(shí)排水溝尺寸為30 cm×30 cm,邊坡比1∶0.5,土質(zhì)開(kāi)挖,邊坡拍實(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

大嵩海產(chǎn)養(yǎng)殖海塘維修加固工程水土保持防治過(guò)程中,充分利用了工程措施的速效性和控制性,植物措施的后效性和持久性進(jìn)行綜合防治。同時(shí),堅(jiān)持全面防治與重點(diǎn)防治相結(jié)合,措施布設(shè)過(guò)程中充分匹配主體工程設(shè)計(jì)中已有的水土保持功能建筑物,綜合規(guī)劃,合理布局,建立組合科學(xué),功能齊全的水土流失防治治理體系。