海塘維修加固工程的水土保持治理措施研究

朱 永

（寧波市鄞州區水利水電勘測設計院,浙江 寧波 315192）

0 引言

涉水工程維修加固過程中水土保持工作要因地制宜、因害設防,工程措施、植物措施、臨時措施和預防保護措施相結合,形成綜合防護體系[1]。通過對大嵩海產養殖海塘維修加固工程水土流失研判,劃分防治分區,根據各分區特點布設防治措施,減輕水土流失對土地資源的破壞,維護生態系統的完成性。

1 工程概況

鄞州區大嵩海產養殖海塘維修加固工程位于寧波市鄞州區,由黃牛礁海塘、紅衛塘、大嵩江北岸塘、大嵩江南岸塘、下新塘等海塘組成,總長度24.177 km。項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,封堵萬春新碶。工程總占地面積31.6885 hm2,其中永久占地25.7930 hm2,臨時占地5.8955 hm2。海塘工程級別除新灣塘為Ⅳ等4 級,其余均為Ⅲ等3 級。防潮（洪）標準除新灣塘為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 水土流失現狀

根據《全國水土保持規劃（2015 ~2030 年）》,寧波市屬于國家南方紅壤區中浙閩山地丘陵區的浙東山地島嶼水質維護人居環境維護區,項目區位于中部人居環境水質維護區。項目區容許土壤流失量為500 t/（km2·a）,土壤侵蝕類型主要為水力侵蝕,表現形式以面蝕和溝蝕為主。根據《寧波市水土保持規劃》和現場調查,土壤侵蝕模數背景值平均約300 t/（km2·a）。屬微度侵蝕,水土保持現狀良好。

2.1.1 工程建設與生產對水土流失的影響

（1）項且在施工準備期、施工期開挖擾動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。項目共計產生余方7.90 萬m3。方案建議泥漿和淤泥運往渣土碼頭中轉處置,其余方量運往建筑渣土消納處置場。

2.1.2 土壤流失量預測

水土流失預測范圍為工程永久占地和臨時占地范圍,即31.68 hm2。根據工程總體布局、施工工藝、建設過程中所造成水土流失的類型、數量、分布等,將水土流失預測范圍劃分為2 個預測分區6 個預測單元,見表1。工程水土流水預測按施工期和自然恢復期兩個時段進行。

表1 各預測單元面積表 單位：hm2

水土流失以水力侵蝕為主,采用如下公式預測：

式中：W為擾動地表土壤流失量,t；j為預測時段,j=1,2,即指施工期（含施工準備期）和自然恢復期兩個時段；i為預測單元,i=1、2、3、…、n-1,n；Fji為第j個預測時段、第i預測單元的面積, km2；Mji為第j個預測時段、第i預測單元的土壤侵蝕模數, t/（km2·a）。

按照預測范圍和預測時段將土壤侵蝕模數代入公式,求得工程建設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時段。水閘施工過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,泥漿是重點防治區域。

2.2 措施布局

水土流失防治的總體思路是分區防治,生態優先。各分區以侵蝕地貌劃分治理單元,設置主導的防治措施。

2.2.1 劃分防治分區

在防治責任范圍內,依據施工擾動特點、地貌特征、工程布局和建設時序、水土流失影響程度等,劃分為兩個防治分區,見表2。

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

Ⅱ區：施工臨時設施防治區,包括施工生產生活區、施工作業面、臨時中轉場地及施工便道,防治責任范圍面積3.9110 hm2。

2.2.2 主體功能防治區措施布設

該區開挖量較大,對地表擾動劇烈,水土流失防治以植物措施和臨時措施為主。主體設計在出入口設置洗車池,防止車輛附著土石方造成水土流失；設置泥漿池可以有效防護流塑狀泥漿外泄,減少泥漿產生的水土流失。主體設計中未對工程施工期水土流失因素進行考慮,施工期的地表裸露,遇降雨時易產生坡面徑流,發生水土流失,方案根據實際情況增加臨時排水沉沙、臨時苫蓋、固化土攔擋等措施。

主體工程區防治面積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,對海塘工程和水閘工程實施臨時排水沉砂措施,在主要施工道路進出口設置洗車池對進出施工車輛進行清洗,實施鉆孔灌注樁時設置泥漿池。

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

（1）臨時排水沉砂措施

為減少施工期間的水土流失,方案新增臨時排水沉砂措施,布設在坡腳,用于排導區域內降水,在臨時排水溝出水口設置沉砂池,經沉砂池沉淀后排入到護塘河中。共計布設臨時排水溝2620 m、沉沙池9 座。

（2）防雨布苫蓋

施工中不能及時清運和利用的土石方采用防雨布覆蓋,避免不必要的流失,防雨布可進行重復使用。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

在施工道路進出口設置洗車池,對進出項目區的車輛進行清洗,防止土石方掉落在項目區外,影響項目區外的環境,減少水土流失的發生,具有水土保持功能。共設置洗車池5 座。

（4）鉆孔灌注樁基礎防護措施

水閘工程樁基采用鉆孔灌注樁,泥漿經沉淀池儲存,后經由泥漿車進行外運。根據施工強度及用地條件對泥漿池尺寸進行初步設計,泥漿池的容量滿足當天樁基施工需求即可。泥漿池采用半填半挖式,泥漿池標準尺寸推薦采用底長8 m,寬5 m,地下深度1.0 m,地上高度0.5 m,開挖邊坡控制在1∶1,開挖土方堆筑在泥漿池的四周并構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,圍護高度為0.5 m,填土草包采用開挖土方填裝。共設置泥漿池約6 座。

2.2.3施工臨時設施防治區措施布設

施工臨時設施防治區防治面積3.9110 hm2,包括施工生產生活區、臨時中轉場地、施工作業面和施工道路。方案補充施工時對各場地周邊布設臨時排水、堆料臨時苫蓋等措施；施工后期,實施場地平整措施。

（1）工程措施

場地平整：施工結束后,施工單位首先拆除施工臨時場地的臨建設施,撤離施工機械設備,清除場地中的建筑垃圾,并進行場地平整。方案新增的場地平整水土保持措施工程量1.09 hm2；表土剝離：施工作業面河中轉場地涉及防護林占地,需對其進行表土剝離,面積為1.83 hm2,厚度為0.2 m,剝離量為0.37 萬m3；覆土：施工完畢后對防護林進行覆土,覆土量為0.37 萬m3。

（2）植物措施

在防護林占地完成后對其進行復綠。方案新增復綠水土保持措施工程量1.84 hm2。

（3）臨時措施

臨時排水措施：施工前在施工生產生活區四周設置臨時排水溝,以便施工生產生活區內聚集的雨水能順利排出,在施工生產生活區匯集的雨水排除之前,需先進行沉沙作用。雨水經沉沙池沉淀后排入周邊溝渠。施工便道臨時排水可利用主體工程設置的臨時排水系統。新增臨時排水溝570 m。臨時排水溝采用磚砌、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,規格為長3.0 m,寬2.0 m,深1.0 m,磚砌結構,襯砌厚度24 cm。為提高沉沙效果,中間隔1.0 m設一道隔段,隔斷采用磚砌厚12 cm,隔段預留排水孔。

堆料防護：考慮臨時堆體結構松散,遇雨日易發生水土流失,方案新增采用防雨布苫蓋進行防護；新增中轉場地土方表面采用防雨布苫蓋進行防護,臨時中轉場地面積為9500 m2；在施工便道兩側設置臨時排水溝,臨時排水溝尺寸為30 cm×30 cm,邊坡比1∶0.5,土質開挖,邊坡拍實。

3 結語

大嵩海產養殖海塘維修加固工程水土保持防治過程中,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行綜合防治。同時,堅持全面防治與重點防治相結合,措施布設過程中充分匹配主體工程設計中已有的水土保持功能建筑物,綜合規劃,合理布局,建立組合科學,功能齊全的水土流失防治治理體系。