海塘维修加固工程的水土保持治理措施研究

朱 永

（宁波市鄞州区水利水电勘测设计院,浙江 宁波 315192）

0 引言

涉水工程维修加固过程中水土保持工作要因地制宜、因害设防,工程措施、植物措施、临时措施和预防保护措施相结合,形成综合防护体系[1]。通过对大嵩海产养殖海塘维修加固工程水土流失研判,划分防治分区,根据各分区特点布设防治措施,减轻水土流失对土地资源的破坏,维护生态系统的完成性。

1 工程概况

鄞州区大嵩海产养殖海塘维修加固工程位于宁波市鄞州区,由黄牛礁海塘、红卫塘、大嵩江北岸塘、大嵩江南岸塘、下新塘等海塘组成,总长度24.177 km。项目由海塘维修加固工程和配套水闸工程2 部分组成。海塘维修加固工程共分为10 条海塘段,均为一线海塘。配套水闸工程包括沿线维修加固14 座水闸,拆建6 座水闸,封堵万春新碶。工程总占地面积31.6885 hm2,其中永久占地25.7930 hm2,临时占地5.8955 hm2。海塘工程级别除新湾塘为Ⅳ等4 级,其余均为Ⅲ等3 级。防潮（洪）标准除新湾塘为20 年一遇,其余均为50 年一遇。工程地理位置及分布见图1。

图1 工程地理位置及分布

2 水土流失防治

2.1 水土流失现状

根据《全国水土保持规划（2015 ~2030 年）》,宁波市属于国家南方红壤区中浙闽山地丘陵区的浙东山地岛屿水质维护人居环境维护区,项目区位于中部人居环境水质维护区。项目区容许土壤流失量为500 t/（km2·a）,土壤侵蚀类型主要为水力侵蚀,表现形式以面蚀和沟蚀为主。根据《宁波市水土保持规划》和现场调查,土壤侵蚀模数背景值平均约300 t/（km2·a）。属微度侵蚀,水土保持现状良好。

2.1.1 工程建设与生产对水土流失的影响

（1）项且在施工准备期、施工期开挖扰动地表和损坏林草植被等原地表面积31.6885 hm2。

（2）弃土、弃石、弃渣量。项目共计产生余方7.90 万m3。方案建议泥浆和淤泥运往渣土码头中转处置,其余方量运往建筑渣土消纳处置场。

2.1.2 土壤流失量预测

水土流失预测范围为工程永久占地和临时占地范围,即31.68 hm2。根据工程总体布局、施工工艺、建设过程中所造成水土流失的类型、数量、分布等,将水土流失预测范围划分为2 个预测分区6 个预测单元,见表1。工程水土流水预测按施工期和自然恢复期两个时段进行。

表1 各预测单元面积表 单位：hm2

水土流失以水力侵蚀为主,采用如下公式预测：

式中：W为扰动地表土壤流失量,t；j为预测时段,j=1,2,即指施工期（含施工准备期）和自然恢复期两个时段；i为预测单元,i=1、2、3、…、n-1,n；Fji为第j个预测时段、第i预测单元的面积, km2；Mji为第j个预测时段、第i预测单元的土壤侵蚀模数, t/（km2·a）。

按照预测范围和预测时段将土壤侵蚀模数代入公式,求得工程建设可能造成的水土流失总量约2146.31 t,其中施工期约2131.55 t,自然恢复期约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总量的99.31%。新增水土流失量1968.61 t,其中施工期约1965.58 t,自然恢复期约3.03 t,施工期新增水土流失量占新增总量的99.84%,鉴于此,施工期是防治的重点时段。水闸施工过程中泥浆引起的水土流失量约1300t,占工程施工期可能造成水土流失总量的60.98%。因此,泥浆是重点防治区域。

2.2 措施布局

水土流失防治的总体思路是分区防治,生态优先。各分区以侵蚀地貌划分治理单元,设置主导的防治措施。

2.2.1 划分防治分区

在防治责任范围内,依据施工扰动特点、地貌特征、工程布局和建设时序、水土流失影响程度等,划分为两个防治分区,见表2。

I 区：主体工程防治区,包括海塘工程和水闸工程工程,防治责任范围面积27.7775 hm2。

Ⅱ区：施工临时设施防治区,包括施工生产生活区、施工作业面、临时中转场地及施工便道,防治责任范围面积3.9110 hm2。

2.2.2 主体功能防治区措施布设

该区开挖量较大,对地表扰动剧烈,水土流失防治以植物措施和临时措施为主。主体设计在出入口设置洗车池,防止车辆附着土石方造成水土流失；设置泥浆池可以有效防护流塑状泥浆外泄,减少泥浆产生的水土流失。主体设计中未对工程施工期水土流失因素进行考虑,施工期的地表裸露,遇降雨时易产生坡面径流,发生水土流失,方案根据实际情况增加临时排水沉沙、临时苫盖、固化土拦挡等措施。

主体工程区防治面积27.7775 hm2,包括海塘维修加固和水闸工程。水土保持措施总体布局包括施工期间,对海塘工程和水闸工程实施临时排水沉砂措施,在主要施工道路进出口设置洗车池对进出施工车辆进行清洗,实施钻孔灌注桩时设置泥浆池。

临时措施：主体已有洗车池5 座,泥浆池6 座。拟新增临时排水沟7500 m,沉沙池17 座,防雨布苫盖2000 m2。

（1）临时排水沉砂措施

为减少施工期间的水土流失,方案新增临时排水沉砂措施,布设在坡脚,用于排导区域内降水,在临时排水沟出水口设置沉砂池,经沉砂池沉淀后排入到护塘河中。共计布设临时排水沟2620 m、沉沙池9 座。

（2）防雨布苫盖

施工中不能及时清运和利用的土石方采用防雨布覆盖,避免不必要的流失,防雨布可进行重复使用。方案新增的水土保持措施工程量：苫盖防雨布2000 m2。

（3）洗车池

在施工道路进出口设置洗车池,对进出项目区的车辆进行清洗,防止土石方掉落在项目区外,影响项目区外的环境,减少水土流失的发生,具有水土保持功能。共设置洗车池5 座。

（4）钻孔灌注桩基础防护措施

水闸工程桩基采用钻孔灌注桩,泥浆经沉淀池储存,后经由泥浆车进行外运。根据施工强度及用地条件对泥浆池尺寸进行初步设计,泥浆池的容量满足当天桩基施工需求即可。泥浆池采用半填半挖式,泥浆池标准尺寸推荐采用底长8 m,宽5 m,地下深度1.0 m,地上高度0.5 m,开挖边坡控制在1∶1,开挖土方堆筑在泥浆池的四周并构成泥浆沉淀池的容积,堆放边坡控制在1∶0.5,堆高控制在0.5 m左右,外边坡采用填土草包围护,围护高度为0.5 m,填土草包采用开挖土方填装。共设置泥浆池约6 座。

2.2.3施工临时设施防治区措施布设

施工临时设施防治区防治面积3.9110 hm2,包括施工生产生活区、临时中转场地、施工作业面和施工道路。方案补充施工时对各场地周边布设临时排水、堆料临时苫盖等措施；施工后期,实施场地平整措施。

（1）工程措施

场地平整：施工结束后,施工单位首先拆除施工临时场地的临建设施,撤离施工机械设备,清除场地中的建筑垃圾,并进行场地平整。方案新增的场地平整水土保持措施工程量1.09 hm2；表土剥离：施工作业面河中转场地涉及防护林占地,需对其进行表土剥离,面积为1.83 hm2,厚度为0.2 m,剥离量为0.37 万m3；覆土：施工完毕后对防护林进行覆土,覆土量为0.37 万m3。

（2）植物措施

在防护林占地完成后对其进行复绿。方案新增复绿水土保持措施工程量1.84 hm2。

（3）临时措施

临时排水措施：施工前在施工生产生活区四周设置临时排水沟,以便施工生产生活区内聚集的雨水能顺利排出,在施工生产生活区汇集的雨水排除之前,需先进行沉沙作用。雨水经沉沙池沉淀后排入周边沟渠。施工便道临时排水可利用主体工程设置的临时排水系统。新增临时排水沟570 m。临时排水沟采用砖砌、矩形断面,断面尺寸为30 cm×30 cm （宽×深）,水泥砂浆抹面（1 cm 厚）。新增沉砂池3 座,沉砂池采用矩形断面,规格为长3.0 m,宽2.0 m,深1.0 m,砖砌结构,衬砌厚度24 cm。为提高沉沙效果,中间隔1.0 m设一道隔段,隔断采用砖砌厚12 cm,隔段预留排水孔。

堆料防护：考虑临时堆体结构松散,遇雨日易发生水土流失,方案新增采用防雨布苫盖进行防护；新增中转场地土方表面采用防雨布苫盖进行防护,临时中转场地面积为9500 m2；在施工便道两侧设置临时排水沟,临时排水沟尺寸为30 cm×30 cm,边坡比1∶0.5,土质开挖,边坡拍实。

3 结语

大嵩海产养殖海塘维修加固工程水土保持防治过程中,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进行综合防治。同时,坚持全面防治与重点防治相结合,措施布设过程中充分匹配主体工程设计中已有的水土保持功能建筑物,综合规划,合理布局,建立组合科学,功能齐全的水土流失防治治理体系。