浅谈蚌埠闸鱼道工程建设与环境恢复措施

徐有前，徐炳圣

（1.安徽省淮河河道管理局，安徽 蚌埠 233000；2.安徽荣景工程设计咨询有限公司，安徽 合肥 230041）

1 项目背景

蚌埠闸枢纽工程位于淮河中游，横跨蚌埠市淮河两岸，由节制闸、水电站、船闸、分洪道等组成。工程始建于1958 年，具有防洪、蓄水灌溉、航运、发电、城市供水等综合功能，非洪水时期蚌埠闸上下游水位差5～6m，鱼类自然洄游通道中断。

为修复淮河干流、巢湖与长江干流的生态连通，2016 年环保部环审〔2016〕77 号文在《关于引江济淮工程环境影响报告书的批复》中要求：“严格落实生态保护措施。采取江湖连通、鱼类资源保护与恢复、优化航道布局、生态恢复等措施，切实保护水生生态系统。在长河枞阳闸及枞阳引江枢纽、瓦埠湖东淝河闸、淮河干流蚌埠闸和临淮岗闸新建过鱼设施，修复裕溪河巢湖闸已有过鱼设施，恢复淮河干流、瓦埠湖与淮河干流、菜子湖及巢湖与长江干流的生态连通。”

2020 年11 月12 日，水利部淮河水利委员会以淮委规计函〔2020〕278 号文对引江济淮工程蚌埠闸鱼道工程设计方案出具了审核意见。2021 年4 月1 日，安徽省水利厅以皖水规计函〔2021〕189 号文对蚌埠闸鱼道工程进行了批复。

2 鱼道工程布置

2.1 过鱼功能

蚌埠闸鱼道主要过鱼种类为鲢、鳙、草鱼、青鱼等产漂流性卵鱼类，兼顾鲤、鲫、鳊、鲂、鲌类、黄颡鱼、䱗、间下鱵等产粘性卵鱼类。根据淮河四大家鱼等鱼类洄游及淮河生态环境特征，蚌埠闸鱼道主要过鱼期为4—8 月，考虑到蚌埠闸蓄水位规划要求，闸上过鱼最高设计水位采用18.4m，最低设计水位采用17.4m。

2.2 总体布置

根据现场条件结合生态景观，鱼道工程布置在蚌埠闸12 孔节制闸左侧黑牛嘴水生态园区内，设计防洪标准为100 年一遇。根据鱼类逆流而上的自然洄游特性，鱼道进口布置在节制闸左侧下游墩墙端部约430m，出口布置在节制闸左侧上游墩墙端部约207m。鱼道进口底高程10.31m，出口底高程15.90m，底坡i=1/100。鱼道总长642m，采用地下箱涵和整体U 型槽型式，其中中间箱涵段长396m，进出口两端箱涵总长120m，U 型槽段长126m，按结构功能分为进口控制段、鱼室（1#-59#）、出口控制段，共设置5 个进出通道与地面相通。

2.3 鱼室结构

根据《水利水电工程鱼道设计导则》以及联合国粮农组织对鱼道池室尺寸的建议，鱼池宽度不宜小于主要过鱼对象体长的2 倍，鱼池长度不宜小于最大过鱼目标体长的2.5 倍，根据蚌埠闸鱼道过鱼对象特性，鱼道净宽为2.5m；鱼室长度与过鱼量及池室消能效果有关，按l=（1.2～1.5）B 计算，鱼室长度取3.0m。蚌埠闸鱼道过鱼对象较多，上下游水位变幅较大，隔板采用适应水位变幅能力强、各水层鱼类均可通过的垂直竖缝式。鱼室内的竖缝宽度直接关系到鱼道的消能效果和鱼类的可通过性，一般竖缝式鱼道的竖缝宽度不小于过鱼对象体长的1/2或过鱼对象宽度的3 倍，蚌埠闸鱼道竖缝宽度设计为40cm，单个过鱼池室长3.0m，底坡1∶100，每16 个池室设一个休息室，休息室为平底。根据南科院数值模拟试验成果，在1∶100 池室底坡坡度条件下，鱼道竖缝最大流速0.79m/s，最大流速平均值为0.71m/s。4—8 月份过鱼期，在上游过鱼最低设计水位、下游过鱼最高设计水位时，鱼道进口水深2.0m，鱼道池室竖缝处水流流速约0.5m/s，能够较好满足过鱼要求，且对河道中游泳能力较弱鱼类有利；当下游水位较高时，开启补水诱鱼措施，可提高鱼道进口附近水流影响范围，提高过鱼效率。

2.4 观鱼廊道

鱼道中间箱涵段位于生态园区地下，长396m，可通过进出通道进入，箱涵设计净宽5.0m，一侧为2.5m宽鱼池室，另一侧2.5m 为行人通道，鱼池室上部设玻璃盖板，砼箱涵顶部设置与地面相通的通风口，行人通道旁结合检修需要和淮河鱼类科普及水文化宣传教育需求，设1 个科普室和3 个耳室。126mU 型槽段在鱼池室侧面设置观鱼廊道，鱼池室与廊道间设置厚15cm 亚克力玻璃，以便在廊道上观察鱼池室内的鱼类活动情况，并设置了过鱼自动监测系统。

2.5 诱鱼设施

为更好达到过鱼效果，使鱼类找到鱼道进口并向上洄游，鱼道进口布设水泵进行补水，补水流量1m3/s，管道出口位于鱼道进口池槽底部，通过出水孔从底板顶部喷出，同时在顶部布置消能格栅进行消能，满足鱼道进口水流要求。在进口顶部布设喷淋系统及在进口池槽前端底部设3 个潜水推流器加强诱鱼，通过洒水管和推流器在鱼道进口附近形成水花到达诱鱼目的。

3 项目建设

3.1 地形地质条件

淮河自西向东流经本区，该段淮河属不对称的河道，工程区的地貌自南向北为黑虎山山前一级阶地、南岸滩地、淮河河槽和北岸滩地。鱼道位于淮河北岸滩地黑牛嘴生态园内，该处前后地形变化较大。根据1999 年航拍图，场区分布有两个水塘，地面高程在13.0～22.9m 左右，2002 年扩建12 孔节制闸，作为弃土区堆填，地面高程在17.0～26.1m 左右，地形略有起伏，土层变化较大。

根据现场钻探资料，地层自上而下分述如下：人工填土层（Qml4）：以重～中粉质壤土为主，夹植物根茎，夹淤泥质重粉质壤土、粉性土，局部夹生活垃圾、碎石子。层厚0.70～11.30m，层底高程9.90～20.51m。

①层（Qal4）：淤泥、淤泥质重壤土，夹贝壳及腐殖质，为近期沉积。层厚1.60～5.00m，层底高程14.60～18.28m。

②层（Qal4）淤泥质重粉质壤土，仅分布于BY05 号孔附近。层厚1.30m，层底高程9.68m。

③1层（Qal4）：砂壤土，局部为中～轻粉质壤土，局部夹淤泥质重粉质壤土。厚1.10～8.60m，层底高程7.48～10.19m。

③2层（Qal4）：中～重粉质壤土，局部为淤泥质重粉质壤土、砂壤土。层厚0.70～3.00m，层底高程-0.51～7.55m。

④层（Qal3）：重粉质壤土，夹铁锰结核。该层未钻穿。

3.2 总体建设情况

蚌埠闸鱼道工程由安徽省淮河河道管理局代建实施，主要建设内容为：鱼道工程土方开挖及回填、鱼室主体钢筋混凝土结构浇筑、护坡、堤顶道路、启闭机房及管理房、金属结构及机电设备、电气自动化设备等。

蚌埠闸鱼道主体工程2021 年12 月22 日开工，2023 年9 月8 日完工。主体工程划分为1 个单位工程12 个分部工程，其中主要分部工程2 个，重要隐蔽单元工程39 个。12 个分部工程质量评定全部合格，其中优良9 个，主要分部工程2 个，均为优良，外观质量评定得分率92.7%。2023 年9 月20 日单位工程通过完工验收，单位工程质量等级为优良。

3.3 土方开挖及回填

鱼道进口底高程10.31m，出口底高程15.90m，底坡i=1/100。鱼道分二期施工，一期（进口控制段至24#鱼室）建基面位于③1层砂壤土，采用降水井+轻型井点+明排的降水措施，共计使用43 口深井以及20 处轻型井点降水，开挖边坡底部采用木桩支护，坡脚设置排水沟（沟周边铺土工滤布）；二期工程（25#鱼室至出口控制段）位于人工填土层、部分位于③1层砂壤土，且基础高程较高，采用基坑内明排降水措施。工程最大开挖深度14.8m，开挖土层主要为人工填土、淤土层、砂壤土层，开挖边坡1∶3和1∶3.5，采用挖掘机配自卸车从上至下分层（厚度控制在1.5m）分段进行。土方开挖保持一定的坡势，以利排水，避免开挖范围内积水。

蚌埠闸封闭堤为1 级堤防，回填要求压实度为0.95，选用粘性土填筑。鱼道周边一般回填要求压实度为0.91，采用开挖土方回填。土方回填前在鱼道临土面采用聚氨酯防水涂料对表面螺栓孔及施工缝进行处理；回填时，先将建筑物表面湿润，涂刷浓泥浆，涂层厚度宜为3～5mm，并与下部涂层衔接，严禁泥浆干固后再铺土、夯实。制备泥浆采用塑性指数IP 大于17 的粘土，泥浆的浓度1∶3（土水重量比）。建筑物两侧2m 以内回填土用尺寸为0.8m×0.8m 液压平板振动器夯压密实，其余采用重型履带推土机压实，两侧回填土对称均衡上升，分段处留有坡度，错缝搭接，分期回填。

3.4 地基处理

鱼道基础大多坐落在砂壤土层，部分位于人工填土层，招标文件地基处理方案为局部软弱土层采用水泥土换填。50#、51#鱼室开挖揭示建基面为软弱土层，经地质工程师和参建各方确认后，进行水泥土换填处理。

鱼道工程位于蚌埠闸黑牛嘴生态园节制闸扩建弃土堆填区域，原有2 处深塘，人工填土性质及厚度差异大，为防止地质不满足设计要求影响工程建设，对二期实施的鱼室段地质情况进行了加密补勘。

补勘结果显示，鱼室37#-39#建基面以下存在软弱土层，深度较大，地基承载力较低，水泥土换填方案不能满足要求。为提高37#-39#鱼室建基面以下地基承载力，针对三种地基处理方案比选：方案一，桩径0.5m 水泥搅拌桩与8%水泥土垫层改善地基；方案二，桩径边长为0.4m 预应力混凝土方桩与8%水泥土垫层改善地基；方案三，管径为0.4m 预应力混凝土管桩与8%水泥土垫层改善地基。综合考虑现场施工条件、工期、工程费用等因素，采用方案三进行地基加固处理。

3.5 混凝土工程

鱼道工程混凝土量为2.3 万m3，搅拌站集中拌制、砼搅拌车运输、泵送砼入仓、振捣器密实浇筑。根据鱼道沿线地质及施工条件，按鱼室采用间隔跳仓分层浇筑，散装P.O42.5 级普通硅酸盐水泥。前期试验采用部分人工砂，有干缩现象，调整砼配合比，细骨料主要选用细度模数2.3～3.0 的天然砂；粗骨料采用5～31.5mm 连续级配石子，添加聚羧高效酸减水剂严格控制拌合水量，熟料塌落度控制在15cm。对于厚度超过1m 的底板等大体积混凝土采用预埋冷凝管进行降温处理，混凝土浇筑完成后采用节水保湿养护膜覆盖养护。

3.6 监测分析

进口闸：2022 年3 月17 日至2023 年9 月15 日，4 个沉降计观测位移变化量分别为2.39mm、2.51mm、0.18mm、-0.22mm。2022 年4 月17 日 至2023 年9月15 日，6 个测缝计开合度变化量分别为0.49mm、0.69mm、4.60mm、4.12mm、0.44mm、-0.19mm。各部位仪器沉降变化小，无异常变动，主体结构稳定。

出口闸：2022 年11 月14 日至2023 年9 月15日，4 个沉降位移变化量分别为0.48mm、0.24mm、0.58mm、0.32mm。2022 年11 月14 日 至2023 年9月15 日，6 个测缝计开合度变化量分别为0.48mm、3.14mm、4.85mm、-0.90mm、0.40mm、0.94mm。各仪器测值稳定，无异常变动，主体结构稳定。

施工期结构物沉降观测情况：分鱼道工程每段砼浇筑后即进行沉降监测，自2022 年3 月开始直至2023 年9 月中旬鱼道单位工程完工，进口闸、出口闸及位于原状砂壤土地基上鱼室段、进行地基处理鱼室段，沉降较小；二期实施位于滩地人工填土段沉降稍大；单次沉降量最大值为56mm，累计沉降量最大值为110mm，跳仓浇筑的相邻鱼室累计相对沉降量最大值为20mm，沉降过程均呈线性变化，监测点最大沉降值达到110mm，后续监测过程中沉降值监测点无持续沉降变化，监测点趋于稳定。

4 环境恢复及水土保持措施

4.1 环境影响及恢复

鱼道工程建设范围影响面积约120 亩，其中主体工程占地1.9 亩，施工临时道路占地10.5 亩，鱼道开挖占地107.6 亩，为生态园区景观绿化区，主要有观赏乔木、灌木、草皮等以及栈道、步道、广场等。受影响的6kV 线路、通讯光缆、电气照明、地下配电线及部分供水管道等临时迁移后恢复，恢复景观绿化、园区道路和生态园抽水站，以“洄游”为主题，围绕鱼道观览节点进行景观绿化，打造一个由外而内，自然、景观、建筑相协调，诗意与文化贯穿的园区环境。生态园抽水站出口消能设施采用景石跌水方式，与景观融为一体。

4.2 水土保持措施

建筑物工程区：观赏价值较高的园区苗木先行移栽，开挖线范围内占地剥离表层土，基坑边坡临时覆盖及植草皮，工程建设完成回填后进行绿化恢复；临时堆土区：1#堆土区位于鱼道附近，清理后主要进行荷花恢复，2#堆土区位于生态园区鱼道东北侧，原状主要为杨树、杂树等低价值植被，恢复树木和草皮绿化植被。施工营地：在鱼道工程周边平缓的空地建设，对施工扰动且需硬化场地进行表土剥离并集中堆放。施工结束后拆除硬化层，对施工迹地整治后，进行草皮绿化。

5 结语

蚌埠闸鱼道工程建设修复了淮河干流鱼类洄游通道，使鱼类顺利地上溯回流产卵，有利于生态平衡与物种延续。同时，鱼道建于蚌埠闸黑牛嘴生态园区，恢复工程同园区环境相互协调，丰富了蚌埠闸水利风景区的建筑元素，使得游客在欣赏水利建筑的雄伟壮观的同时，感受人与自然和谐共存的理念