塔什米里克引水樞紐除險加固工程水土修復(fù)實踐

吳春輝

（新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計院(集團(tuán))有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 項目概況

新疆喀什噶爾河蓋孜河塔什米里克引水樞紐位于疏附縣塔什米里克鄉(xiāng)境內(nèi)，距喀什市80 km，控制喀什地區(qū)及克州五縣一種羊場122.56 萬畝耕地的農(nóng)業(yè)灌溉用水。該樞紐始建于1961 年，經(jīng)多次改建，形成了完全的攔河引水樞紐，主要建筑物由進(jìn)水閘、沖沙閘、人工彎道、泄洪閘、潰壩及左、右岸導(dǎo)流堤組成。目前該樞紐防洪能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)，運行指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，同時工程存在嚴(yán)重的破壞、樞紐上下游淤積、消能設(shè)施的淤積等問題，影響了工程的安全運行，需經(jīng)除險加固后才能達(dá)到正常運行。

本次塔什米里克引水樞紐除險加固的主要工程內(nèi)容包括：（1）進(jìn)水閘、沖沙閘。拆除原閘上部結(jié)構(gòu)，將閘墩加高，新建閘室，原交通橋拆除新建；（2）人工彎道。增加彎道長，彎道進(jìn)口設(shè)導(dǎo)沙坎；（3）泄洪閘。將現(xiàn)狀泄洪閘全部拆除，新建7 孔8 m 閘，閘室總寬為64 m；（4）潰壩。進(jìn)行廢除，上部交通橋進(jìn)行拆除，拆除長度為110 m，新建導(dǎo)流堤將新建閘與現(xiàn)狀人工導(dǎo)流堤進(jìn)行銜接；（5）人工導(dǎo)流堤。閘上游左側(cè)新建人工導(dǎo)流堤113 m 與上游左岸導(dǎo)流堤銜接，下游左側(cè)新建導(dǎo)流堤67.5 m；（6）管理站。拆除新建磚混結(jié)構(gòu)管理站房。工程計劃施工共10 個月，施工準(zhǔn)備期為1 個月，于第1 年2 月進(jìn)入施工準(zhǔn)備期，3 月開始施工，至5 月底第一階段施工完成，同年9 月至11 月底第二階段施工完成。

工程總占地16.88 hm2，其中永久占地12.49 hm2，臨時占地4.39 hm2，占地類型為建設(shè)用地和荒漠戈壁。工程開挖總量10.28 萬m3，其中拆除方量0.72 萬m3，回填5.17 萬m3，廢棄5.41 萬m3，堆放在工程規(guī)劃場地內(nèi)，隨著施工進(jìn)度后期逐步回填到C1 土料場和永久棄渣場。清淤表土量0.78 萬m3，用于樞紐區(qū)、料場區(qū)和棄渣場區(qū)表土覆蓋，便于植被自然恢復(fù)。

2 工程區(qū)水土流失現(xiàn)狀及預(yù)測

2.1 工程區(qū)水土流失現(xiàn)狀

塔什米里克引水樞紐位于蓋孜河出山口處，是山區(qū)和平原的接合部位，屬低山丘陵區(qū)，海拔高程為1638 m～1815 m。屬溫帶大陸性干旱半干旱區(qū)，項目區(qū)年平均氣溫11.7℃，年平均降雨量64.80 mm，年平均蒸發(fā)量2438.3 mm，年平均風(fēng)速1.90 m/s，全年主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)，多年最大凍土深度66 mm，區(qū)域內(nèi)植被發(fā)育較小，地表分布有沙礫石，生態(tài)環(huán)境惡劣。土壤類型為棕漠土，植被屬戈壁荒漠植被類型，覆蓋率5%，現(xiàn)狀條件下，表層易蝕物質(zhì)被剝蝕殆盡，地表為結(jié)皮及植被覆蓋，若不人為擾動，大風(fēng)條件下不會發(fā)生大面積侵蝕。根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)人民政府《關(guān)于全疆水土流失重點預(yù)防保護(hù)區(qū)、重點監(jiān)督區(qū)、重點治理區(qū)劃分的公告》，樞紐工程項目區(qū)屬于水土流失重點監(jiān)督區(qū)，水土流失防治應(yīng)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)，容許土壤流失量為2200 t/(km2·a)。工程區(qū)侵蝕類型屬于中度風(fēng)力侵蝕、輕度水力侵蝕，原地貌土壤侵蝕模數(shù)為2700 t/(km2·a)。

2.2 新增水土流失預(yù)測分析

工程屬于建設(shè)類項目，水土流失預(yù)測時段按施工準(zhǔn)備期、施工期、自然恢復(fù)期三個時段進(jìn)行，本工程新增水土流失主要在施工準(zhǔn)備期和施工期。

在施工準(zhǔn)備期，由于樞紐工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)和施工道路區(qū)“三通一平”建設(shè)，對工程各項設(shè)施占地范圍的地表植被或結(jié)皮進(jìn)行鏟除和破壞，在開挖處或填方處又改變了原地面的坡度與坡長等原始地貌。這些施工行為與氣象因素、土壤因素等相結(jié)合，是導(dǎo)致工程擾動范圍內(nèi)水土流失加劇的主要原因。

施工期水土流失影響因素以人為活動為主導(dǎo)因素。項目建設(shè)過程中，由于樞紐的開挖和填筑，大量的土方臨時堆放，在施工機械碾壓和工人踐踏等活動作用下將引起水土流失加劇。

建設(shè)期可能造成的水土流失總量為1169.61 t，新增水土流失量為514.89 t。新增侵蝕主要集中在樞紐工程區(qū)、料場區(qū)、棄渣場區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)；產(chǎn)生水土流失的主要時段為施工期，重點流失時段為施工期。

3 水土流失防治責(zé)任范圍

根據(jù)項目建設(shè)對水土流失的影響、區(qū)域自然條件、不同部位水土流失特點等因素，將建設(shè)區(qū)分為六個二級分區(qū)，為樞紐工程區(qū)、管理站區(qū)、料場區(qū)、棄渣場區(qū)、施工道路區(qū)、臨時施工生產(chǎn)生活區(qū)。直接影響區(qū)主要通過當(dāng)?shù)貙崪y上、下風(fēng)向的影響得出，道路區(qū)直接影響區(qū)范圍確定為上風(fēng)向2 m，下風(fēng)向5 m 范圍，施工活動均在限定的范圍內(nèi)進(jìn)行。工程水土流失防治責(zé)任范圍總面積為20.21 hm2。其中項目建設(shè)區(qū)面積為16.88 hm2，直接影響區(qū)面積3.33 hm2。工程水土保持防治責(zé)任范圍見表1。

表1 工程水土保持防治責(zé)任范圍

4 水土保持措施設(shè)計

4.1 樞紐工程區(qū)

樞紐工程區(qū)占地7.64 hm2，主要建設(shè)進(jìn)水閘、沖沙閘、人工彎道、泄洪閘等。在引水樞紐工程建設(shè)過程中，由于樞紐基礎(chǔ)、基礎(chǔ)開挖與回填及進(jìn)場道路的平整等施工活動，改變了原地貌地形，占壓、損壞了原有水土保持設(shè)施。樞紐工程區(qū)表土為淤積土，該區(qū)河灘淤積區(qū)域的土質(zhì)較好，在施工期對表層土進(jìn)行剝離，土方量約為7800 m3，在施工后期中逐步將表土覆蓋到擾動區(qū)域以便植被自然恢復(fù)，覆土方量為2780 m3。對施工過程中臨時堆放表土進(jìn)行防塵網(wǎng)苫蓋，估算需0.61 hm2防塵網(wǎng)。為減少施工期的揚塵，施工期在樞紐施工區(qū)的擾動范圍內(nèi)增加灑水措施，灑水利用河道內(nèi)的水，灑水在6 月～8 月高溫季節(jié)每天灑水兩次，上午、下午各一次，5 月和9 月每天灑水一次，在中午灑水，則施工期每年需灑水約245 次，每次灑水2.5 m3，則施工期灑水共需用水613 m3。

4.2 管理站區(qū)

管理站占地0.15 hm2，現(xiàn)狀管理站拆除重建，在管理院內(nèi)新建二層管理辦公樓，面積750 m2。施工完畢后，建筑物拆除后有計劃的平整場地，本區(qū)域共需平整場地0.09 hm2，估算臨時堆土共需防塵網(wǎng)合計為0.02 hm2。

4.3 料場區(qū)

土料場選在左岸泄洪閘后的河漫灘上，因此，在料場開采完成后及時將永久棄渣回填至料場開采區(qū)，防止料場沖蝕。土料場區(qū)長度大約100 m，寬度約80 m，占地0.80 hm2。施工結(jié)束后，對料場進(jìn)行土地平整處理，需平整面積0.80 hm2。隨著工程的進(jìn)度，棄渣回填料場后逐步將樞紐區(qū)剝離表土覆蓋到料場區(qū)擾動區(qū)域，以便植被自然恢復(fù)，覆土方量為1600 m3。在表面覆蓋層清理前，在廢料堆放周邊布設(shè)草袋土進(jìn)行擋護(hù)，并在施工結(jié)束后進(jìn)行草袋土拆除。在料場區(qū)的擾動范圍內(nèi)增加灑水措施，施工期灑水共需用水165 m3。

4.4 渣場區(qū)

渣場區(qū)占地6.4 hm2，設(shè)置1 個永久棄渣場和1 個利用料堆放場地，永久棄渣場在泄洪閘左側(cè)800 m 處，占地4.70 hm2，臨時堆料場在泄洪閘左側(cè)150 m 處，占地1.70 hm2。施工完畢后，棄渣場全部進(jìn)行平整處理，共需平整面積4.70 hm2。隨著工程的進(jìn)度逐步將樞紐區(qū)剝離表土覆蓋到擾動區(qū)域，以便植被自然恢復(fù)，覆土方量為5020 m3。在棄渣場棄渣前周邊布設(shè)草袋土進(jìn)行擋護(hù)，施工完畢后進(jìn)行草袋土拆除。

4.5 臨時施工生產(chǎn)生活區(qū)

設(shè)置1 處施工生產(chǎn)生活區(qū)，在攔河堤左岸，占地1.24 hm2。施工完畢后，臨建設(shè)施予以拆除，建筑物拆遷后有計劃的平整場地，共需平整場地1.24 hm2。為減少擾動面積在大風(fēng)季節(jié)的揚塵，施工期在大風(fēng)和高溫季節(jié)增加灑水措施，灑水共需用水160 m3。

4.6 施工道路區(qū)

塔什米里克渠首工程項目區(qū)3 條施工道路，共占地0.65 hm2。進(jìn)場道路長140 m，路面寬度6 m；棄渣場道路長800 m，路面寬度6 m；施工道路長150 m，路面寬度6 m。施工完畢后，道路全部進(jìn)行平整處理，共需平整道路0.65 hm2。在施工道路兩側(cè)布設(shè)彩條旗2000 m，以限定施工車輛的行駛范圍，避免對征地范圍以外的區(qū)域產(chǎn)生新的擾動。施工期在道路區(qū)增加灑水措施，灑水共需用水160 m3。

水土保持措施實施后，工程區(qū)內(nèi)擾動土地整治率達(dá)到98.82%，造成水土流失面積的總治理度達(dá)到98.48%，土壤流失控制比達(dá)到0.90，攔渣率達(dá)到99%，林草恢復(fù)系數(shù)林草覆蓋率不作要求，滿足水土保持目標(biāo)值。

5 結(jié)語

塔什米里克水利樞紐的安全運行對灌區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用，為確保農(nóng)業(yè)引水灌溉，針對樞紐存在的問題進(jìn)行加固是十分必要和迫切的，工程應(yīng)當(dāng)采取臨時防護(hù)和永久治理相結(jié)合、工程措施和植物措施相結(jié)合的水土流失防治措施，在施工進(jìn)度與時序安排上考慮了降水和風(fēng)等水土流失影響因素，縮小裸露面，縮短裸露時間，施工開挖、填筑、堆置的裸露面應(yīng)采取臨時攔擋、覆蓋等臨時措施，有效降低項目建設(shè)中引發(fā)的水土流失量，促進(jìn)項目區(qū)生態(tài)修復(fù)。