橡膠壩工程水土保持防治措施典型設計

蔡勛星

(南陽市白河橡膠壩管理處，河南 南陽 473000)

1 項目概況

某橡膠壩工程壩址位于達士營村東北、黃渠河入白河口上游140 m，距南陽大橋 4.80 km，行政區(qū)劃隸屬于南陽市臥龍區(qū)管轄，總占地面積約為21.95 hm2。橡膠壩共設 8 段，壩袋長 520 m，中墩厚1.50 m，總長 530.50 m，順流方向長142.30 m，工程建成后，回水長度8 km，壩前最大水深9 m，水面平均寬度約為600 m，水面面積480 hm2，形成庫容 2 160萬m3。項目總投資10 629.56萬元，基建投資 7 342.67萬元，水土保持方案設計深度為初步設計階段，工程基建期11個月，水土保持方案服務期為1年。

項目區(qū)氣候特征為北亞熱帶與暖溫帶的過渡帶，屬季風型大陸性氣候，氣候溫和，四季分明。多年平均降水量 806 mm，多年平均氣溫14.90 ℃。項目區(qū)在水土流失類型分區(qū)上屬北方土石山區(qū)，土壤侵蝕的基本類型是水力侵蝕，侵蝕的主要形式是面蝕和溝蝕，水土流失以微度為主，土壤流失容許值為200 t/(km2·a)。

橡膠壩修建于白河河槽內(nèi)，現(xiàn)狀白河灘地主要為人工植樹形成的樹林，河道內(nèi)無常住人口和耕地，由于近年來河道采砂嚴重，河灘凌亂不規(guī)整，采砂坑分布較多，規(guī)模較大。根據(jù)《開發(fā)建設項目水土流失防治標準》(GB 50 434-2008 )防治標準等級與適用范圍的規(guī)定，確定項目區(qū)的水土流失防治標準為建設類項目一級標準:擾動土地治理率達到95%，水土流失治理度達97%，林草植被恢復率達到9%，水士流失控制比達到1，林草覆蓋率達到27%，使原有的水土流失狀況得到基本治理，新增的水土流失狀況得到有效控制。

2 主體工程區(qū)防治區(qū)水土流失防治工程典型設計

2.1 主體工程設計中水土保持工程的分析評價

主體工程中具有水土保持功能的工程不多，主要包括以下幾個方面。

2.1.1 上游堤防工程

堤防下部護坡采用混凝土預制塊，為六邊形。在坡腳漿砌石齒墻外側設拋石防沖槽，以防止洪水對護坡的沖刷。護坡上部結合現(xiàn)狀地形，預留一級自然淺水平臺，平臺上部采用二級子堤，臨水坡采用耕植土植草皮護坡，背水坡坡腳設漿砌石排水溝，以利坡腳排水.

2.1.2 河床整治工程

為利于河道泄洪，同時平順工程區(qū)段水流，需對橡膠壩上下游河床進行統(tǒng)一整治，整治范圍為橡膠壩主體建筑物上游50 m，與上游河底高程平順連接;橡膠壩主體工程下游30 m，與下游河底高程平順連接，以防止淘刷.

2.1.3 施工導流與排水

施工導流采用兩期圍堰導流，施工中先進行右岸五個壩段及船閘施工，施工完畢后再進行左側三個壩段施工。根據(jù)《南陽市白河零級橡膠壩工程地質(zhì)勘察報告》中試驗資料，河床覆蓋層屬強透水性。因此，施工中必須進行基坑排水。在圍堰內(nèi)側坡腳設排水溝及集水池，集中抽排。圍堰采用硬化處理，作為施工交通臨時便道，迎水面用30 cm厚編織袋壓坡，下設PVCF土工膜防滲.

2.1.4 環(huán)境綠化

對工程區(qū)兩岸進行綠化建設，打造庭院式管理單位，沿河及堤防種植花草、樹木，園林小品等。秉承“自然、生態(tài)、健康、休閑”的思路，設計成為豐富多彩的親水園林。做到宜樹則樹，宜花則花，宜草則草，充分反映出地方特色，使植物發(fā)揮出最大的生態(tài)效益。植物配置以常見園林植物種為主，疏密適當，高低錯落，形成一定的層次感。主要以常綠樹種作為“背景”，四季不同花色的花灌木進行搭配。達到園區(qū)四季常綠，三季有花。

2.2 引水渠道工程工程措施設計

2.2.1 排水溝典型設計

在引水渠道外側修建漿砌石排水溝進行排水，與溝道相連，排水溝出口處比降較大設沉沙池。排水溝按10年一遇洪水標準設計。設計洪水流量根據(jù)式(1)計算:

Q=0.278 KiF

(1)

式(1)中：Q—設計洪水流量，m3/s；K—徑流系數(shù)，取 0.65；i—設計頻率平均1小時降雨強度，經(jīng)查閱為72 mm/h；F—匯水面積，經(jīng)量算為1.70×10-2km2。經(jīng)計算，設計洪水流量Q=0.22 m3/s。

設計采用最優(yōu)斷面，根據(jù)明渠均勻流公式進行試算，具體如式(2):

(2)

式(2)中：Q—設計流量，m3/s；A—溝渠斷面面積，m2；C—謝才系數(shù)；n—糙率系數(shù)；R—水力半徑，m；i—溝底比降。

考慮安全超高及施工需要，排水溝斷面尺寸設計為底寬0.40 m，深0.40 m，邊坡1∶1，漿砌石襯砌厚度0.30 m，溝道比降為0.50%。計算結果詳見表1。引水渠道外側修建排水溝 3 700 m，需開挖土方 3 552 m3，需 M7.5 漿砌石 2 368 m3。

2.2.2 沉沙池典型設計

沉沙池采用M7.5 漿砌石砌筑，進水口與排水溝相連，出水口與自然溝相連，進水口略低于出水口。沉沙池設計長為2 m，寬深均為1m，砌筑度0.30 m。水渠道外側修建沉沙池 4 座。

2.3 管理道路工程工程措施設計

2.3.1 排水溝典型設計

在管理道路兩側修建漿砌石排水溝進行排水，與溝道相連，排水溝出口處設沉沙池。排水溝按10年一遇洪水標準設計，計算方法同引水渠道外側排水溝設計。經(jīng)計算，設計洪水流量Q=0.10 m3/s，排水溝斷面要素計算結果詳見表1。考慮安全超高及施工需要，排水溝斷面尺寸設計為底寬0.40 m，深0.40 m，邊坡1∶1，漿砌石襯砌厚度0.30 m，溝道比降為0.20%。管理道路兩側共修建排水溝1 310 m，需開挖土方1 257.60 m3。

2.3.2 沉沙池典型設計

沉沙池采用M7.5 漿砌石砌筑，進水口略低于出水口。沉沙池設計長為2 m，寬深均為1 m，砌筑厚度0.30 m。管理道路兩側共修建沉沙池 4 座。

2.4 綠化美化工程植物措施設計

在管理道路兩側栽植樹木綠化，樹種選擇樹姿優(yōu)美，觀賞性好，抗病能力強的樹種。綠化樹種選擇大葉女貞和水杉混交，沿路栽植，道路兩側各栽植一行，株距2 m。女貞采用胸徑6 cm的苗木，定植穴大小為80 cm×80 cm×80 cm。水杉選用胸徑8 cm的苗木，定植穴大小為80 cm×80 cm×80 cm。

3 管理區(qū)防治區(qū)水土流失防治工程典型設計

3.1 土地整治工程工程措施設計

3.1.1 表土剝離典型設計

管理區(qū)在建設前先進行表土剝離，剝離表土分別堆放于左、右岸管理區(qū)。管理區(qū)表土剝離面積20 200 m2，剝離平均厚度為0.30 m，剝離土方量共 6 060 m3。

3.1.2 覆土典型設計

管理區(qū)在建設完后，覆土改造利用，覆土厚度根據(jù)整治后的利用方向及當?shù)赝亮县S富程度而定。該區(qū)土地整治后需重建植被，改造為喬、草地管理區(qū)土地整治面積20 200 m2，設計覆土平均厚度為0.30 m，覆土量 6 060 m3。

3.2 防洪排導工程工程措施設計

3.2.1 排水溝典型設計

在管理區(qū)周邊修筑漿砌石排水溝，進行排水，與溝道相連，排水溝出口處設沉沙池.

排水溝按10年一遇洪水標準設計，計算方法同引水渠道外側排水溝設計。經(jīng)計算，設計洪水流量Q=0.42 m3/s，排水溝斷面要素計算結果詳見表1。考慮安全超高及施工需要，排水溝斷面尺寸設計為底寬0.40 m，深0.40 m，邊坡1∶1，漿砌石襯砌厚度0.30 m，溝道比降為1%。管理區(qū)周邊修建排水溝 630 m.

3.2.2 沉沙池典型設計

沉沙池采用M7.5 漿砌石砌筑，進水口略低于出水口。沉沙池設計長為2 m，寬深均為1 m，砌筑厚度0.30 m，管理區(qū)修建沉沙池 2 座。

3.3 植物恢復工程植物措施設計

對管理區(qū)空閑地整治后進行植被恢復，恢復的植被應能夠形成穩(wěn)定的物群落，并在群落形態(tài)、構成等方面應和周圍群落相近，物種應選用具備水土保持功能的品種，喬、草相結合。項目方案選取栽植廣玉蘭和枇杷混交，撒播紫花苜蓿，全面整地。廣玉蘭選用胸徑6 cm的苗木，穴狀整地穴徑×穴深=60 cm×60 cm，株行距為2 m×3 m；枇杷選用胸徑6 cm苗木，穴狀整地穴徑×穴深=60 cm×60 cm，株行距為2 m×3 m。草種選擇紫花苜蓿，全面整地，每公頃用種量 20 kg。

3.4 臨時攔擋工程臨時措施設計

根據(jù)項目區(qū)情況，該項目剝離表土均分別堆放于左、右岸管理區(qū)，對剝離表土采取臨時攔擋措施，以減少水土流失。左岸管理區(qū)堆土 2 970 m3，平均堆放高度1.50 m，采取編織袋裝土堆砌攔護，攔擋高度1 m，頂寬1 m。攔擋總長度為180 m，共需填筑拆除編織袋土180 m3。右岸管理區(qū)措施同左岸管理區(qū)，左右岸管理區(qū)合計需要土袋 360 m3。

3.5 臨時防護工程臨時措施設計

為了防治徑流沖刷，對剝離表土坡面進行臨時防護，采用草苫苫蓋，左右岸管理區(qū)需草苫面積4 200 m2。

4 施工生產(chǎn)生活區(qū)防治區(qū)水土流失防治工程典型設計

4.1 土地整治工程工程措施設計

場地平整典型設計。建設區(qū)結束后，需對施工生產(chǎn)生活區(qū)進行場地平整。施工生產(chǎn)生活區(qū)場地平整面積為18 800 m2。

4.2 臨時防洪排導工程臨時措施設計

排水溝典型設計。在施工生產(chǎn)生活區(qū)周邊修建臨時排水溝，排出場地徑流。排水溝按10年一遇洪水標準設計，計算方法同引水渠道外側排水溝設計。經(jīng)計算，設計洪水流量Q=0.14 m3/s，排水溝斷面要素計算結果詳見表1。考慮安全超高及施工需要，排水溝斷面尺寸設計為底寬0.30 m，深0.30 m，邊坡1∶1，溝道比降為1%。施工生產(chǎn)生活區(qū)周邊共修建臨時土質(zhì)排水溝 678 m。

5 施工道路防治區(qū)水土流失防治工程典型設計

臨時防洪排導工程臨時措施設計。沿施工道路兩側修建臨時排水溝，以排出地表徑流。

排水溝按10年一遇洪水標準設計，計算方法同引水渠道外側排水溝設計。經(jīng)計算，設計洪水流量Q=0.14 m3/s，排水溝斷面要素計算結果詳見表1。考慮安全超高及施工需要，排水溝斷面尺寸設計為底寬0.30 m，深0.30 m，邊坡1∶1，溝道比降為1%。施工道路兩側共修建臨時土質(zhì)排水溝 8 000 m，需開挖土方1 440 m3。

表1 排水溝斷面要素計算表

6 結語

文章從某橡膠壩工程建設項目實際出發(fā)，探討了其水土流失防治措施，分工程措施、植物措施和臨時措施等進行了水保工程典型設計，其中將設計重點放在工程措施，以期對類似工程起到指導借鑒意義。