桑干河固定桥生态蓄水工程初设实践

刘利新

（大同市孤山水库管理处，山西 大同 037000）

固定桥生态蓄水工程，作为永定河综合治理与生态修复项目中山西段桑干河干流规划的10 处生态蓄水湿地之一，是山西省政府安排的2017 年前期实施项目。

工程包括主河槽蓄水闸，左右岸生态护岸（堤）。蓄水闸布置在主河槽，闸门采用底横轴转动翻板闸门，由设在闸室两岸的启闭机房控制启闭。对右侧现有堤防进行改造及培厚加高，并将堤顶路面全部硬化；左侧需新建生态护岸，迎水面进行防护，水面以下为格宾石笼，水面以上为土石笼袋，堤脚设格宾石笼护脚。

1 工程概况

1.1 建设任务

主要建设内容包括：长450 m、高3.0 m 的蓄水闸1 座；主河槽生态护岸和堤防加固，总长7.158 km；管理站1 处，建筑面积400 m2。

1.2 建设规模

固定桥生态蓄水工程，设计蓄水位963.0 m，蓄水面积91 万m2，蓄水量112.4 万m3。本次生态修复水域部分，因蒸发和渗漏损失，年需补水量为78.1 万m3。对水闸建设前后河道发生5 年、10 年和20 年一遇洪水时河道水面线进行比较，工程建设前后洪水水位基本没有变化，由此可见，水闸建设前后对河道天然洪水行洪造不成影响，河道仍能维持泄洪通畅。

2 工程布置与等别

2.1 总体布置

蓄水闸闸址, 位于桑干河干流册田水库库尾固定桥上游约150 m 处，距离上游吉家庄桥3.85 km。拦河建筑物由主河槽蓄水闸和右岸改造加固后的堤防组成，其中蓄水闸长450 m，均匀布设2 个中墩，将蓄水闸分成150 m 宽的3 孔，闸门顶高程963.0 m，底板高程960.0 m，挡水高度3 m。右岸堤防长4 261 m。其中蓄水范围内堤防长度2 490 m，堤顶高程不低于964.0 m。

2.2 工程等别和建筑物级别

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017），工程等别为Ⅳ等，主要建筑物蓄水闸、主槽右堤级别为4 级。

本工程蓄水闸最大挡水高度为3.0 m，根据《防洪标准》（GB 50201—2014）规定，建筑物洪水标准按平原、滨海区确定,设计洪水标准为10 年一遇，校核洪水标准为30 年一遇。

3 工程设计

3.1 蓄水闸设计

固定桥蓄水闸为开敞式水闸，由闸室、上游连接段、下游连接段组成。

闸室净长450 m，均等布设2 个中墩，将蓄水闸分成150 m 长3 孔，顺水流方向宽10 m，采用底横轴转动翻板闸门，立闸挡水、卧倒泄洪；单扇门宽6 m，每孔25 扇闸门串联挡水，总闸门共25×3 扇，闸门挡水高3.0 m。闸室为分离式钢筋混凝土结构，设2 个中墩。

上游连接段（从上游至下游）由8 m 长格宾石笼护底、5 m 长C 25 钢筋混凝土铺盖组成。

下游连接段（从上游至下游）由10 m 长消力池、10 m 长格宾石笼海漫组成。

3.2 左岸生态护岸（堤）设计

左岸生态护岸与生态护堤，采用同一断面型式防护：

堤顶、岸顶整平至964.0 m 高程后，迎水侧2 m 范围内厚400 mm 土石笼袋防护，其下为水泥土搅拌桩防渗墙；堤（岸）顶964.0～963.0 m（蓄水位）范围内，坡面（坡度1∶2.5）采用厚400 mm 土石笼袋防护；963.0 m（蓄水位）～堤脚坡面（坡度1∶2.5）采用厚400 mm 格宾石笼防护，格宾石笼下设反滤土工布反滤；堤（岸）护脚宽度3 m，高程范围963.00～960.00 m，采用厚500 mm 格宾石笼防护，格宾石笼下设反滤土工布反滤。左岸生态护岸（堤）水泥土搅拌桩防渗墙防渗长度2 772 m。

3.3 右岸生态护堤设计

迎水面堤脚防护设计：右堤迎水面采用格宾石笼护脚，护脚宽3.0 m、厚500 mm。防护高程范围966.3—960.0 m。

迎水面挡土墙设计：对蓄水区上游右堤桩号S1+660—S 0+000 段，原堤防迎水面挡土墙进行修复加固。将蓄水区右堤桩号S0+000—S2+490 段，原堤防迎水面挡土墙拆除，改建为C 25 混凝土挡土墙。将闸室下游桩号右堤X0+000—X0+111 段，有挡土墙的堤段或无挡土墙的堤段，均改造为格宾石笼重力式挡土墙。

堤顶路面设计：堤顶路面宽6.0 m，混凝土路面，路面结构层为厚200 mm 混凝土路面一层、厚300 mm砂砾石水稳层一层。

背水面防护设计：全堤背水面均进行培厚、1∶2.5整坡处理。坡面采用厚400 mm 土石笼袋防护。

背水面堤脚防护设计：背水面堤脚采用厚500 mm格宾石笼防护，护脚宽2.0 m。

4 主体工程施工

4.1 蓄水闸工程

土方工程。土方开挖采用2 m3挖掘机挖装，就近回填土料采用74 kW 推土机推运，其余采用15 t 自卸汽车运输。土方回填采用开挖料，利用74 kW 推土机摊平，13.5 t 振动碾碾压，局部采用蛙式打夯机夯实。

河道疏浚。土方开挖采用2 m3挖掘机挖装，15 t自卸汽车运输至护岸后，用于回填。

基底碾压。基底碾压采用振动碾碾压。压实采用13.5 t 振动碾碾压，碾压方向沿蓄水闸轴线方向，采用进退错距法，碾压遍数由现场试验后确定。

振冲碎石桩施工。采用ZQC-75 振冲器，配25 t起重汽车，22 kW 高压泵，4 kW 污水泵和1.0 m3装载机填料。

多头搅拌桩防渗墙施工。水泥土地连墙围封防渗墙，采用多头搅拌桩防渗墙施工方法。

三管法高压喷射（摆喷）灌浆防渗墙施工。高压旋喷射灌浆，采用150 型地质钻机钻孔，高喷台车灌浆，三重管法施工。

混凝土浇筑。购买商品混凝土，由混凝土罐车运至浇筑现场，混凝土泵入仓，插入式振捣器振捣。

格宾石笼砌筑。格宾石笼采用8 t 自卸汽车运输石料，石笼就地组装，15 t 汽车起重机配合人工吊装格宾石笼，手推车搬运石料，人工填石料。

4.2 生态护岸（堤）工程

土方开挖，采用1.0 m3挖掘机挖装，15 t 自卸汽车运输，开挖土料部分用于回填，其余运至弃渣场。堤防土方填筑采用74 kW 推土机摊平，13.5 t 振动碾碾压，边角采用蛙式打夯机或人工夯实，多余土料用于土石笼袋填装。

土工布采用人工铺设，铺设完毕后应及时铺防护层。

格宾石笼，采用自卸汽车运输石料，石笼就地组装，手推车搬运石料，人工填石料。

水泥土搅拌桩防渗墙施工与蓄水闸工程的水泥土搅拌桩防渗墙施工方法相同。

4.3 环境影响评价

施工不可避免地会带来一些环境影响，主要影响在河流水质、对局部大气环境、声环境、生态环境、水土流失等方面。施工的环境影响是局部的、有时限性的，通过加强环境保护措施和完善的施工管理，可把这些影响降到最低限，随着工程结束，影响将随之消失。施工对环境的影响程度，很大程度上取决于施工管理水平。工程建成后，改善了河道自身及周边村庄的生态环境，促进了产业结构调整，将会使周边环境越来越好。

4.4 投资估算及工期

工程总投资：包括工程部分，占地、水保、环境部分的投资。总投资12 575.72 万元，静态总投资12 575.72 万元；基本预备费费率5%。

工程部分，总投资12 087.81 万元，静态总投资12 087.81 万元。其中：建筑工程5 835.38 万元，机电设备及安装工程695.47 万元，金属结构设备及安装工程3 393.79 万元，施工临时工程338.46 万元，独立费用1 249.10 万元，基本预备费575.61 万元；

占地、水保、环境部分，总投资487.91 万元，静态总投资487.91 万元。其中：建设征地移民补偿344.85万元，水土保持工程70.01 万元，环境保护工程73.05万元。

本工程施工总工期约18 月。

5 结语

固定桥生态蓄水工程实施后，能够保证流域内河道持续向绿色、健康的方向逐步改善。固定桥生态蓄水工程，作为桑干河河道综合治理与生态修复工程的一部分，可增加水面和湿地面积，改善河道生态环境，提高河水自净能力，提升区域景观效果，具有较好的生态效益和社会效益。