中国葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北宜昌 443002
摘要：龙塘左灌溉泵站布置于龙塘一级饮用水水源保护地内，工程建设采取分期导流，利用南渡江枯水期修筑土石围堰保护进行主体施工。本文主要阐述在一级饮用水水源保护区内进行土石围堰填筑时，通过在堰体外设置水下悬浮围幕，然后再填筑土石围堰戗堤，可减少填筑时悬浮颗粒的扩散，使得下游取水口处的水质浑浊度在允许标准范围内，避免发生环境污染事件，保证了自来水厂正常取水，在工程得以顺利推进的同时，也保障了海口市居民饮用水健康，具有一定的代表性和实用性。
关键词：土石围堰 绿色环保 水下悬浮围幕 一级饮用水源保护区
前言：
龙塘左灌溉泵站布置在龙塘镇龙塘坝上游约250m处南渡江左岸，位于龙塘一级饮用水水源保护地内，建成后主要为羊山新增灌区龙塘片灌溉用水。龙塘左灌溉泵站采取分期导流的方式，利用南渡江的枯水期，修筑临时土石围堰进行主体结构的施工。
而龙塘左灌溉泵站施工部位位于龙塘坝一级饮用水水源保护区内，该水源地为海口市自来水厂取水口，供应80余万人的生活用水，是地表水环境异常敏感的区域目标。而龙塘左灌溉泵站围堰距下游取水口仅约30m，在水中填筑临时土石围堰，在不采取措施情况下，将主要造成水体悬浮颗粒增多，浑浊度指标增大从而污染水源，达不到饮用水取水标准，且海口市琼山区环保局也已明确要求不采取防污保护措施不得在水源保护区进行围堰填筑施工，保证南渡江取水口水质浑浊度不大于200NTU。因此在国家大力倡导绿色环保形势下，注重环境保护显得尤为重要，做好水源保护区施工期间的水源保护工作至关重要，关系到工程建设进度，更关乎海口市80余万居民饮用水健康。
一．依托项目工程简介
海口南渡江引水工程是国家172个节水供水重大水利工程项目之一，也是海南省海口市2015年重点中央投资的水利项目。其中，作为水源工程的龙塘左灌溉泵站布置在龙塘镇龙塘坝上游约250m处南渡江左岸，位于龙塘一级饮用水源保护地内，设计取水能力为2.40m3/s，泵站内布置3台单级双吸水平中开式离心泵，总装机2.13MW，设计扬程为36.2m。
按照《水利水电工程施工组织设计规范》 SL303-2004 要求，龙塘左灌溉泵站土石结构的导流建筑物级别为 5 级，结合工程施工期限，导流标准选取 5年一遇枯水期围堰，围堰顶高程 12.5m，设计拦挡 5年一遇枯期 11月～6月洪水，流量为 1780m3/s。所以，龙塘左灌溉泵站整体施工任务重、时间非常紧，需在枯期临时土石围堰的保护下完成至汛期对应水位以上高程，并完成进口检修闸门安装；汛期来临后，利用已形成的主体结构物下闸进行挡水，在检修闸门的保护下继续完成剩余项目。
龙塘左灌溉泵站围堰为梯形土石结构围堰，围堰顶宽5.0m，顶高程12.5m；两侧设置抛石戗堤，坡比1：2.5，戗堤顶高程9.5m；中间为粘土心墙防渗；堰体填筑利用基础石渣开挖料回填，石碴料与心墙间设置500mm厚砂砾过渡料，戗堤以上堰体边坡采用石渣防护，厚度400mm，迎水面下设400mm砂砾反滤料。
二．研究背景及思路
传统土石围堰填筑施工工艺主要方法为：先填筑堰体两侧抛石戗堤，在戗堤间形成相对静水区，然后开始填筑防渗心墙，坝体随防渗心墙填筑同步铺料上升，堰体填筑每上升3m即进行边坡修坡，铺设坝壳防护料，直至堰顶高程；但针对水污染对周边环境影响较大或敏感区域，直接在水体中填筑抛石戗堤，难免会造成水体悬浮颗粒增多，水质浑浊度变大，造成水体污染，进而发生环保事件和不良社会影响。
而本工程施工区域位于一级饮用水水源保护区内（一级保护区水域为：取水点上游1000m至下游100m的水域，宽度为5年一遇洪水所能淹没的区域；陆域：左侧以规划滨江路外侧为界，右侧与河岸的水平距离以50m为界），该水源地为海口市饮用水主要取水口，供应80余万人的生活用水，是地表水环境敏感目标，做好水源区施工期间的水源保护工作至关重要。
因此，龙塘左灌溉泵站施工前，必须采取防止水体污染的保护措施。首先通过在堰体外设置水下悬浮围幕，然后再填筑土石围堰戗堤，可减少填筑时悬浮颗粒的扩散，使得下游取水口处的水质浑浊度在允许范围内，从而保障其正常取水。
三． 主要技术方案研究及实施
3.1 施工区与取水口的位置关系
龙塘左灌溉泵站位于水厂取水口上游，紧邻自来水厂取水建筑物，取水管为钢管，由左岸建筑物向南渡江江心方向敷设。施工区全部位于龙塘一级饮用水水源保护区内，施工期主体结构需在施工围堰的保护下进行施工，土石围堰距下游取水口约30m，土石围堰结构范围虽不会影响取水口的正常取水，但填筑期会造成水体污染。
3.2 围堰填筑期的环保措施
根据设计意图及施工规范要求，土石围堰填筑过程中，首先进行迎水面的抛石戗堤施工，可一定程度上减小堰体土石混合料入水时产生的悬浮物增多及扩散，但针对一级饮用水水源保护区敏感区域，在抛填戗堤时产生的水体污染，也需严格进行控制；
为减缓抛投块石过程中扰动河床底部沉积层，引起水体浑浊度上升，水流悬浮颗粒物增多扩散的情况，在导流围堰施工过程中在围堰外围与取水点之间采用水下土工围幕对水体进行隔离，以阻拦围堰填筑过程中产生的悬浮颗粒扩散，从而尽最大限度减缓取水点水体的浑浊度，保证下游正常取水。
3.3 主要施工程序
施工准备→围幕浮体包裹安装→钢管固定围幕浮体→土工围幕顶端包裹钢管并与浮体连接→土工围幕底部包裹钢管→底部固定坠物吊绳沉入河床→将土工围幕分段连接整体→分段沉入铁锚固定→穿引钢丝绳连成整体
3.4水下围幕主要施工方法
水下悬浮围幕沿迎水面戗提外侧坡脚约10m处进行布置，长度约420m，围幕平均高度约7m，围幕顶部需高于水面约0.5m，防止水面悬浮物外溢。
图1 单幅水下悬浮围幕示意图
（1）围幕浮体安装
水下悬浮围幕浮体采用环保型的聚乙烯强力泡沫浮块，单块浮体尺寸为0．6m×0．6m×0．5m，为防止浮体破碎污染水体，浮体表面采用一层尼龙网加密目网进行包裹，并采用6m尼龙绳与其上部的导向钢管绑扎牢固，浮体间纵向导向钢管采用两根Φ48×3．5钢管扣件连接，纵向钢管间距50cm；
图2 土石围堰设置水下悬浮围幕剖面图
（2）围幕幕体
水下悬浮围幕幕体采用400g／㎡的土工布，为便于幕体可完全沉至河床底部，幕体底部包裹重物作为坠体，土工布于钢筋采用卷裹，每隔0.2m采用扎丝固定，并采用6mm尼龙绳由坠体底部拉至外侧导向钢管固定，幕墙上部于内侧导向钢管卷敷裹设，固定形式同下部坠体。
单幅幕体尺寸为4m，相邻幕体间错搭尺寸不小于1m，幕体铺设时预留50cm的余量，防止抛填过程中产生的浪涌拉扯幕体造成破损。
（3）全段封闭围幕
在土石围堰外侧安装布设的水下土工围幕时，将浮体每隔2m采用布置一横向钢管与纵向钢管采用扣件连接，为保证浮体整体稳定，避免围幕浮体受河水冲刷变形，每隔15m采用铁锚进行固定，铁锚间隔两侧布置，并用钢丝绳连接成整体作为备用保障，最终在围堰堰体外侧形成封闭的围幕延伸防护，能够一定程度上阻挡悬浮颗粒向外扩散，从而有效降低取水口水体浑浊度。
图3 土石围堰设置水下悬浮围幕效果图
（4）注意事项
①水上作业船只在使用前应检查各部位的机械与设施是否良好，不得带病作业；作业使用的工器具应妥善安放，整齐摆放；
②应派专人进行瞭望并用高音喇叭提示，夜间设红色警示灯提示，并安排执勤人员巡查，确保施工船只安全，遇到大雨、浓雾、大风天气或视线不清时，应停止水上安装作业；
③作业人员需正确穿戴救生衣，船上需备足并正确放置救生设备（救生圈、救生绳等）；
④测量人员应随船同行，准确定位围幕平面坐标位置，避免水下布置出现较大偏差。
四．实施效果
在一级饮用水水源保护区进行土石围堰戗堤填筑前，通过在堰体外设置水下悬浮围幕，然后再填筑土石围堰戗堤，期间每日抽取水厂取水口附近的河水，主要检测水质浑浊度指标。根据自来水厂取水水质要求，河水浑浊度最低标准不大于200NTU。
在近1个月施工期内，通过对南渡江取水口处水质浑浊度指标检测显示，其中27次低于标准值，1次为250度（后经核实主要为前一日上游库区泄水）；与之相对比，在水下围幕内靠近戗堤抛填区域的水质浑浊度严重超标，但未渗透扩散至围幕外侧。
通过实践证明，此项方法能够减少和阻断填筑时悬浮颗粒的扩散，使得下游取水口处的水质浑浊度在允许范围内，从而保障其正常取水，得到了环保部门和水厂的认可，工程得以顺利推进。
五． 结语
在大搞工程建设的今天，自然环境已受到不同程度的破坏污染，直接影响到人们的生活和生命安全，而在国家大力倡导发展绿色、节能环保产业形势下，注重生态环境保护也显得尤为重要。
所以，工程建设与环境保护密不可分，只有在工程建设中充分应用现代科学技术，深入研究自然与生态的平衡，才能把对环境的负面影响降至最低，真正达到绿色经济。
通过本措施技术的实践应用和监测结果，成功的解决了在饮用水水源保护区内进行土石围堰填筑所造成的水质污染问题，较好的降低了水源地水质的浑浊度，得到了环保部门的允许和认可，使得工程得以顺利推进，同时也保障了海口市80余万居民饮用水健康，具有推广借鉴价值。
参考文献：
[1] 国家标准GB-5749-2006《生活饮用水卫生标准》2007-07
[2] 吴燕华 浅议北京市水利工程环境保护设计 北京水利，2002年第3期；
[3] 张军锋 黄河流域城市饮用水源地安全保障对策措施 人民黄河 2013年10月
[4] 海口市人大常委会 海口市龙塘饮用水源环境保护管理规定 2005-12-12
作者简介：朱学鹏（1986—），男，甘肃金昌人，工程师，毕业后主要在南水北调工程从事水利工程现场施工技术管理和技术研发，E-mail：pigzhuxp@163.com
论文作者: 朱学鹏,王秦阳
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/3
标签：围堰论文; 土石论文; 水源论文; 水下论文; 海口市论文; 泵站论文; 水体论文; 《建筑模拟》2018年第26期论文;