珠江三角洲配水工程水保工程方案探析

张 璐

（ 广东河海工程咨询有限公司，广州 510610 ）

珠江三角洲水资源配置工程涉及佛山市、广州市、东莞市和深圳市，项目区植被茂盛，土壤主要为赤红壤，亦有红壤、砖红壤和黄壤分布，非地带性土壤主要有潮沙泥土和水稻土，为了减少项目开发带来的水土流失，需对项目采取的工程水保方案进行探讨。

1 概 况

珠江三角洲水资源配置工程任务是从西江水系向珠江三角洲东部地区引水，为香港、广州番禺区等地区提供应急备用供水条件。设计引水流量80m3/s，年均取水量17.87 亿 m3。主要建设内容：新建泵站3 座（鲤鱼洲取水加压泵站、高新沙提水加压泵站 及罗田提水加压泵站）、新建输水线路113.1km、新建水库 1 座（高新沙水库，总库容529.40万m3，有效库容 411.50万m3）、高位水池2座（鲤鱼洲高位水池、沙溪高位水池及相关附属设施等）。工程总占地 560.10hm2，其中永久占地162.95hm2，临时占地 397.15hm2。

2 水土流失及水土保持现状

2.1 水土流失现状

项目区位于珠江三角洲中南部，行政区划主要涉及广州市、东莞市、佛山市和深圳市，项目区内地形地貌类型多样，主要以丘陵平原为主，属亚热带季风气候，植被类型为亚热带常绿阔叶林，土壤侵蚀类型属岭南平原丘陵水蚀区，容许土壤流失量为 500t/km2.a，区域内土壤侵蚀现状以人为侵蚀为主，自然侵蚀以轻度为主。

2.2 水土保持现状

项目区属岭南平原丘陵水蚀区，随着经济的快速发展和城市化进程的加快，人为因素成为珠江三角洲流域水土流失的主导因素，主要表现为开发区建设、采石取土、道路建设、坡地耕作等活动。多年来，各级政府高度重视水土流失治理工作，采取各项有力措施开展水土保持工作，开展水土保持科研、试验、示范和推广，提高水土保持的技术水平。坚持工程措施与植物措施相结合、治理和开发相结合的原则，进行具体规划、综合治理，保证治理一片，成功一片，使生态效益、社会效益、经济效益成效显著[1]。

3 防治措施布局

按照“因害设防、总体设计、全面布局、科学配置”的水土流失防治分区原则，工程区分为高新沙水库区、泵站建设区、管线工程区3个二级防治分区。

3.1 高新沙水库区

高新沙水库位于广州市南沙新区高新沙村附近，为新建平原水库，现状地形平坦，多为耕地、鱼塘及宅基地等，居民点分布较多，水库区占地面积 118.27hm2（含北侧岛尖项目总部），建成后总库容约 529.40 万m3，其中有效库容 411.50 万m3，相应的设计正常蓄水 位为 2.60m，死水位为-2.40m，水库建设主要包括环库坝体填筑、库周防渗处理、基础 处理、库区开挖、进水闸及引水闸等。库区开挖和坝体建设时都会造成水土流失。

3.2 泵站建设区

本阶段共设 3 级泵站：取水口至高新沙水库段设置 1 级泵站，站址在鲤鱼洲岛上，为鲤鱼洲泵站；高新沙水库至罗田水库段设置 1 级泵站，站址在高新沙水库东侧，为高新沙泵站；罗田水库至公明水库段设置 1 级提水，站址在罗田水库内山坳处，为罗田泵站。

3.3 管线工程区

管线工程区主要包括盾构隧洞、穿山隧洞（钻爆法和 TBM 法）、箱涵和埋管，水土流失防治的重点在穿山隧洞洞口、施工支洞洞口和埋管、箱涵施工开挖回填施工作业面。隧洞洞口施工前，先布置截水沟，洞脸开挖完成后布置边坡支护措施及坡面排水措施；隧洞口施工平台填筑前在下边坡布置临时拦挡措施，平台填筑完成后布置临时排水沟及沉沙池防护；隧洞口临时堆场堆料前在下游布置堆石棱体进行拦护，并结合下游沟道汇流情况布置临时拦挡措施滤渣、沉砂；隧洞施工结束后，根据洞口回填封堵情况，对可恢复植被区域恢复植被。

箱涵和埋管部分长度较短，施工采用放坡开挖和垂直支护相结合，基坑开挖前根据地形布置截排水沟，开挖时对可剥离利用的表土单独剥离后临时堆存在空闲地内并采取临时拦挡、临时覆盖及临时排水等措施进行防护，施工结束后用作为绿化覆土回填利用；施工期临时堆渣、堆料布置临时拦挡及临时覆盖措施防护，基坑内除支护措施外布置沉沙池及抽排措施；施工结束后回填基坑，对可恢复植被区域恢复植被[2]。

4 水保工程方案分析

3个防治区总占地 148.92hm2，土地利用现状主要以耕地、园地、水域及水工建筑物用地为主，主体工程设计的工程措施主要有截排水沟、沉沙池、挡墙等水土保持措施，可有效减少降雨引起的水土流失。

4.1 排水沟建设

排水沟建设主要在高新沙水库和渣场。

为避免环库坝填筑期间遇大雨冲刷，泥沙随地表汇水冲入下游造成淤积、埋压，四周应设置排水沟对含泥沙汇水进行汇集，后经沉沙池沉淀后排入下游自然排水系统，主体工程设计中背水侧坝脚均设有浆砌石排水沟，施工过程中应永临结合布置，施工前期作为临时排水沟利用，后期改造为永久排水沟。对主体工程未考虑截排水沟的区域，且施工期需要临时排水的区域需新增临时排水沟，如拟建环库坝与高沙河河堤贴合布置处，为避免旧堤及结合部免遭上游坝体填筑边坡汇水冲刷，坡脚增设砂浆抹面临时排水沟，含泥沙汇水经排水沟汇流后经沉沙池沉淀后排入高沙河。临时排水沟型式及断面尺寸如图1 所示。

图1 临时排水沟典型断面图（单位：mm）

高新沙水库区共布置临时排水沟 500m，土方开挖 188m3，砂浆抹面 959m2。砌排水沟可采用梯形、抛物线形或矩形断面，砖砌排水沟一般采用矩形断面。沟槽开挖，首先，用白灰沿排水沟沟底、边线在地面上放线，采用挖掘机械开挖，开挖至距涉及尺寸 10~15cm 时，改为人工挖掘。人工修整不得扰动沟底 及坡面原土层，不允许超挖，直至设计尺寸。开挖清理完毕后应及时检验验收。沟槽检验合格后，先用木桩每 10m 处钉一砌石位置，挂好横、 纵线，后按线砌筑。砌筑时采用挤浆法分层砌筑，各分层高度约 10~15cm（2 层卧片石），分层间的砌缝应大致找平，相互错开。不得贯通。遇几段同时砌筑时相邻高差≤ 2cm，各段水平砌缝应保持一致，在砂浆凝固前将外缝勾好，勾缝深度≥ 2cm，所有缝隙均应填满砂浆。施工段长度以 20~50m 分段砌筑，每隔 10~15m 设置沉降缝， 用沥青麻絮或其他防水材料填充。

堆渣结束后形成堆渣平台，为保持场内排水通畅，避免圬工排水沟易遭不均匀沉降损坏，提高景观相融性，平台四周布置生态草皮排水沟，布置在边坡线内 侧 10~15m 处，杏坛镇 XTZC-2 弃渣场共布置渣面生态排水沟 2 912m，土方开挖 6 989m3，土工网铺衬 23 642m2，铺草皮 22 477m2。为减少草皮沟汇流下坡造成的冲刷，沟道下坡段设急流槽，平台含泥沙汇水经急流槽排入沉沙池，经沉淀后排入下游自然排水系统，共布置浆砌石急流槽320m，砂石反滤层 256m3，土工布反滤 1 760m2。

4.2 截排水沟

截排水沟主要建设分布在隧洞和泵站内。配水工程穿东莞、深圳段山区时采用隧洞穿越，施工方法有钻爆法和 TBM 法，钻爆法施工的 2 段隧洞，TBM施工的有 1 段隧洞，钻爆法每段设 1 个施工支洞，TBM法独头掘进。主体工程设计中施工支洞 2 个洞口已设计有截水天沟，型式及断面尺寸如图2所示。

图2 截水天沟典型断面设计图

本处主要对其余 5 个隧洞口补充相应的截水沟，型式及尺寸断面参考图2。管线工程区共布置浆砌石截水沟 750m（土方开挖 762m3，浆砌石481m3）。埋管段、箱涵段输水管道施工采用放坡加垂直支护开挖，施工结束后需回填基坑恢复植被（或耕地），为保护表土资源，综合利用表土，对主体工程单独剥离的表土 施工结束后进行回填利用，平均回填厚度 30cm。管线工程区表土回填量7 500m3。

鲤鱼洲泵站、罗田泵站站址四周地势较高，场区平整前需根据周边地形布置截水沟疏导上游边坡来水，截水沟共需布置 500m（其中 鲤鱼洲泵站300m，罗田泵站 200m），土方开挖量 508m3，浆砌石 321m3。为保持各泵站场区内排水顺畅，需布置场区内排水沟，布置在道路及广场周边， 场区内雨水经排水沟汇集后排出，共需布置 3 000m（其中鲤鱼洲泵站1 300m，高新沙泵站1 000m，罗田泵站700m），土方开挖2 640m3，浆砌石1 890m3。罗田泵站进站道路由罗田水库内现状道路加宽加固改造而成，路基傍山侧需布置排水边沟疏导路面及上边坡来水，共需布置排水边沟 2 500m，土方开挖 2 200m3，浆砌石 1 575m3。泵站建设区共布置浆砌石截排水沟 6 000m，土方开挖 5 348m3，浆砌石4 815m3。

4.3 沉沙池建设

为减少水土流失，避免施工作业面内泥沙随地表汇流冲入下游造成淤积、埋压，场区内临时排水沟出口处设置沉沙池，汇水经沉沙池沉淀后排入下游自然排水系统， 沉沙池型式及断面尺寸如图3所示，大雨后或视淤积情况清淤。

图3 沉沙池典型设计图

高新沙水库区共布置 4.5m3，矩形砖砌沉沙池16 座。为减少水土流失，减少含泥沙及石粉汇水对下游造成影响，各隧洞口施工作业面平台排水沟出口设沉沙池，场内汇水经沉沙池沉淀后排入下游沟道，大雨后或视淤积情况清淤。对石渣临时堆场及洞口施工作业面下边坡雨水冲刷泥沙，由布置的堆石棱体反 滤，其与坡脚之间 5~10m 空间用于停淤。管线工程区共布置 4.5m3，矩形砖砌沉沙池 7 座。

4.4 挡墙建设

隧洞口施工作业面开辟时，在坡脚线外侧5~10m 处布置编织土袋临时拦挡，填料利用开挖土石方，施工结束后拆除就地平整，此处共布置编织土袋临时拦挡1 400m，工程量896m3。隧洞口出渣经临时堆场转运的，启用前须在临时转运场下边坡坡脚外侧5~10m依地形设置拦挡、反滤堆石棱体，填筑料可利用洞口边坡开挖石方或初期进洞洞渣堆砌，不足部分可用碎石麻袋替代，施工结束后根据上游侧淤积、埋压情况拆除。堆石棱体修筑修筑长度约700m。隧洞石渣临时转运场下边坡堆石棱体砌筑量9 975m3。 管线工程区共布置编织土袋临时拦挡3 400m，工程量2 176m3，布置堆石棱体临时拦挡700m，砌筑工程量9 975m3（就地利用开挖石方）。

5 结 语

珠江三角洲水保生态环境较好，水土流失主要是由于项目开发建设造成的，但只要水保方案措施到位，科学合理，可有效减少项目开发建设带来的水土流失。通过分析探析珠江三角洲配水工程采取的水保工程措施可知，截排引水工程可以减少水流对水土的冲刷，沉沙和挡墙均可拦截水土，均可有效减少项目开发建设带来的水土流失，为工程建设减少水土流失提供了科学依据。