徐有前，徐炳圣

（1.安徽省淮河河道管理局，安徽 蚌埠 233000；2.安徽榮景工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，安徽 合肥 230041）

1 項(xiàng)目背景

蚌埠閘樞紐工程位于淮河中游，橫跨蚌埠市淮河兩岸，由節(jié)制閘、水電站、船閘、分洪道等組成。工程始建于1958 年，具有防洪、蓄水灌溉、航運(yùn)、發(fā)電、城市供水等綜合功能，非洪水時(shí)期蚌埠閘上下游水位差5～6m，魚(yú)類(lèi)自然洄游通道中斷。

為修復(fù)淮河干流、巢湖與長(zhǎng)江干流的生態(tài)連通，2016 年環(huán)保部環(huán)審〔2016〕77 號(hào)文在《關(guān)于引江濟(jì)淮工程環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的批復(fù)》中要求：“嚴(yán)格落實(shí)生態(tài)保護(hù)措施。采取江湖連通、魚(yú)類(lèi)資源保護(hù)與恢復(fù)、優(yōu)化航道布局、生態(tài)恢復(fù)等措施，切實(shí)保護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)。在長(zhǎng)河樅陽(yáng)閘及樅陽(yáng)引江樞紐、瓦埠湖東淝河閘、淮河干流蚌埠閘和臨淮崗閘新建過(guò)魚(yú)設(shè)施，修復(fù)裕溪河巢湖閘已有過(guò)魚(yú)設(shè)施，恢復(fù)淮河干流、瓦埠湖與淮河干流、菜子湖及巢湖與長(zhǎng)江干流的生態(tài)連通。”

2020 年11 月12 日，水利部淮河水利委員會(huì)以淮委規(guī)計(jì)函〔2020〕278 號(hào)文對(duì)引江濟(jì)淮工程蚌埠閘魚(yú)道工程設(shè)計(jì)方案出具了審核意見(jiàn)。2021 年4 月1 日，安徽省水利廳以皖水規(guī)計(jì)函〔2021〕189 號(hào)文對(duì)蚌埠閘魚(yú)道工程進(jìn)行了批復(fù)。

2 魚(yú)道工程布置

2.1 過(guò)魚(yú)功能

蚌埠閘魚(yú)道主要過(guò)魚(yú)種類(lèi)為鰱、鳙、草魚(yú)、青魚(yú)等產(chǎn)漂流性卵魚(yú)類(lèi)，兼顧鯉、鯽、鳊、魴、鲌類(lèi)、黃顙魚(yú)、?、間下鱵等產(chǎn)粘性卵魚(yú)類(lèi)。根據(jù)淮河四大家魚(yú)等魚(yú)類(lèi)洄游及淮河生態(tài)環(huán)境特征，蚌埠閘魚(yú)道主要過(guò)魚(yú)期為4—8 月，考慮到蚌埠閘蓄水位規(guī)劃要求，閘上過(guò)魚(yú)最高設(shè)計(jì)水位采用18.4m，最低設(shè)計(jì)水位采用17.4m。

2.2 總體布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件結(jié)合生態(tài)景觀，魚(yú)道工程布置在蚌埠閘12 孔節(jié)制閘左側(cè)黑牛嘴水生態(tài)園區(qū)內(nèi)，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇。根據(jù)魚(yú)類(lèi)逆流而上的自然洄游特性，魚(yú)道進(jìn)口布置在節(jié)制閘左側(cè)下游墩墻端部約430m，出口布置在節(jié)制閘左側(cè)上游墩墻端部約207m。魚(yú)道進(jìn)口底高程10.31m，出口底高程15.90m，底坡i=1/100。魚(yú)道總長(zhǎng)642m，采用地下箱涵和整體U 型槽型式，其中中間箱涵段長(zhǎng)396m，進(jìn)出口兩端箱涵總長(zhǎng)120m，U 型槽段長(zhǎng)126m，按結(jié)構(gòu)功能分為進(jìn)口控制段、魚(yú)室（1#-59#）、出口控制段，共設(shè)置5 個(gè)進(jìn)出通道與地面相通。

2.3 魚(yú)室結(jié)構(gòu)

根據(jù)《水利水電工程魚(yú)道設(shè)計(jì)導(dǎo)則》以及聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織對(duì)魚(yú)道池室尺寸的建議，魚(yú)池寬度不宜小于主要過(guò)魚(yú)對(duì)象體長(zhǎng)的2 倍，魚(yú)池長(zhǎng)度不宜小于最大過(guò)魚(yú)目標(biāo)體長(zhǎng)的2.5 倍，根據(jù)蚌埠閘魚(yú)道過(guò)魚(yú)對(duì)象特性，魚(yú)道凈寬為2.5m；魚(yú)室長(zhǎng)度與過(guò)魚(yú)量及池室消能效果有關(guān)，按l=（1.2～1.5）B 計(jì)算，魚(yú)室長(zhǎng)度取3.0m。蚌埠閘魚(yú)道過(guò)魚(yú)對(duì)象較多，上下游水位變幅較大，隔板采用適應(yīng)水位變幅能力強(qiáng)、各水層魚(yú)類(lèi)均可通過(guò)的垂直豎縫式。魚(yú)室內(nèi)的豎縫寬度直接關(guān)系到魚(yú)道的消能效果和魚(yú)類(lèi)的可通過(guò)性，一般豎縫式魚(yú)道的豎縫寬度不小于過(guò)魚(yú)對(duì)象體長(zhǎng)的1/2或過(guò)魚(yú)對(duì)象寬度的3 倍，蚌埠閘魚(yú)道豎縫寬度設(shè)計(jì)為40cm，單個(gè)過(guò)魚(yú)池室長(zhǎng)3.0m，底坡1∶100，每16 個(gè)池室設(shè)一個(gè)休息室，休息室為平底。根據(jù)南科院數(shù)值模擬試驗(yàn)成果，在1∶100 池室底坡坡度條件下，魚(yú)道豎縫最大流速0.79m/s，最大流速平均值為0.71m/s。4—8 月份過(guò)魚(yú)期，在上游過(guò)魚(yú)最低設(shè)計(jì)水位、下游過(guò)魚(yú)最高設(shè)計(jì)水位時(shí)，魚(yú)道進(jìn)口水深2.0m，魚(yú)道池室豎縫處水流流速約0.5m/s，能夠較好滿足過(guò)魚(yú)要求，且對(duì)河道中游泳能力較弱魚(yú)類(lèi)有利；當(dāng)下游水位較高時(shí)，開(kāi)啟補(bǔ)水誘魚(yú)措施，可提高魚(yú)道進(jìn)口附近水流影響范圍，提高過(guò)魚(yú)效率。

2.4 觀魚(yú)廊道

魚(yú)道中間箱涵段位于生態(tài)園區(qū)地下，長(zhǎng)396m，可通過(guò)進(jìn)出通道進(jìn)入，箱涵設(shè)計(jì)凈寬5.0m，一側(cè)為2.5m寬魚(yú)池室，另一側(cè)2.5m 為行人通道，魚(yú)池室上部設(shè)玻璃蓋板，砼箱涵頂部設(shè)置與地面相通的通風(fēng)口，行人通道旁結(jié)合檢修需要和淮河魚(yú)類(lèi)科普及水文化宣傳教育需求，設(shè)1 個(gè)科普室和3 個(gè)耳室。126mU 型槽段在魚(yú)池室側(cè)面設(shè)置觀魚(yú)廊道，魚(yú)池室與廊道間設(shè)置厚15cm 亞克力玻璃，以便在廊道上觀察魚(yú)池室內(nèi)的魚(yú)類(lèi)活動(dòng)情況，并設(shè)置了過(guò)魚(yú)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.5 誘魚(yú)設(shè)施

為更好達(dá)到過(guò)魚(yú)效果，使魚(yú)類(lèi)找到魚(yú)道進(jìn)口并向上洄游，魚(yú)道進(jìn)口布設(shè)水泵進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)水流量1m3/s，管道出口位于魚(yú)道進(jìn)口池槽底部，通過(guò)出水孔從底板頂部噴出，同時(shí)在頂部布置消能格柵進(jìn)行消能，滿足魚(yú)道進(jìn)口水流要求。在進(jìn)口頂部布設(shè)噴淋系統(tǒng)及在進(jìn)口池槽前端底部設(shè)3 個(gè)潛水推流器加強(qiáng)誘魚(yú)，通過(guò)灑水管和推流器在魚(yú)道進(jìn)口附近形成水花到達(dá)誘魚(yú)目的。

3 項(xiàng)目建設(shè)

3.1 地形地質(zhì)條件

淮河自西向東流經(jīng)本區(qū)，該段淮河屬不對(duì)稱的河道，工程區(qū)的地貌自南向北為黑虎山山前一級(jí)階地、南岸灘地、淮河河槽和北岸灘地。魚(yú)道位于淮河北岸灘地黑牛嘴生態(tài)園內(nèi)，該處前后地形變化較大。根據(jù)1999 年航拍圖，場(chǎng)區(qū)分布有兩個(gè)水塘，地面高程在13.0～22.9m 左右，2002 年擴(kuò)建12 孔節(jié)制閘，作為棄土區(qū)堆填，地面高程在17.0～26.1m 左右，地形略有起伏，土層變化較大。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探資料，地層自上而下分述如下：人工填土層（Qml4）：以重～中粉質(zhì)壤土為主，夾植物根莖，夾淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土、粉性土，局部夾生活垃圾、碎石子。層厚0.70～11.30m，層底高程9.90～20.51m。

①層（Qal4）：淤泥、淤泥質(zhì)重壤土，夾貝殼及腐殖質(zhì)，為近期沉積。層厚1.60～5.00m，層底高程14.60～18.28m。

②層（Qal4）淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土，僅分布于BY05 號(hào)孔附近。層厚1.30m，層底高程9.68m。

③1層（Qal4）：砂壤土，局部為中～輕粉質(zhì)壤土，局部夾淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土。厚1.10～8.60m，層底高程7.48～10.19m。

③2層（Qal4）：中～重粉質(zhì)壤土，局部為淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土、砂壤土。層厚0.70～3.00m，層底高程-0.51～7.55m。

④層（Qal3）：重粉質(zhì)壤土，夾鐵錳結(jié)核。該層未鉆穿。

3.2 總體建設(shè)情況

蚌埠閘魚(yú)道工程由安徽省淮河河道管理局代建實(shí)施，主要建設(shè)內(nèi)容為：魚(yú)道工程土方開(kāi)挖及回填、魚(yú)室主體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、護(hù)坡、堤頂?shù)缆?、啟閉機(jī)房及管理房、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備、電氣自動(dòng)化設(shè)備等。

蚌埠閘魚(yú)道主體工程2021 年12 月22 日開(kāi)工，2023 年9 月8 日完工。主體工程劃分為1 個(gè)單位工程12 個(gè)分部工程，其中主要分部工程2 個(gè)，重要隱蔽單元工程39 個(gè)。12 個(gè)分部工程質(zhì)量評(píng)定全部合格，其中優(yōu)良9 個(gè)，主要分部工程2 個(gè)，均為優(yōu)良，外觀質(zhì)量評(píng)定得分率92.7%。2023 年9 月20 日單位工程通過(guò)完工驗(yàn)收，單位工程質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)良。

3.3 土方開(kāi)挖及回填

魚(yú)道進(jìn)口底高程10.31m，出口底高程15.90m，底坡i=1/100。魚(yú)道分二期施工，一期（進(jìn)口控制段至24#魚(yú)室）建基面位于③1層砂壤土，采用降水井+輕型井點(diǎn)+明排的降水措施，共計(jì)使用43 口深井以及20 處輕型井點(diǎn)降水，開(kāi)挖邊坡底部采用木樁支護(hù)，坡腳設(shè)置排水溝（溝周邊鋪土工濾布）；二期工程（25#魚(yú)室至出口控制段）位于人工填土層、部分位于③1層砂壤土，且基礎(chǔ)高程較高，采用基坑內(nèi)明排降水措施。工程最大開(kāi)挖深度14.8m，開(kāi)挖土層主要為人工填土、淤土層、砂壤土層，開(kāi)挖邊坡1∶3和1∶3.5，采用挖掘機(jī)配自卸車(chē)從上至下分層（厚度控制在1.5m）分段進(jìn)行。土方開(kāi)挖保持一定的坡勢(shì)，以利排水，避免開(kāi)挖范圍內(nèi)積水。

蚌埠閘封閉堤為1 級(jí)堤防，回填要求壓實(shí)度為0.95，選用粘性土填筑。魚(yú)道周邊一般回填要求壓實(shí)度為0.91，采用開(kāi)挖土方回填。土方回填前在魚(yú)道臨土面采用聚氨酯防水涂料對(duì)表面螺栓孔及施工縫進(jìn)行處理；回填時(shí)，先將建筑物表面濕潤(rùn)，涂刷濃泥漿，涂層厚度宜為3～5mm，并與下部涂層銜接，嚴(yán)禁泥漿干固后再鋪土、夯實(shí)。制備泥漿采用塑性指數(shù)IP 大于17 的粘土，泥漿的濃度1∶3（土水重量比）。建筑物兩側(cè)2m 以內(nèi)回填土用尺寸為0.8m×0.8m 液壓平板振動(dòng)器夯壓密實(shí)，其余采用重型履帶推土機(jī)壓實(shí)，兩側(cè)回填土對(duì)稱均衡上升，分段處留有坡度，錯(cuò)縫搭接，分期回填。

3.4 地基處理

魚(yú)道基礎(chǔ)大多坐落在砂壤土層，部分位于人工填土層，招標(biāo)文件地基處理方案為局部軟弱土層采用水泥土換填。50#、51#魚(yú)室開(kāi)挖揭示建基面為軟弱土層，經(jīng)地質(zhì)工程師和參建各方確認(rèn)后，進(jìn)行水泥土換填處理。

魚(yú)道工程位于蚌埠閘黑牛嘴生態(tài)園節(jié)制閘擴(kuò)建棄土堆填區(qū)域，原有2 處深塘，人工填土性質(zhì)及厚度差異大，為防止地質(zhì)不滿足設(shè)計(jì)要求影響工程建設(shè)，對(duì)二期實(shí)施的魚(yú)室段地質(zhì)情況進(jìn)行了加密補(bǔ)勘。

補(bǔ)勘結(jié)果顯示，魚(yú)室37#-39#建基面以下存在軟弱土層，深度較大，地基承載力較低，水泥土換填方案不能滿足要求。為提高37#-39#魚(yú)室建基面以下地基承載力，針對(duì)三種地基處理方案比選：方案一，樁徑0.5m 水泥攪拌樁與8%水泥土墊層改善地基；方案二，樁徑邊長(zhǎng)為0.4m 預(yù)應(yīng)力混凝土方樁與8%水泥土墊層改善地基；方案三，管徑為0.4m 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁與8%水泥土墊層改善地基。綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件、工期、工程費(fèi)用等因素，采用方案三進(jìn)行地基加固處理。

3.5 混凝土工程

魚(yú)道工程混凝土量為2.3 萬(wàn)m3，攪拌站集中拌制、砼攪拌車(chē)運(yùn)輸、泵送砼入倉(cāng)、振搗器密實(shí)澆筑。根據(jù)魚(yú)道沿線地質(zhì)及施工條件，按魚(yú)室采用間隔跳倉(cāng)分層澆筑，散裝P.O42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥。前期試驗(yàn)采用部分人工砂，有干縮現(xiàn)象，調(diào)整砼配合比，細(xì)骨料主要選用細(xì)度模數(shù)2.3～3.0 的天然砂；粗骨料采用5～31.5mm 連續(xù)級(jí)配石子，添加聚羧高效酸減水劑嚴(yán)格控制拌合水量，熟料塌落度控制在15cm。對(duì)于厚度超過(guò)1m 的底板等大體積混凝土采用預(yù)埋冷凝管進(jìn)行降溫處理，混凝土澆筑完成后采用節(jié)水保濕養(yǎng)護(hù)膜覆蓋養(yǎng)護(hù)。

3.6 監(jiān)測(cè)分析

進(jìn)口閘：2022 年3 月17 日至2023 年9 月15 日，4 個(gè)沉降計(jì)觀測(cè)位移變化量分別為2.39mm、2.51mm、0.18mm、-0.22mm。2022 年4 月17 日 至2023 年9月15 日，6 個(gè)測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度變化量分別為0.49mm、0.69mm、4.60mm、4.12mm、0.44mm、-0.19mm。各部位儀器沉降變化小，無(wú)異常變動(dòng)，主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

出口閘：2022 年11 月14 日至2023 年9 月15日，4 個(gè)沉降位移變化量分別為0.48mm、0.24mm、0.58mm、0.32mm。2022 年11 月14 日 至2023 年9月15 日，6 個(gè)測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度變化量分別為0.48mm、3.14mm、4.85mm、-0.90mm、0.40mm、0.94mm。各儀器測(cè)值穩(wěn)定，無(wú)異常變動(dòng)，主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

施工期結(jié)構(gòu)物沉降觀測(cè)情況：分魚(yú)道工程每段砼澆筑后即進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，自2022 年3 月開(kāi)始直至2023 年9 月中旬魚(yú)道單位工程完工，進(jìn)口閘、出口閘及位于原狀砂壤土地基上魚(yú)室段、進(jìn)行地基處理魚(yú)室段，沉降較??；二期實(shí)施位于灘地人工填土段沉降稍大；單次沉降量最大值為56mm，累計(jì)沉降量最大值為110mm，跳倉(cāng)澆筑的相鄰魚(yú)室累計(jì)相對(duì)沉降量最大值為20mm，沉降過(guò)程均呈線性變化，監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大沉降值達(dá)到110mm，后續(xù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中沉降值監(jiān)測(cè)點(diǎn)無(wú)持續(xù)沉降變化，監(jiān)測(cè)點(diǎn)趨于穩(wěn)定。

4 環(huán)境恢復(fù)及水土保持措施

4.1 環(huán)境影響及恢復(fù)

魚(yú)道工程建設(shè)范圍影響面積約120 畝，其中主體工程占地1.9 畝，施工臨時(shí)道路占地10.5 畝，魚(yú)道開(kāi)挖占地107.6 畝，為生態(tài)園區(qū)景觀綠化區(qū)，主要有觀賞喬木、灌木、草皮等以及棧道、步道、廣場(chǎng)等。受影響的6kV 線路、通訊光纜、電氣照明、地下配電線及部分供水管道等臨時(shí)遷移后恢復(fù)，恢復(fù)景觀綠化、園區(qū)道路和生態(tài)園抽水站，以“洄游”為主題，圍繞魚(yú)道觀覽節(jié)點(diǎn)進(jìn)行景觀綠化，打造一個(gè)由外而內(nèi)，自然、景觀、建筑相協(xié)調(diào)，詩(shī)意與文化貫穿的園區(qū)環(huán)境。生態(tài)園抽水站出口消能設(shè)施采用景石跌水方式，與景觀融為一體。

4.2 水土保持措施

建筑物工程區(qū)：觀賞價(jià)值較高的園區(qū)苗木先行移栽，開(kāi)挖線范圍內(nèi)占地剝離表層土，基坑邊坡臨時(shí)覆蓋及植草皮，工程建設(shè)完成回填后進(jìn)行綠化恢復(fù)；臨時(shí)堆土區(qū)：1#堆土區(qū)位于魚(yú)道附近，清理后主要進(jìn)行荷花恢復(fù)，2#堆土區(qū)位于生態(tài)園區(qū)魚(yú)道東北側(cè)，原狀主要為楊樹(shù)、雜樹(shù)等低價(jià)值植被，恢復(fù)樹(shù)木和草皮綠化植被。施工營(yíng)地：在魚(yú)道工程周邊平緩的空地建設(shè)，對(duì)施工擾動(dòng)且需硬化場(chǎng)地進(jìn)行表土剝離并集中堆放。施工結(jié)束后拆除硬化層，對(duì)施工跡地整治后，進(jìn)行草皮綠化。

5 結(jié)語(yǔ)

蚌埠閘魚(yú)道工程建設(shè)修復(fù)了淮河干流魚(yú)類(lèi)洄游通道，使魚(yú)類(lèi)順利地上溯回流產(chǎn)卵，有利于生態(tài)平衡與物種延續(xù)。同時(shí)，魚(yú)道建于蚌埠閘黑牛嘴生態(tài)園區(qū)，恢復(fù)工程同園區(qū)環(huán)境相互協(xié)調(diào)，豐富了蚌埠閘水利風(fēng)景區(qū)的建筑元素，使得游客在欣賞水利建筑的雄偉壯觀的同時(shí)，感受人與自然和諧共存的理念