虞樂+芮鵬志

摘 要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城區(qū)河道治理工程的設(shè)計(jì)和施工受到的制約因素也越來越多。因此在河道治理工程設(shè)計(jì)之初就應(yīng)充分考慮工程實(shí)施后對可能周邊城市環(huán)境的影響，在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，結(jié)合場地條件，盡量減小斷面面積，減小占用城市的規(guī)劃用地，為城市發(fā)展提供便利。

關(guān)鍵詞：城區(qū)河道治理 城市防洪 擋土墻設(shè)計(jì)

1.前言

江都區(qū)張綱河北起江都區(qū)城東團(tuán)結(jié)河，南至向陽河，全長約4.0km，工程流域面積26.3km2。本期工程擬整治的張綱河北段長度約2.0km，河道治理的主要目的為按照水系規(guī)劃要求擴(kuò)大河道過水?dāng)嗝妫岣吆拥琅艥衬芰?，從而提供區(qū)域排澇標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工程區(qū)域城市規(guī)劃情況，張綱河兩側(cè)沿線為工業(yè)、商業(yè)和居民區(qū)用地，目前城市化建設(shè)已經(jīng)開始，現(xiàn)狀河道兩側(cè)房屋密集，進(jìn)行河口擴(kuò)大的可能性較小，很大程度上限制了河道斷面和擋墻的設(shè)計(jì)。

因此，本次張綱河治理擬通過疏通浚深河道、設(shè)置駁岸擋墻，擴(kuò)大河道過水?dāng)嗝婷娣e，確保河道的排澇能力達(dá)到規(guī)劃要求。同時，為保證區(qū)域水面積率不減少，河道和駁岸的布置原則上不縮窄現(xiàn)狀河道水面寬度。

2.設(shè)計(jì)排澇規(guī)模和水位

張綱河處于規(guī)劃建城區(qū)范圍，按區(qū)域排澇規(guī)劃，張綱河規(guī)劃排澇匯水面積為20km2，張綱河近期排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，遠(yuǎn)期排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。根據(jù)通南地區(qū)確定的城區(qū)排澇模數(shù)，張綱河近期10年一遇設(shè)計(jì)排澇流量為20×1.4=28.0m3/s，遠(yuǎn)期20年一遇校核排澇流量為20×2.05=41.0m3/s。

經(jīng)計(jì)算，在排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇時，張綱河入向陽河起點(diǎn)水位為4.13m，張綱河與團(tuán)結(jié)河交匯處水位為4.40m；在排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇時，張綱河入向陽河水位為5.15m，張綱河與團(tuán)結(jié)河交匯處水位為5.30m。

3.河道設(shè)計(jì)

3.1斷面設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)由于兩岸已建成的城市建筑限制斷面不能像兩岸擴(kuò)展過大，因此斷面設(shè)計(jì)主要以下挖清淤加擋水墻設(shè)計(jì)為主。應(yīng)注意的是在設(shè)計(jì)下挖方案時應(yīng)充分考慮排澇期河道水流流速，應(yīng)使設(shè)計(jì)比降河和設(shè)計(jì)流速均分別小于河床的允許比降和允許流速，避免產(chǎn)生沖刷。

根據(jù)張綱河設(shè)計(jì)水位和流量，計(jì)算張綱河規(guī)劃斷面。斷面型式采用階梯型，河道岸坡為自鎖擋墻結(jié)構(gòu)。張綱河河道全長約4.0kM，規(guī)劃河底高程為0.0m；整治后河道水面寬度基本保持與現(xiàn)狀水面寬度一致，根據(jù)現(xiàn)狀張綱河河道情況，從團(tuán)結(jié)河至灰糞港段（樁號0+000～1+020），河道設(shè)計(jì)底寬為18m；從灰糞港至寧通高速段（樁號1+020～2+000），河道設(shè)計(jì)底寬為30m；河道斷面為復(fù)合斷面，下部為矩形斷面，在高程4.20m處設(shè)置寬度為2.50m的親水平臺，平臺以上為草皮護(hù)坡，坡度1：2.5，可結(jié)合區(qū)域景觀實(shí)施，可適當(dāng)調(diào)整，但需滿足區(qū)域排澇要求。

3.2擋墻線布置

張綱河擋墻沿河道兩側(cè)布置，新建擋墻北端與團(tuán)結(jié)河南堤平順連接，南端與向陽河北堤銜接；沿線新建擋墻遇到橋梁或涵閘時，采用過渡段與現(xiàn)狀已建擋墻護(hù)岸銜接，過渡段的擴(kuò)散角或收縮角不大于15°，在遇到交叉河道時，采用圓弧段與交叉河道順滑連接。

3.3護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為減少河道占地，改善城市河流周邊環(huán)境，河道護(hù)岸選用的擋墻也是設(shè)計(jì)是應(yīng)該考慮的關(guān)鍵因素。自鎖式擋墻生態(tài)型護(hù)岸因其占地小、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在城市河道治理中具有一定的優(yōu)勢。本次設(shè)計(jì)河道護(hù)岸采用自鎖式擋墻生態(tài)型護(hù)岸，在高程4.20m處設(shè)置親水平臺，平臺寬度2.50m，平臺上設(shè)置人行步道，外側(cè)設(shè)置高度為70cm的防護(hù)護(hù)欄。河道常水位為3.50m，親水平臺高出湖區(qū)常水位0.70m，即可以保證親水平臺的親水性，又不會導(dǎo)致河水在風(fēng)浪作用下浸濕親水平臺，親水平臺以下采用的自鎖式加筋土擋墻是一種新型的擬重力式柔性結(jié)構(gòu)，主要依靠擋土塊塊體、填土通過加筋帶連接構(gòu)成的復(fù)合體自重來抵抗動靜荷載，達(dá)到墻體穩(wěn)定的作用。自鎖式擋土墻結(jié)構(gòu)具有美觀、安全可靠、耐久性好、施工便捷等特點(diǎn)。

水平臺以下部位自鎖式擋土墻頂部向后傾斜12°。擋墻底部為素混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬1.70m、厚0.50m，基礎(chǔ)前端頂部設(shè)置10cm×30cm的混凝土擋塊，基礎(chǔ)底面高程為-0.95m，基礎(chǔ)埋深0.95m；擋墻頂部向后傾斜12°，頂部為寬0.60m，厚0.30m的壓頂；基礎(chǔ)和壓頂混凝土的強(qiáng)度等級均為C25。擋墻墻后回填土控制壓實(shí)度不小于0.93。

在受河道兩側(cè)現(xiàn)有建筑物影響的位置，河口線向河道內(nèi)收縮，河道駁岸結(jié)構(gòu)采用“U”形預(yù)應(yīng)力板樁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)擋墻頂高程為6.50m，河道第高程為0.0m，板樁擋墻擋土高度為6.50m。根據(jù)《工程地質(zhì)報(bào)告》，按照無錨板樁墻結(jié)構(gòu)，采用豎向彈性地基梁理論對“U”形板樁護(hù)岸結(jié)構(gòu)進(jìn)行受理分析，經(jīng)計(jì)算，每米單寬最大彎矩為373.8kN*m，設(shè)計(jì)選用截面高度為600mm的Ⅱ型預(yù)應(yīng)力“U”形板樁，控制樁底高程為-10.80m，樁長17m，樁頂設(shè)置高0.5m、寬1.0m的帽梁，樁頂嵌入帽梁0.20m。

迎水坡在高程4.20m處設(shè)置寬度為2.5m的平臺，平臺上設(shè)置人行步道。平臺后接邊坡至現(xiàn)狀路面，坡面為草皮護(hù)坡，坡度為1：2.5。

3.4護(hù)岸穩(wěn)定性分析

河道治理工程在設(shè)計(jì)斷面和擋墻時往往重視縮小設(shè)計(jì)斷面從而減小占地。但是在縮減斷面同時，應(yīng)該充分重視穩(wěn)定性分析，應(yīng)避免因?yàn)榭s減斷面而帶來的安全隱患。

本工程河道護(hù)岸采用自鎖式擋墻結(jié)構(gòu)和“U”形預(yù)應(yīng)力無錨板樁擋墻結(jié)構(gòu)，自鎖式擋墻結(jié)構(gòu)利用自鎖塊體自重及塊體功能的合理性來抵抗墻后土壓力，并通過土工格柵的連接作用，使墻體系統(tǒng)與墻后回填土形成一個擬重力式當(dāng)墻結(jié)構(gòu)來抵抗土壓力，且墻體為開放式柔性結(jié)構(gòu)，對小規(guī)模沉降及水位驟降有良好的適應(yīng)性。因此，本工程自鎖式護(hù)岸擋墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性包括2個方面：整體穩(wěn)定性、擋墻外部穩(wěn)定性和內(nèi)部穩(wěn)定性；“U”形預(yù)應(yīng)力無錨板樁擋墻需分析整體抗滑穩(wěn)定性。

（1）整體穩(wěn)定性分析

在自鎖式護(hù)岸擋墻的整體穩(wěn)定性分析中，將擋墻及加筋土體視為一個整體結(jié)構(gòu)，參照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-98）的規(guī)定，采用瑞典圓弧法，應(yīng)用《土石壩邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)》（HH-Slope R1.0）進(jìn)行計(jì)算。在新建堤防穩(wěn)定分析中，連同新建堤防和護(hù)岸（含自鎖式擋墻護(hù)岸和“U”形板樁擋墻護(hù)岸2種結(jié)構(gòu)型式）一起已經(jīng)進(jìn)行了計(jì)算。

（2）擋墻內(nèi)、外部穩(wěn)定性

根據(jù)《水利水電土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》SL/T225-98中對加筋土擋墻設(shè)計(jì)與施工的相關(guān)要求，對加筋擋土墻后的土壓力采用庫侖土壓力理論進(jìn)行計(jì)算，假定墻后的回填土為無粘性土，其綜合內(nèi)摩擦角φ=28°、土體容重為R=18.5kN/m3。在分析墻體外部穩(wěn)定性和筋材內(nèi)部穩(wěn)定性時，取安全系數(shù)Fs=1.5，滿足規(guī)范Fs>1.3的要求。加筋擋土墻墻底在③層粉砂土上，其底面摩擦系數(shù)根據(jù)相關(guān)規(guī)范取其綜合摩擦系數(shù)，筋材與周圍土的摩擦系數(shù)取0.30。

4.結(jié)論與建議

綜上所述，城區(qū)河段河道治理工程設(shè)計(jì)原則總結(jié)入下：結(jié)合場地條件，布置擋墻線及建、構(gòu)筑物。擋墻線應(yīng)力求平順各段平緩連接不得采用折線或急彎。擋墻工程應(yīng)盡可能布置在土質(zhì)較好且比較穩(wěn)定土層上，盡可能避開軟弱地基、深水地帶古河道、強(qiáng)透水地基。擋墻的布置應(yīng)盡量少占用城市規(guī)劃用地，為城市的發(fā)展提供便利條件。遠(yuǎn)近結(jié)合，統(tǒng)籌布局。協(xié)調(diào)好擋墻線布置與附近建筑物之間的關(guān)系。平面布置方案應(yīng)在技術(shù)可行的前提下，遵循環(huán)境保護(hù)和勞動安全衛(wèi)生方面的條件下，合理布置，盡可能降低工程建設(shè)投資并縮短施工工期。

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