上海市堤防（泵閘）設(shè)施管理處

1 前 言

蘇申外港線攔路港是連接太湖流域的主要水系及重要排水通道，匯集了太湖及其下游平原河網(wǎng)來(lái)水，具有流域行洪、區(qū)域排澇、航運(yùn)、供水、旅游等綜合功能[1]。攔路港兩岸堤防設(shè)施是上海市“千里江堤”的重要防汛體系之一，對(duì)保障城市防汛安全、通航安全、經(jīng)濟(jì)安全具有重要意義[2]。

蘇申外港線攔路港河道經(jīng)過(guò)歷史的變遷，由最初的斷頭河逐漸演變至目前重要的排水通道，河道流向數(shù)次改變，至90年代兩岸堤防建設(shè)以后，流向才基本固定下來(lái)。但是由于近年來(lái)工情、水情和航運(yùn)功能提升等變化較大，局部岸段河床呈現(xiàn)大幅度刷深，出現(xiàn)“深泓逼岸”的情況，部分河段最深處達(dá)到-10～-15m，沿線護(hù)岸的運(yùn)行安全情況已不容樂(lè)觀[3,4]。攔路港航道河勢(shì)變化目前缺乏系統(tǒng)性、持續(xù)性的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于沿線堤防護(hù)岸整體的安全狀況和邊界條件的變化可能引起的風(fēng)險(xiǎn)未能有詳細(xì)的掌握，在防汛壓力和通航壓力日增的當(dāng)下，不利于攔路港沿線堤防的風(fēng)險(xiǎn)管理以及預(yù)警體系的建立[5]。

鑒于此，本文綜合采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、歷史資料搜集、最新資料統(tǒng)計(jì)分析等方法，調(diào)查統(tǒng)計(jì)了攔路港堤防現(xiàn)狀情況，并通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別與安全分析，對(duì)沿線堤防采用風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)評(píng)價(jià)。針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)因素及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的堤防岸段，結(jié)合近年來(lái)攔路港和黃浦江上游堤防應(yīng)急搶險(xiǎn)工程提出了建議化的改造加固方案及長(zhǎng)效管理措施。

2 蘇申外港線攔路港堤防現(xiàn)狀情況調(diào)查

2.1 堤防護(hù)岸現(xiàn)狀

蘇申外港線攔路港堤防自攔路港段西起淀山湖，東至圓泄涇、斜塘交匯處的三角渡，河道全長(zhǎng)約23 km，河寬一般在120～150m。兩岸共有支流50條，其中左岸24條，右岸26條，支流已全部建閘控制，位于上海市青浦區(qū)和松江區(qū)內(nèi)，如圖1所示，攔路港段堤防長(zhǎng)度為57.465 km，按五十年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。

現(xiàn)狀攔路港堤防主要在泖河、斜塘應(yīng)急段工程，泖河斜塘一期工程，泖河、斜塘二期工程，太湖流域擴(kuò)大攔路港、疏浚泖河、斜塘工程期間實(shí)施。其中太湖流域擴(kuò)大攔路港、疏浚泖河、斜塘工程于1999年11月開工，2003年12月主體工程建成，至2007年7月全面建成。泖河、斜塘應(yīng)急段工程、泖河斜塘一期工程、泖河、斜塘二期工程堤防基本為低護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式，護(hù)岸結(jié)構(gòu)主要為新建重力式毛石砼擋墻結(jié)構(gòu)和貼壁加固式重力式毛石砼擋墻，典型護(hù)岸斷面見(jiàn)圖2。

圖1 蘇申外港線攔路港段堤防分布示意圖

圖2 攔路港擴(kuò)大工程加高加固典型斷面

2.2 水位變化情況

蘇申外港線水位既受上游洪水影響，又受下游潮汐頂托。根據(jù)沿江及上、下游現(xiàn)設(shè)有水文站水位資料分析以及攔路港參照《黃浦江上游堤防技術(shù)規(guī)定》中設(shè)計(jì)水位確定，采用五十年一遇高潮位，采用百年一遇高潮位校核。原設(shè)計(jì)與現(xiàn)設(shè)計(jì)水位對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 原設(shè)計(jì)與現(xiàn)設(shè)計(jì)水位對(duì)比表

2.3 堤防維修加固及出險(xiǎn)情況

近十幾年來(lái)已對(duì)蘇申外港攔路港部分險(xiǎn)情岸段護(hù)岸進(jìn)行了維修改造，累計(jì)改造長(zhǎng)度17.01 km，占比總岸段32.13%。其中由于墻前泥面高程改變引起的墻體外傾是目前維修加固最直接的原因，問(wèn)題岸段累計(jì)長(zhǎng)14.78 km，占比86.9%；墻體損毀岸段長(zhǎng)2.23 km，占比13.1%，其主要誘因有違規(guī)堆載，船舶撞擊和違規(guī)?？康取?/p>

近年來(lái)攔路港堤防出現(xiàn)傾斜或墻身受損情況，涉及岸段共19個(gè)，總長(zhǎng)約321 m；出現(xiàn)違規(guī)行為，涉及岸段共9個(gè)，總長(zhǎng)約651 m。2015年3月11日上午9點(diǎn)10分，攔路港右岸石湖蕩至滬杭鐵路橋段（攔路港右03+919～攔路港右03+955）發(fā)現(xiàn)地面產(chǎn)生1 cm左右裂縫，至9點(diǎn)55分板樁外移1 m左右，地面大面積沉陷。后將該段列入《2015年度攔路港堤防除險(xiǎn)加固工程》，設(shè)計(jì)方案為前板后方高樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)，樁長(zhǎng)均為13.0 m。

3 堤防安全風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1 安全風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

蘇申外港攔路港堤防護(hù)岸由于建成已久，且面臨的工情水情不斷發(fā)生變化，已逐漸顯露出墻體傾斜、墻身受損、結(jié)構(gòu)老化等一系列的安全隱患[6]，根據(jù)2018年以來(lái)堤防險(xiǎn)工薄弱段安全隱患排查調(diào)研情況，分析目前堤防護(hù)岸所面臨的主要安全隱患及其誘因有：

（1）墻前水流沖刷、船行波淘刷引起泥面線降低

根據(jù)出險(xiǎn)岸段分布情況，險(xiǎn)情岸段主要集中在蘇申外港干流與支流交匯處附近，分析原因主要是由于支河水閘引排水期間局部水流流態(tài)較為不利，對(duì)附近河床產(chǎn)生沖刷。此外，由于堤防工程建設(shè)期間的條件制約，絕大多數(shù)岸段墻前并無(wú)護(hù)坡護(hù)腳結(jié)構(gòu)，墻前泥面易受船行波淘刷，成為影響堤防結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的主要因素之一。

（2）碼頭疏挖、采砂等造成河床泥面大幅浚深

隨著蘇申內(nèi)港線、長(zhǎng)湖申線等航道的提標(biāo)，為保證船只通行安全，2016年前攔路港等航道內(nèi)大型浮吊分砂船大幅挖深致使河道中心底高程降低，加之目前仍未規(guī)范的采砂行為，使得現(xiàn)狀河床泥面與堤防建設(shè)時(shí)期的泥面邊界條件已發(fā)生較大的變化。

（3）船舶撞擊、違章?？亢拖道|致堤防結(jié)構(gòu)受損

蘇申外港線攔路港和黃浦江上游部分船只在非碼頭區(qū)違規(guī)停靠和帶纜作業(yè)，并頻繁的撞擊和拉拽，造成堤防損壞事件，據(jù)統(tǒng)計(jì)船只平均撞擊防汛墻的次數(shù)超過(guò)90次/年，損壞防汛墻面積超過(guò)500 m2。

（4）陸域違規(guī)堆載引起堤防傾斜、變形

現(xiàn)狀堤防多采用天然地基基礎(chǔ)，地基承載力接近承載力容許值，且有部分岸段地基應(yīng)力已超過(guò)規(guī)范允許值。墻后違規(guī)堆載、搭建廠房等各類建（構(gòu)）筑物很有可能會(huì)引起堤防的傾斜、變形乃至失穩(wěn)。

（5）護(hù)岸底板寬度不足，存在地基滲漏風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)滲徑計(jì)算，當(dāng)遇內(nèi)河低潮位或外河高潮位時(shí)，滲徑需要5～11 m，而現(xiàn)狀護(hù)岸底板寬度在2.20～3.00 m左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足防滲要求。此外，墻后回填土質(zhì)量較差、地基填土夯壓不實(shí)且局部存在孔隙、漿砌塊石墻身砌筑不密實(shí)等因素，均會(huì)不同程度地引起護(hù)岸地基滲漏。

（6）原堤防結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重

現(xiàn)狀堤防多為漿砌塊石及灌砌塊石擋墻結(jié)構(gòu)型式，由于建成時(shí)間較長(zhǎng)，部分岸段結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重，出現(xiàn)脫縫、開裂、局部坍塌等現(xiàn)象。部分岸段防汛墻受不均勻沉降及老化影響，擋墻間沉降縫受損，造成墻后土體流失，進(jìn)而對(duì)堤防的安全穩(wěn)定產(chǎn)生影響。

（7）防汛高程欠缺，存在漫頂風(fēng)險(xiǎn)

由于水情近20年發(fā)生了較大變化，現(xiàn)狀條件較堤防建設(shè)期相比高潮位普遍升高，2013年“菲特”臺(tái)風(fēng)期間黃浦江上游米市渡水文測(cè)站實(shí)測(cè)最高潮位4.61 m，超歷史紀(jì)錄0.34 m。此外，考慮到堤防自身的沉降，目前部分岸段的設(shè)防高程與設(shè)防水位已不符合現(xiàn)實(shí)需求。

3.2 堤防安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)評(píng)價(jià)

根據(jù)3.1小節(jié)堤防各類安全風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別及分析，結(jié)合歷年來(lái)堤防險(xiǎn)情的具體情況，進(jìn)一步提出了影響堤防安全的可定性判斷及定量觀測(cè)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)：①墻體損壞、變形嚴(yán)重；②墻前泥面高程小于2.25 m，但不小于1.0 m；③墻前泥面高程小于1.0 m；④墻前泥面平臺(tái)寬度小于10 m；⑤河床岸坡坡比陡于1：2；⑥墻體結(jié)構(gòu)基本完整，但變形超過(guò)30 mm、墻體貫穿縫超過(guò)3條；⑦地基滲漏，基礎(chǔ)底部脫空；⑧設(shè)防高水位≤堤頂高程≤設(shè)防高程；⑨堤頂高程≤設(shè)防高水位。安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)見(jiàn)表2。

表2 安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)表

根據(jù)上述9條風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況統(tǒng)計(jì)分析各風(fēng)險(xiǎn)岸段占比（見(jiàn)圖3）以及各風(fēng)險(xiǎn)岸段分布情況（見(jiàn)圖4～7），攔路港高風(fēng)險(xiǎn)岸段長(zhǎng)6 231 m，占比調(diào)查岸段14.14%，占比總岸段的10.84%；中高風(fēng)險(xiǎn)岸段長(zhǎng)4 244 m，占比調(diào)查岸段9.63%，占比總岸段的7.39%；中風(fēng)險(xiǎn)岸段長(zhǎng)15 654 m，占比調(diào)查岸段35.52%，占比總岸段的27.24%。

圖3 攔路港堤防各風(fēng)險(xiǎn)段占比總岸段圖

圖4 攔路港堤防風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布（左岸樁號(hào)0+000～6+000）

圖5 攔路港堤防風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布（左岸樁號(hào)6+000～12+000）

圖6 攔路港堤防風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布（左岸樁號(hào)12+000～18+000）

圖7 攔路港堤防風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布（左岸樁號(hào)18+000～24+000）

4 堤防安全風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策建議

根據(jù)第3節(jié)中的堤防安全風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別與分析，可以看出，攔路港整體防汛能力存在諸多隱患與不足，且在極端天氣日益頻繁的大背景下防汛和通航安全風(fēng)險(xiǎn)日益顯著，必須采取相應(yīng)的加固改造措施并建立有效的風(fēng)險(xiǎn)防控機(jī)制來(lái)積極應(yīng)對(duì)[7]。

4.1 堤防加固改造建議

（1）對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)岸段，應(yīng)盡快推進(jìn)相應(yīng)岸段的安全鑒定工作，根據(jù)鑒定結(jié)果，按風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)實(shí)施必要的加高加固或拆除重建工作，對(duì)于護(hù)岸前灘面沖刷較深、邊坡整體抗滑穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求的岸段宜采取整體保灘措施。

（2）中風(fēng)險(xiǎn)岸段中，對(duì)于護(hù)岸前泥面高程淘刷的岸段，建議優(yōu)先分析泥面抬高的可能性，恢復(fù)至原設(shè)計(jì)邊界（高程、平臺(tái)寬度），若無(wú)法恢復(fù)，再考慮改造擋墻結(jié)構(gòu)；若現(xiàn)狀邊界條件與原設(shè)計(jì)相差不大，僅墻體損壞的岸段，可考慮加固或重建墻身。

（3）對(duì)于低風(fēng)險(xiǎn)岸段，加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)與維修，注意與高、中風(fēng)險(xiǎn)岸段銜接處的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

4.2 風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制

（1）加強(qiáng)隱患排查監(jiān)測(cè)力度和安全檢測(cè)工作，形成對(duì)堤防結(jié)構(gòu)沉降、位移變形和水下地形變化的常態(tài)化監(jiān)測(cè)，做好堤防風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作，防患于未然。

（2）加大對(duì)利用護(hù)岸從事裝卸作業(yè)的行政管理力度，并加強(qiáng)對(duì)護(hù)岸后堆載、建（構(gòu)）筑物搭建等行為的監(jiān)管，及時(shí)杜絕違規(guī)行為。

（3）建立快速準(zhǔn)確的信息反饋與應(yīng)急搶險(xiǎn)體系，綜合利用信息技術(shù)、遙感技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)等先進(jìn)手段于堤防安全管理中，提高堤防管理的動(dòng)態(tài)模擬和實(shí)時(shí)監(jiān)控能力，從而確保堤防安全。

5 結(jié) 論

（1）蘇申外港線攔路港堤防存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患有堤身結(jié)構(gòu)老化、破損、滲漏、外傾、失穩(wěn)等，主要誘因有護(hù)岸前水流、船行波淘刷、碼頭疏挖和采砂造成墻前泥面降低；船舶撞擊、違章停靠和系纜致防汛墻結(jié)構(gòu)受損；堤后違規(guī)堆載引起堤防傾斜、變形等。

（2）根據(jù)堤防安全風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別和安全評(píng)價(jià)，對(duì)現(xiàn)狀未改造堤防岸段進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，結(jié)果顯示，攔路港高風(fēng)險(xiǎn)岸段長(zhǎng)6 231 m，占比調(diào)查岸段14.14%，占比總岸段的10.84%；中高風(fēng)險(xiǎn)岸段長(zhǎng)4 244 m，占比調(diào)查岸段9.63%；占比總岸段的7.39%；中風(fēng)險(xiǎn)岸段長(zhǎng)15 654 m，占比調(diào)查岸段35.52%，占比總岸段的27.24%。

（3）針對(duì)堤防存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，建議根據(jù)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，采取保灘、改建或新建墻體等加固改造措施；加強(qiáng)對(duì)護(hù)岸和水下地形的日常監(jiān)測(cè)，規(guī)范沿岸建設(shè)活動(dòng)，建立有效的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及應(yīng)急搶險(xiǎn)體系，提升蘇申外港線攔路港堤防的安全保障能力。