馬國駿
(深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司,518001,深圳)
伴隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市人口的高度集中,為了給房屋及交通騰出建設(shè)用地,早期河道、排水渠大量覆蓋形成暗渠,這些暗渠普遍存在建設(shè)標準低、年久老化、日常維護管理困難等問題。在建筑結(jié)構(gòu)外荷載、車輛動荷載等不利因素疊加下,安全風險加劇,對城市地面安全構(gòu)成嚴重威脅。
本研究對納入深圳市(不含深汕合作區(qū))河道管理范圍內(nèi)的河道暗渠、上蓋物業(yè)設(shè)施及道路進行現(xiàn)場調(diào)查,分析存在的安全隱患,為隱患治理及建立暗渠大數(shù)據(jù)管理提供準確基礎(chǔ)信息,為制定出臺深圳市河道上蓋物業(yè)設(shè)施、上蓋道路安全風險評估和管控工作制度提供數(shù)據(jù)支撐;同時選擇筆架山河為例,分析暗渠段存在的安全隱患并提出防治對策。
收集深圳市水務(wù)基礎(chǔ)資料,包括水利普查、河道管理范圍線勘定工程、遙感影像、地形圖、土地利用、相關(guān)水務(wù)工程、暴雨洪水調(diào)查成果等;收集河道暗渠的基本資料,包括地形圖、暗渠建設(shè)檔案、河道綜合整治工程、運營管理等。
調(diào)查范圍為納入全市河道管理范圍線勘定工程的河道暗渠,距離暗渠結(jié)構(gòu)外邊線3 m內(nèi)上蓋物業(yè)設(shè)施、暗渠結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的上蓋道路?,F(xiàn)場調(diào)查暗渠的分布位置、長度、上覆地物地貌[包括建(構(gòu))筑物、居民小區(qū)公共空間、道路等]基本信息,按行政區(qū)劃、所屬流域分別繪制暗渠及上蓋物業(yè)設(shè)施、上蓋道路的分布圖,編錄分類信息統(tǒng)計表,并建立基本信息臺賬。
對深圳市暗渠及上蓋物業(yè)基礎(chǔ)資料進行梳理、統(tǒng)計,依據(jù)《深圳市地面塌陷隱患等級及認定暫行辦法》及《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》對暗渠結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷進行評價,分析河道暗渠可能存在的安全隱患。
深圳地勢為東南高、西北低,大部分為低丘陵地,間以平緩的臺地,西部為濱海平原。深圳地貌的特點決定了無大江大河,絕大多數(shù)河流河道短小。
本次調(diào)查河道及各區(qū)溝渠汊流共計423條,河道總長度為1 192.47 km。其中,暗渠化河道192條,占河道總數(shù)量的50.59%;暗渠總長231.28 km,占河道總長度的19.39%。河道暗渠總長度最長的兩個區(qū)分別為寶安區(qū)74.38 km、龍崗區(qū)48.85 km,河道暗渠長度占比最高的是福田區(qū)51.47%,其次是羅湖區(qū)28.08%。整體來說,原關(guān)外各區(qū)河道暗渠長度更長,而原關(guān)內(nèi)各區(qū)由于城市建設(shè)密度大、強度高,河道暗渠長度占比更高。
現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),河道暗渠的主要類型分為箱涵式與蓋板式兩大類,箱涵式為鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu),蓋板式為鋼筋混凝土蓋板結(jié)構(gòu)、漿砌石蓋板結(jié)構(gòu)和磚砌墻蓋板結(jié)構(gòu)。調(diào)查發(fā)現(xiàn),鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)的暗渠最長,占比為77.78%,其他結(jié)構(gòu)占比分別為6.49%、13.59%和2.10%,說明鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)的應(yīng)用最廣泛,這是由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為整體澆筑,結(jié)構(gòu)可靠性較好。事實上,鋼筋混凝土箱涵采用的混凝土強度等級一般不低于C50,抗?jié)B等級達到P10,可以顯著減少渠道滲漏。
深圳市暗渠上蓋建筑共852棟,其中壓覆類型的建筑為397棟,占比46.60%;暗渠上蓋道路761條,其中壓覆類型的道路為654條,占比達到85.94%。以上蓋建筑樓層數(shù)劃分,7層以下上蓋建筑619棟,占比72.65%;7層至15層上蓋建筑208棟,占比24.41%;15層以上上蓋建筑25棟,占比2.93%。上蓋道路以市政道路為主,園路僅73條。
從各區(qū)上蓋建筑物分布來看,最多為龍崗區(qū)242棟,其次為羅湖區(qū)159棟,寶安區(qū)位列第三。從各區(qū)上蓋道路分布來看,最多為寶安區(qū)212條,其次為龍崗區(qū)162條,坪山區(qū)最少16條。整體來說,龍崗區(qū)和寶安區(qū)的河道暗渠上蓋物業(yè)設(shè)施最多,對暗渠安全性要求更高。
現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),部分上蓋道路存在車輛超載、道路改造增加自制重量的情況,同時暗渠上蓋建筑私自加蓋樓層使暗渠本身承受超結(jié)構(gòu)設(shè)計的荷載,在長期的往復作用下極易使暗渠出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性缺陷,引發(fā)安全隱患。
根據(jù)《深圳市地面坍塌隱患等級及認定暫行辦法》,暗渠安全隱患分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ共四個等級。根據(jù)危害程度,將安全隱患分為輕微、中等、嚴重和重大四類,其中結(jié)構(gòu)性缺陷包括墻體垮塌變形、鋼筋裸露銹蝕、裂縫、漿砌石砌體間砂漿流失、異物穿入破壞墻體、墻基淘空和墻體滲水等,功能性缺陷包括樹根侵入、淤積和殘墻。
現(xiàn)場調(diào)查共發(fā)現(xiàn)暗渠結(jié)構(gòu)性缺陷4 904處,其中Ⅰ級和Ⅱ級結(jié)構(gòu)性缺陷占比3.63%,分別有13處和165處,存在嚴重的安全隱患。鋼筋混凝土箱涵暗渠安全隱患數(shù)量最多,占比74.02%,其中Ⅰ級7處、Ⅱ級113處;其次為漿砌石蓋板暗渠,占比17.25%,其中Ⅰ級2處、Ⅱ級36處;混凝土蓋板暗渠和磚砌墻蓋板暗渠安全隱患較低。
目前深圳市暗渠存在的主要結(jié)構(gòu)性缺陷有開裂滲水、鋼筋裸露銹蝕、墻基掏空、墻體垮塌變形、砂漿流失、地表沉陷等。由于大量河道暗渠內(nèi)部空氣不流通,暗渠墻體受河水沖刷及污水浸蝕,墻體出現(xiàn)空洞、松散區(qū)等情況。部分鋼筋混凝土箱涵出現(xiàn)保護層脫落、破損、鋼筋外露等情況,多數(shù)漿砌石蓋板出現(xiàn)基礎(chǔ)淘空現(xiàn)象,對暗渠的安全運行造成極大危害。
通過分析,河道暗渠安全隱患成因主要包括以下幾個方面:
一是暗渠自身質(zhì)量問題。深圳市河道暗渠建設(shè)時間主要集中在20世紀90年代,普遍存在建設(shè)標準低、施工質(zhì)量差等問題。
二是不良地基地質(zhì)條件和汛期強降雨影響較大。深圳市大部分項目在土地平整后短時間內(nèi)開始鋪設(shè)管網(wǎng),軟土未固結(jié),管網(wǎng)周邊土體發(fā)生不均勻沉降。同時填海區(qū)域土體較軟,沉降不均也極易引起地面變形。深圳市多年平均降雨量為1 830 mm,降雨主要集中在4~10月份,約占全年降雨量的85%。由于降雨時空分布不均,旱澇交替引起地下水水位劇烈變化,導致巖土體季節(jié)性波動。在上述幾個原因綜合作用下,容易形成地下空洞或松散區(qū),導致暗渠變形、破裂。
三是管理養(yǎng)護不到位或管理工作缺失情況較多。深圳市城市化建設(shè)速度快、強度高,地下工程數(shù)量多、資料缺失,導致水務(wù)工程設(shè)施管理養(yǎng)護工作在暗渠方面出現(xiàn)空白區(qū),在管理養(yǎng)護上欠缺上蓋建筑、道路等其他工程設(shè)施對暗渠影響的監(jiān)測管理等內(nèi)容。
筆架山河發(fā)源于筆架山,經(jīng)銀湖、金湖上庫、金湖下庫3座?。?)型水庫調(diào)節(jié)后,流經(jīng)泥崗村、八卦嶺、西湖大廈、振業(yè)綜合公司、振業(yè)大廈,在地王大廈東側(cè)穿越深南大道,在嘉賓橋上游匯入布吉河。筆架山河銀湖水庫以下河道6.01 km已人工渠化,其中93.18%為暗渠,結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土箱涵及漿砌石蓋板為主。
筆架山河暗渠段上蓋建筑共44棟,以壓覆形式為主,其中7層以下建筑20棟,15層以上建筑4棟;上蓋道路共22條,全部為市政道路,橫跨解放路、深南東路,臨近寶安南路。深南東路和寶安南路與暗渠位置關(guān)系見圖1。
針對筆架山河開展的暗渠安全運行檢測與評估表明,安全隱患主要分為4種類型,分別是裂縫隱患,墻體垮塌、墻角破壞,鋼筋裸露銹蝕,接縫、預留口滲水隱患。項目共檢測出暗渠結(jié)構(gòu)性缺陷389處,其中Ⅰ級缺陷2處,Ⅱ級缺陷5處,低于Ⅳ級缺陷246處,所占比例為63.23%。
以泥崗路花圃段暗渠為例,隱患等級為Ⅱ級?,F(xiàn)狀漿砌石蓋板擋墻墻基均被淘空,左岸擋墻底部淘空形成6.8 m×1.5 m×1.8 m空洞,右側(cè)擋墻和底板淘空形成5.2 m×3.9 m×1.0 m空洞,混凝土蓋板頂部出現(xiàn)鋼筋裸露銹蝕問題,水土流失嚴重,地表出現(xiàn)空洞和局部塌陷現(xiàn)象;桂園小學段暗渠為漿砌石蓋板結(jié)構(gòu),長為55 m,尺寸為2.0 m×1.8 m,安全隱患等級為I級。上蓋建筑樁基直接設(shè)在漿砌石擋墻上,前期已經(jīng)發(fā)生蓋板坍塌、墻體垮塌事故。同時其他段連續(xù)性出現(xiàn)墻體淘空滲水、砌體松散、砂漿流失現(xiàn)象,箱涵頂板及側(cè)墻離散式出現(xiàn)鋼筋混凝土保護層脫落問題,也存在鋼筋大面積裸露、銹蝕問題,尤以頂板底部鋼筋裸露和銹蝕問題更加突出,面臨的安全隱患不容忽視。
暗渠安全隱患防治應(yīng)遵循“全面調(diào)查—詳細勘察—鑒定評估—隱患治理—長效管控”的工作步驟,并遵循“輕重緩急”的工作原則。對Ⅰ級和Ⅱ級結(jié)構(gòu)性缺陷應(yīng)立即開展詳細勘察及鑒定評估,并限期完成整治;Ⅲ級和Ⅳ級結(jié)構(gòu)性缺陷應(yīng)加強監(jiān)測,并提出防治對策。
①針對地表隱患,例如土體松動、隱伏空洞等隱患,采用開挖填土或注漿加固方式,消除地表隱患,隱患消除期間,應(yīng)避免施加外部載荷,減小對土體的擾動。
②針對鋼筋裸露銹蝕、墻體滲水泌鈣、基礎(chǔ)淘空等隱患,采用局部加固方式,部分承載力嚴重不足部位,可考慮進行拆除重建。
③針對淤積嚴重、墻體開裂滲水等隱患,應(yīng)對堵塞的排水口進行疏通,提出加固措施,對因堤后地下水水位過高而引起的墻體透水,提出墻后增設(shè)截水措施,同時對失效部分伸縮縫進行重新止水。
④針對暗渠及上蓋物業(yè)設(shè)施存在嚴重安全隱患風險的,建議結(jié)合城市更新、暗渠復明等工程進行綜合整治。