馬 駿

（上海國際旅游度假區(qū)置業(yè)有限公司，上海 201319）

0 引言

城市河道是保障城市安全和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，也是構(gòu)成城市生態(tài)系統(tǒng)和景觀的主要組成部分，具有防洪排澇、調(diào)蓄水源、納污凈化、通航水運(yùn)及景觀娛樂等多種功能[1-2]。城市人口密集，土地集約化程度高，區(qū)域開發(fā)按照土地利用規(guī)劃有序推進(jìn)。其中，河網(wǎng)水系等作為基建項(xiàng)目先行實(shí)施。城市河道的平面布局、規(guī)模等已基本論證確定，建設(shè)時需遵循規(guī)劃要求，而在進(jìn)行區(qū)域開發(fā)時擬建河道可能會與地鐵、市政管線、橋梁、古建筑等存在沖突。如何在協(xié)調(diào)好已建或擬建工程的前提下，盡可能遵循水利規(guī)劃、維持原河網(wǎng)布局、優(yōu)化調(diào)整河道斷面以及保證河道的基本功能，成為亟待研究的課題。

蔡鷗等[3]、王松[4]和曹婷婷[5]均從效益和成本的角度研究了河道斷面優(yōu)化方法；凌健[6]基于經(jīng)濟(jì)分析和河道水流特性分析，開展了中小河道生態(tài)治理河道斷面優(yōu)化研究；夏熙等[7]通過優(yōu)化河道斷面，實(shí)現(xiàn)了消減河道疏浚土方、減少土地資源占用、構(gòu)建水下多元化灘區(qū)地貌、改善水生境的目的；余澤旻等[8]通過優(yōu)化河網(wǎng)斷面，提高了河道行洪能力。針對河道斷面優(yōu)化的研究成果較多，但關(guān)于城市河道落地性鮮有研究。基于此，筆者以某國際旅游度假區(qū)周邊開發(fā)片區(qū)（以下簡稱“度假區(qū)北片區(qū)”）中的河道為例，旨在優(yōu)化調(diào)整河道斷面，既保證河道防汛除澇安全和活水暢流效果，又保證周邊其他項(xiàng)目的順利推進(jìn)，以期為區(qū)域開發(fā)提供借鑒和參考。

1 研究背景

某國際旅游度假區(qū)位于上海市浦東新區(qū)中部，度假區(qū)空間發(fā)展格局為“一核、五片”[9]，目前“一核”核心區(qū)已基本建成并投入運(yùn)營，“五片”的開發(fā)也將逐步進(jìn)行。其中，度假區(qū)北片區(qū)的功能被定位為“城市自然生態(tài)綠地”，內(nèi)部的機(jī)場聯(lián)絡(luò)線、河道、道路、橋梁等基建項(xiàng)目已先行建設(shè)。度假區(qū)北片區(qū)區(qū)位圖如圖1所示。

圖1 度假區(qū)北片區(qū)區(qū)位圖Fig.1 Location map of the north zone of the resort

度假區(qū)北片區(qū)東至唐黃路、南至北圍場河、西至S2滬蘆高速、北至S1迎賓高速，占地面積為1.3 km2。區(qū)域內(nèi)共涉及3 條規(guī)劃河道，分別為五灶港（唐黃路—北圍場河）、樓橫港（S1迎賓高速—北圍場河）和曹家溝（S1 迎賓高速—北圍場河）。其中，曹家溝為骨干河道，作為區(qū)域河網(wǎng)的骨架，骨干河道是重要的引水和排水通道；五灶港和樓橫港為支級河道，支級河道是骨干河道的細(xì)化和補(bǔ)充，對于保證區(qū)域排水距離以及河網(wǎng)調(diào)蓄庫容起著重要作用[10]，如圖2所示。

圖2 度假區(qū)北片區(qū)空間布局規(guī)劃圖Fig.2 Spatial layout plan of the north area of the resort

如圖3 所示，度假區(qū)北片區(qū)位于上海浦東水利片，規(guī)劃的除澇標(biāo)準(zhǔn)為20～30 年一遇。浦東水利片外圍為黃浦江、長江口和杭州灣，內(nèi)河水位通過外沿口門人工調(diào)控，常水位控制在2.50～2.80 m，汛期預(yù)降水位為2.00 m，最高除澇控制水位為3.75 m。在汛期除澇期間遇到暴雨時，外沿口門全力排水。日常通過活水暢流調(diào)度，可保證水利片的水質(zhì)良好，川楊河以北地區(qū)的引排方式為東引西排；川楊河以南、大治河以北地區(qū)的引排方式為西引東、南排；大治河以南地區(qū)的引排方式為北引南排、西引東排。

圖3 浦東水利片活水暢流調(diào)度方式Fig.3 Pudong water conservancy piece running water dispatching mode

在建設(shè)3條規(guī)劃河道時遇到以下問題：

（1） 度假區(qū)北片區(qū)下方有即將開工的機(jī)場聯(lián)絡(luò)線，其于南側(cè)橫穿而過，其埋深自西向東逐漸變淺，機(jī)場聯(lián)絡(luò)線與曹家溝相交處的覆土厚度不滿足機(jī)場聯(lián)絡(luò)線的抗浮要求，節(jié)點(diǎn)位置為圖4中①處。

圖4 相關(guān)節(jié)點(diǎn)位置示意圖Fig.4 Location diagram of the node that needs to be resolved

（2） 建設(shè)北圍場河時，同步建設(shè)了包含防汛通道的陸域控制帶，根據(jù)現(xiàn)河道規(guī)模（現(xiàn)狀規(guī)模達(dá)不到規(guī)劃要求），在防汛通道跨樓橫港處建設(shè)了橋梁。由于橋梁建成運(yùn)行時間較短，如果因本次河道建設(shè)而拆除重建，將造成浪費(fèi)，其節(jié)點(diǎn)位置為圖4中②處。

（3） 趙行港橋是度假區(qū)北片區(qū)現(xiàn)川展路跨樓橫港的橋梁，經(jīng)檢測，該橋梁仍能滿足交通要求，根據(jù)節(jié)約的原則，建議保留該橋梁，其節(jié)點(diǎn)位置為圖4中③處。

（4） 現(xiàn)樓橫港下存在若干已建成的地下管線（2 根DN4000 的污水總管），河道工程建設(shè)可能對已建成地下管線的安全產(chǎn)生影響。

2 研究思路

2.1 曹家溝節(jié)點(diǎn)抗浮

曹家溝規(guī)劃河底標(biāo)高為-1.0 m，河底寬為30 m，河口寬為60 m。曹家溝位于機(jī)場聯(lián)絡(luò)線上方，涉及河段長度約為15 m，該節(jié)點(diǎn)地坪標(biāo)高為4.2 m，盾構(gòu)施工頂覆土約為10.9 m。預(yù)計曹家溝河道開挖時間早于機(jī)場聯(lián)絡(luò)線，待河道開挖后，盾構(gòu)頂覆土僅為5.7 m，如圖5 所示。經(jīng)計算，在施工階段，機(jī)場聯(lián)絡(luò)線區(qū)間的抗浮安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。

圖5 曹家溝（規(guī)劃）與機(jī)場聯(lián)絡(luò)線位置關(guān)系剖面圖 單位：mFig.5 Caojiagou （planning） and airport contact line location profile

針對該問題，相關(guān)單位開展了《北片區(qū)工程對機(jī)場聯(lián)絡(luò)線結(jié)構(gòu)安全影響評估》專題研究。綜合考慮因素主要包括機(jī)場聯(lián)絡(luò)線施工期間的安全問題、對曹家溝的相關(guān)影響以及對工程投資的影響。根據(jù)以上考慮因素，相關(guān)人員初步研究出2 個解決方案：1） 機(jī)場聯(lián)絡(luò)線施工采用抗浮板+抗浮樁的方案；2） 在河床下配置抗浮鋼筋混凝土板的方案。這2種方案都可以解決抗浮問題，保證機(jī)場聯(lián)絡(luò)線和河道安全，但工程投資均過高。例如，將河底標(biāo)高由-1.0 m 調(diào)整為-0.5 m；在-0.5 m 向下的1.5 m 范圍內(nèi)，鋼筋混凝土的填筑容重為3.0 t/m3，平面尺寸為37.5 m×15 m，機(jī)場聯(lián)絡(luò)線施工的抗浮安全系數(shù)可滿足規(guī)范要求，且該抗浮措施的工程費(fèi)用較河床不抬高的工況大幅降低[11]。

“抬升河底+河床下填筑鋼筋混凝土”方案示意圖如圖6 所示。如果將該節(jié)點(diǎn)處曹家溝河底標(biāo)高抬高0.5 m，雖然過流斷面會減小，但其對河道防汛除澇和水質(zhì)方面的影響可控，因此此方案可行。針對該措施，相關(guān)單位進(jìn)行了專題研究，結(jié)論如下：將曹家溝河底抬高0.5 m，對浦東水利片總體最高除澇水位影響不大，其影響區(qū)域主要為曹家溝河底抬高處至南側(cè)約400 m 范圍內(nèi)，該區(qū)域最高水位升高2 mm，基本不會對河道防汛除澇產(chǎn)生不利影響；最大流速也不超過允許不沖流速，不會對局部河段的沖淤平衡造成不利影響；該方案基本不會影響區(qū)域河網(wǎng)的活水暢流效果[12]。因此，在該節(jié)點(diǎn)處將曹家溝河底標(biāo)高由-1.0 m抬高至-0.5 m的方案可行。

圖6 “抬升河底+河床下填筑鋼筋混凝土”方案示意圖Fig.6 Schematic diagram of raising river bottom + filling reinforced concrete under river bed

2.2 樓橫港（北圍場河附近）已建橋梁

北圍場河防汛通道跨樓橫港處橋梁的建設(shè)規(guī)模是按照樓橫港的現(xiàn)狀口寬而定的。與規(guī)劃30 m 相比，現(xiàn)河口寬27 m，略有縮窄；現(xiàn)河底標(biāo)高為1.0 m，而規(guī)劃標(biāo)高為0 m。由于該處橋梁建成運(yùn)行時間較短，如因本次河道建設(shè)而拆除重建，將造成浪費(fèi)。而若保留橋梁，則該處河段達(dá)不到規(guī)劃的規(guī)模，可能會因阻水而影響區(qū)域防汛除澇和活水暢流的效果。

為盡可能降低阻水程度，在保證橋梁安全的前提下考慮對河道斷面進(jìn)行疏浚，將河底標(biāo)高由1.0 m疏浚至0 m，以擴(kuò)大過流斷面。同時，相關(guān)人員對此節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了專題研究和計算分析，從防汛除澇安全和保證活水暢流方面分析，將該節(jié)點(diǎn)處河道口寬維持在27 m、河底標(biāo)高疏浚至0 m的方案可行[12]。

2.3 趙行港橋

趙行港橋已建成并使用多年，其建設(shè)規(guī)模是按照樓橫港的現(xiàn)狀口寬而定的。該節(jié)點(diǎn)處的河段規(guī)模與北圍場河附近河段相同，但與規(guī)劃相比，也略有縮窄?？紤]到拆除重建的費(fèi)用較高，各方建議保留該橋梁，但該處河段也可能會因阻水而影響區(qū)域防汛除澇和活水暢流效果。

相關(guān)單位對該橋后續(xù)改建及繼續(xù)利用的可能性進(jìn)行了檢測評估，相關(guān)結(jié)論如下：橋梁技術(shù)狀況總體評定為B 級（良好狀態(tài)）；對橋梁存在的病害應(yīng)及時進(jìn)行維修，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和使用功能[13]。維修加固后的趙行港橋情況基本與北圍場河附近橋梁情況一致，將河底標(biāo)高疏浚至0 m，同時，專題研究也表明，保留該橋梁的方案可行。

2.4 地下管線

樓橫港（近S1 迎賓高速處）下埋有管線，2 根污水管直徑均為4.0 m，管線間距為5.6 m，管頂標(biāo)高為-5.3 m，該處現(xiàn)狀河底標(biāo)高為1.2～1.6 m，河口寬為25.0 m；規(guī)劃河底標(biāo)高為0 m，河口寬為30 m。由于2根污水管為總管，是上海市污水治理工程白龍港片區(qū)南線輸送干線完善工程（東段輸送干管）的一部分，不存在移位的可能性。因此，河道施工必然會對已有管道的安全產(chǎn)生影響。但是，如果縮小該河段原規(guī)劃的建設(shè)規(guī)模，也可能會影響區(qū)域防汛除澇和活水暢流效果。

相關(guān)單位開展了《北片區(qū)河道整治工程穿河污水管線保護(hù)》專題研究，研究結(jié)論如下：維持護(hù)岸現(xiàn)狀，不進(jìn)行護(hù)岸建設(shè)，僅將河底標(biāo)高疏浚至0.5 m，則管線上浮回彈值將小于預(yù)警值，管線基本安全[14]。專家以及政府部門均提出影響管線上浮回彈的因素眾多，為安全起見，建議該處河段維持現(xiàn)狀，不進(jìn)行建設(shè)。同時，專題研究也表明，維持原河段現(xiàn)狀規(guī)模的方案可行[12]。

3 結(jié)語

（1） 度假區(qū)北片區(qū)河道建設(shè)與擬建機(jī)場聯(lián)絡(luò)線、已建橋梁、已建管線等有所沖突。經(jīng)科學(xué)論證，通過優(yōu)化調(diào)整河道斷面，在保證河道防汛除澇安全以及活水暢流效果的基礎(chǔ)上，解決了機(jī)場聯(lián)絡(luò)線抗浮問題，保留已建橋梁，且已建管線得到了保護(hù)。

（2） 在進(jìn)行區(qū)域開發(fā)時，如果擬建河道與周邊其他項(xiàng)目有沖突，需進(jìn)行科學(xué)論證分析，既保證河道基本功能不受影響，又保證周邊其他項(xiàng)目能順利推進(jìn)。

（3） 當(dāng)城市河道建設(shè)與擬建或已建工程有沖突時，針對已建且正在運(yùn)行的工程，以保護(hù)為前提，河道則盡可能按照規(guī)劃的規(guī)模建設(shè)，當(dāng)無法實(shí)現(xiàn)時則在有科學(xué)論證依據(jù)的基礎(chǔ)上適當(dāng)優(yōu)化調(diào)整斷面；對于擬建工程，其與河道盡可能按照規(guī)劃的規(guī)模進(jìn)行建設(shè)，控制投資成本，當(dāng)無法實(shí)現(xiàn)時則在有科學(xué)論證依據(jù)的基礎(chǔ)上適當(dāng)優(yōu)化調(diào)整斷面。最終，實(shí)現(xiàn)擬建項(xiàng)目的順利推進(jìn)，并保護(hù)已建工程。