城市更新精細化設計—以洗瓦堰河道整治工程為例

◎王振克 徐大雙 中國市政工程西南設計研究總院有限公司

隨著城市的發展，城市內市政基礎設施逐漸完善，在城市中進行河道整治，不可避免地會遇到橋梁、地鐵、輸油輸氣管線、國防光纜、在建工程及周邊較為復雜的地形、地質情況等，針對工程中所遇到的交叉構建筑物，需要根據建筑物的實際情況結合工程任務專門研究。結合洗瓦堰河道整治工程中遇到的地鐵、輸油輸氣、橋梁等交叉構建筑物及復雜的地質條件、場地環境條件，提出了河道治理精細化設計的思路，并對工程中遇到的重難點提出了解決方案，為類似工程提供借鑒。

1.工程概況

洗瓦堰河道整治工程位于天府大道以西、東山大道以北、兩江路以西區域，隨著城市的快速發展及沿線建設地塊的開發，河道的主要功能由原來的灌溉功能轉為排洪功能。洗瓦堰（天府大道～東山大道段）河道治理位于流域下游，河道治理全長約464m。

2.河道規劃情況

洗瓦堰河道防洪標準為50年一遇洪水，50年一遇設計洪水流量為122m3/s（P=2%）。根據《四川省天府新區成都片區直管區河湖水系規劃》，將規劃區內河道劃分為排洪河道、景觀河道、供水河道、生態河道四種河道類型，洗瓦堰排洪、供水、景觀功能為一體的綜合性河道。河道規劃藍線寬度為20m，河道兩側綠帶最小寬度為5m。

3.河道周邊環境情況

本工程河道周邊環境極其復雜，河道右岸存在埋地輸油管線，河道左岸緊鄰在建工程，河道下方有地鐵區間及附屬構建筑物穿越，河道上方有橋梁跨越，河道周邊構建筑物詳見圖1。

圖1 河道周邊構建筑物圖

（1）地鐵1號線盾構區間：地鐵1號線于2018年開通，是連接天府新區與主城區的重要通道。盾構位于地鐵廣福站進站段，盾構直徑為6m，盾構覆土厚度為4.8m。盾構與河道交叉范圍為K0+213～K0+307，盾構由河道右岸向河道左岸穿越，盾構與河道中線夾角為25°。

（2）地鐵1號線出入口A2口廊道：地鐵1號線廣福站站點位于河道左岸，A出入口共設2個出口，即A1、A2，分兩期施工，其中A1口位于河道左岸，目前正處于使用狀態，出口處設置鋼便橋與跨越河道右岸；A2口位于河道右岸，目前僅完成穿越河道廊道，廊道為鋼筋砼框架結構形式，結構外尺寸為7.2×5.6m，廊道穿越河道段距河底高程凈距為1.6m，廊道穿越河道處河道樁號為K0+401～K0+408.2。

（3）河道左岸在建工地：建筑占地面積為2.96萬m2，建筑為商業建筑，地上6層，設1層地下室，建筑±0.00=473.7m，建筑地下室退距為16m。建筑紅線距河道藍線平面距離為12m，建筑±0高程與河道河底高差約9.1m，平面影響范圍對應的河道樁號為K0+247～K0+340。

（4）跨河構筑物―橋梁：本工程河段存在3座橋梁，分別位于河道樁號K0+253、K0+387、K0+410，橋梁均采用樁基礎，橋下凈空為3.1～3.8m。

（5）河道右岸現狀輸油管線：河道右岸有7根ND400～ND700管徑不同的輸油管線，輸油管線為雙流國際機場航油專用通道，輸油管道埋深為1～2m。K0+375～K0+464河道右岸輸油管線侵占規劃河道斷面，侵占寬度為3.5m。

（6）場地地質條件較差：河道左岸在建工地填土高度較高，填土厚度均在7m左右，且河道藍線距建筑紅線僅12m，堤防設計需要考慮施工過程中深厚填土帶來的施工安全風險。

4.河道建設危險源識別

為了能夠確保施工過程中周邊構建筑物的安全，根據河道周邊構建筑物功能、重要性程度及對本工程的影響，對周邊構建筑物安全風險等級進行了劃分，建筑物安全風險等級共分為三個等級，河道相鄰構建筑物安全風險等級詳見表1。

表1 河道周邊構建筑物安全風險等級表

5.河道設計基本原則

（1）安全是河道設計的基礎：河道設計過程中不僅要考慮河道行洪安全、岸線安全，也要考慮沿線構建筑物的安全，本工程沿線影響較大的重要構建筑物為地鐵1#線隧道區間、輸油管線及在建工地段深厚填土的開挖支護。

（2）生態是河道設計的本底：河道斷面設計及堤岸結構選取需要預留一定的生態空間，提高河道的生態性；考慮河道的規劃功能定位，河道兩岸預留景觀打造空間，提升河道整體品質。

（3）近遠期相結合，逐步完善河道功能。

6.河道設計及安全風險控制

6.1 河道防洪標準確定

由于歷史原因，河道右岸K0+375～K0+464輸油管線侵占3.5m寬的規劃河道斷面，輸油管線為雙流國際機場專用通道，管線多達7根。目前當地主管部門已啟動管線遷改前期工作，但是由于前期論證工作較多，審批時間較長，經反復論證，河道K0+375～K0+464段無法按照河道規劃藍線20m寬度形成，河道近期僅能形成13m寬的河道，對應的河道行洪能力可以滿足20 年一遇的洪水要求。為了避免工程重復建設，K0+000～K0+375段河道按照50 年一遇洪水標準進行設防；K0+375～K0+464段河道按照20年一遇洪水標準進行設防。

6.2 河道結構確定

1）河道斷面形式。洗瓦堰河道兩側規劃用地屬性為規劃綠帶，河道左岸岸坡高差約9m，堤岸外側綠帶寬度為12m；河道右岸距現狀輸油管線較近，放坡空間有限。為了有效保證輸油管線安全，堤頂預留一定的景觀打造空間，河道斷面選用矩形斷面。河底采用預制混凝土塊鋪底，既可以降低河道綜合糙率、減少洪水沖刷對堤岸基礎的影響，又可以在預制混凝土塊之間預留一定的生態空間。

2）河道堤防結構形式。根據河道周邊地形地貌及兩岸既有構建筑物荷載、基礎情況，河道堤防選用穩定性較好的重力式擋土墻。K0+421.152～K0+464.655為河道彎道，彎道處與既有輸油管線交叉，輸油管線距河道河底僅1m左右，河道堤防背水側及基底距離較近，采用重力式擋土墻需要壓縮河道行洪空間，且重力式擋土墻與輸氣管線交叉位置會增加輸氣管道應力，造成輸氣管道運行安全隱患。為了保證河道有足夠的行洪斷面，保障輸氣管道運行安全，該段河道堤岸采用懸臂式結構形式，擋墻基礎利用河床空間設置結構板，為懸臂提供水平力及彎矩抗力[1]，其斷面圖詳見圖2。

圖2 輸氣管線穿河段堤防斷面圖

3）堤后回填。為了減小擋墻墻背孔隙水壓力，提高擋墻墻背填土的內摩擦角，保證擋墻墻背回填土的密實度，擋土墻墻背一般采用透水性材料[2]。但本工程擋墻周邊環境復雜，擋土墻周邊的輸油管線及地鐵對施工震動等較為敏感，沿線的橋梁又限制了擋墻墻背回填土施工機械施工作業空間，為了保證墻背回填能夠滿足設計要求，擋土墻墻背采用預拌流態固化土進行回填。預拌流態固化土具有良好的施工便捷性，對于填筑工程，特別是狹窄的空間填筑具有特殊的技術優勢[3]。結合擋土墻的排水需求，河底上30cm至擋墻基底范圍內采用預拌固化土回填，并在預拌固化土回填面設置泄水孔，其余區域按照擋墻一般回填要求進行回填。

輸油管線風險控制措施：7條在役輸氣管道與擬建的洗瓦堰平行敷設，管道與河堤開挖最小距離為1.5m，為避免重車通過對管道運行安全造成影響，K0+240-K0+440段設置鋼筋混凝土蓋板，蓋板寬度為8m，厚度0.35m，共200m。

為保證開挖過程輸氣管道的安全，輸氣管道沿線每50m設置一監測點，監測點預警值按照《建筑基坑工程監測技術標準》（GB50497-2019）進行控制，其中管道位移累計預警值為10mm，管道位移變化率預警值為3mm/d。

地鐵安全控制：河底距離地鐵區間隧道左右線及地鐵A出口之間凈距分別為4.79m、1.54m，根據《城市軌道交通結構安全保護技術規范》，河道與地鐵結構接近程度為“非常接近”，且位于地鐵“強烈影響區（A）”范圍內，河道對地鐵的影響等級為特級。

河道對地鐵的影響采用三維有限元建模和仿真施工過程計算模擬，分析與評估河道施工過程中對地鐵的安全影響，并以此指導施工過程中監測及風險控制。本次影響分析對象主要為地鐵區間隧道區間，其應力―應變。

根據數值模擬成果及地鐵結構復核，河道施工期間結構豎向變形變化率最大值位于地鐵A出入口，變形量為2.53mm，結構橫向變形變化率最大值位于地鐵A出入口，變形量為0.39mm；結構彎矩變化率最大值位于地鐵區間，其變化率為3.4%；軸力變化率最大值位于地鐵A出入口，其變化率為5.3%，既有結構均能滿足結構受力要求。河道施工對地鐵結構應力、應變影響較小[4]。為了有效地控制河道施工對地鐵的影響，對河道施工過程中地鐵監測指標提出了要求。

7.結語

（1）本工程于2020年7月完工，施工期間地鐵隧道、車站結構、地鐵A出入口結構應力應變均在預警值范圍內，保障了地鐵的運營安全；本工程完工后經過了2018年20年一遇洪水的檢驗，河道行洪及岸線結構均無發生安全隱患。

（2）本工程周邊環境極其復雜，通過對周邊環境分析，確定周邊環境的風險等級，進而進行風險分析及風險管控，有效地保證了工程的順利實施。

（3）為了便于墻背回填，保證墻背回填料的壓實度，采用預拌流態固化土既能夠減小墻背土壓力，有效地解決了傳統墻背回填在有效空間內壓實困難的問題，保證了擋墻的穩定性。