蘇州古城區涉河安全隱患風險評估及研究

俞峰，徐岱，張一偉，張明霞

（1.蘇州市河道管理處，江蘇 蘇州 215004；2.蘇州市建設工程質量檢測中心有限公司，江蘇 蘇州 215000）

1 研究目的

隨著我國水利事業的不斷發展，對于河道駁岸的安全、質量要求逐漸地增加，城市老舊河道駁岸的質量達不到標準的就需要對其整改，河道的整治與管理也成為人們的關注點之一[1-4]。作為東方威尼斯的蘇州，僅古城區護城河內的“三縱三橫”主河道及平江、南園、閶門支流就有近40 km。隨著歷史歲月的變遷，河道兩側有著悠久歷史的古駁岸以及新中國成立后陸續建設的駁岸都暴露出一些安全隱患。根據《蘇州古城區涉河安全治理工作方案》《關于古城區涉河安全治理情況的調研報告》等文件精神，為掌握河道駁岸安全狀況，及時消除安全隱患，提升古城風貌和城市品質[5]。對古城區環城河以內的32 條河道及山塘河，開展河道駁岸安全排查評估工作，通過對區域內河道的風險分級，提出不同的整治建議。

2 河道安全現狀

通過前期的資料查詢、走訪調研，針對古城區涉河的安全情況總結了如下幾個特點。

2.1 駁岸建設標準低

古城區老舊駁岸眾多，設計標準低，大部分使用年限超過30 年。隨著材料老化，結構性降低，駁岸自身強度及穩定性均有不同程度的減弱，在外界干擾下，易產生傾覆及地面沉降。

2.2 駁岸上部荷載增大，影響駁岸穩定性

沿河居民及商戶為改善生活和經營條件，隨意改建、擴建房屋，形成違章建筑。同時，為滿足通車要求，沿河道路加寬，車輛往返擠壓駁岸，導致駁岸不穩定。

2.3 部分沿河老舊房屋為危房

部分沿河房屋基礎質量差及地基土本身性質較差，導致房屋使用過程中逐漸出現沉降、傾斜、開裂等安全問題，特別是在汛期、梅雨季、臺風季，部分涉河危房風險大。

2.4 駁岸及其上部房屋風險互相影響

部分駁岸距離上部房屋基礎非常近，甚至還有房屋懸挑出駁岸的情況。駁岸的穩定性直接影響其上部房屋的安全，上部房屋基礎的沉降、傾斜同時也會對駁岸的穩定形成不利因素，兩者安全相互作用，相互影響。

2.5 河道風險管理存在缺陷

以往對河道風險的排查工作呈階段性、碎片化特點，由于河道及周邊建構筑物隨著城市建設不斷更新，需要一個長效、持續性的安全監管體系。

3 項目實施

3.1 現場工作

隱患排查小組人員在沿河駁岸共進行3 輪工作。

第一輪工作主要為發現、記錄、測量駁岸現存的問題。若發現駁岸存在錯位、裂縫、空洞等問題，及時記錄于河道信息概覽表中，包括其在駁岸處的位置（如第a段、x 米處）及損傷程度（錯位程度、裂縫長度、空洞大小等），并拍攝影像用于存檔。

第二輪工作重點是針對前期調查中存在墻后土體流失隱患的部位進行地質雷達探測，如圖1 所示，后期內業根據波形圖判斷土體是否存在脫空、空隙、富水等不良隱患。

圖1 地質雷達探測數據判別

第三輪工作是通過操控無人機在各條河面上空進行傾斜三維攝影、拍攝正射影像，技術人員后期通過建模軟件將所有河道及臨近駁岸20 m 范圍內的建構筑物生成三維實景模型，以便排查復核及有關部門后續信息化管理。

3.2 河道駁岸風險評估

根據 《中華人民共和國河道管理條例》《江蘇省河道管理條例》《江蘇省水利工程管理條例》《蘇州市河道管理條例》《城鎮房屋結構安全排查技術要點（試行）蘇建函辦〔2015〕636 號》等條例規范，結合蘇州古城區河道駁岸及上部建筑的實際情況確定風險要素，具體如圖2 所示。

圖2 風險因素圖

此外，根據不同風險因素對河道駁岸及上部建構筑物的影響程度[6]，利用層次分析法建立風險分級系統，將駁岸風險等級分級為A 類暫無風險（＞90 分）、B 類一般風險（80～90分）和C 類嚴重風險（＜80 分）。

3.3 數據處理

將前期外業所搜集的資料參照風險因素表中各類風險進行權重評估，將每條（段）河道根據隱患嚴重程度進行評分，并將駁岸風險等級標注在河道圖上，如圖3 所示。

圖3 河道風險等級標注

所有河道均貼上涵蓋其基本概況、隱患信息及后期監測數據等于一體的駁岸隱患二維碼，如圖4 所示。同時，正射影像及三維模型數據含地理坐標系，可直接并入WGS84 坐標、CGCS2000 坐標及蘇州當地坐標系，數據能更直觀展示問題區域所在位置，方便現場核查。

圖4 隱患二維碼

4 整治建議

4.1 綜合整治

對于隱患中已存在駁岸滑塌；房屋瀕臨倒塌、違章搭建等情況的應立即采取拆除、重建工作，并在隱患影響范圍內設立警示標識。

隱患中駁岸存在沉降、傾斜、墻后水土流失、大面積空洞與松動等情況，臨河建構筑存在基礎失穩、墻體傾斜、裂縫較大，且有繼續惡化的趨勢，建議采取加固修復、安全監測工作。

潛在隱患中駁岸存在小型空洞、勾縫不密實、堆砌不規則、錯位較多等情況，臨河建筑出現外立面表觀裂縫，無法判別結構是否出線裂縫，共有隱患569 處。建議采取定期巡視、安全監測工作，并在隱患點設立二維碼標識跟蹤隱患變化動態。

4.2 監測方案

根據駁岸風險分級及現場隱患排查情況，A 類風險駁岸長度約63 000 m，一般300～500 m 布設一組水平位移與沉降點，因此，共需布設210 組監測點；B 類風險駁岸長度約4 000 m，一般100～300 m 布設一組水平位移與沉降點，因此，共需布設20 組監測點；C 類風險源共有33 個，需布設33 組水平位移與沉降點及傾斜監測點。同時，每條河道需設置3 個及以上基點或工作基點，因此，還需在此基礎上布設99 個監測點。

4.3 監測方法

河道駁岸監測采用人工測量和自動化監測相結合的方式。監測方法如下。

1）方案一：采用精密水準儀、精密全站儀等設備，人工觀測駁岸變形位移；每個觀測點安裝特制的觀測標點（標尺或棱鏡）1 個，河道每側駁岸設置觀測點不少于2 個，同時設置4 個及以上基點或工作基點。變形監測網等級為二級，變形觀測等級為3 級。

2）方案二：對有變形預兆、損壞嚴重或無法使用方案一的駁岸，可選用靜力水準儀、傾角儀、測縫計、GNSS 等通過自動化采集系統和現代通信技術將現場測試信號遠程傳輸至服務器，實現24 h 在線監測。自動化監測作為試點，監測點位設置在駁岸存在嚴重安全隱患且一旦發生變形破壞會對附近沿岸房屋建筑造成損壞的關鍵部位，每個觀測點設置1 個傾角儀（備選GNSS 觀測站）、2 個靜力水準儀、1 套自動化采集、傳輸硬件和軟件系統（同一河道供用）。

3）方案三：在駁岸表面安裝變形傳感器，采用專業數據采集設備定期對駁岸變形進行觀測。每個觀測點沿駁岸走向布設一條分布式定點應變感測光纜，使光纜與堤岸耦合變形，布設采用定制夾具固定的方式安裝，每個觀測點布設應變感測光纜不少于20 m。

5 結論

本次河道排查駁岸總長度（兩側）68 404 m。結構形式大部分以塊石、條石駁岸為主，有一定結構強度，占整個駁岸的98%。

1）經排查分析評估，古城區域內A 類駁岸共62 467 m（91%）、B 類駁岸3 663 m（5.4%）、C 類駁岸2 274 m（3.6%）。A類駁岸長度占整體的91%，表明古城區環城河以內32 條河道及山塘河整體來看駁岸健康狀況基本屬于安全可控狀態。

2）排查中發現各種嚴重程度不一、種類不同的大小隱患共有928 處。其中，存在569 處潛在隱患，主要為小空洞、松動、輕微錯位裂縫及建構筑物輕微裂縫等；326 處一般隱患，主要表現為駁岸大面積空洞、松動、錯位、裂縫、傾斜及建構筑物裂縫等現象；有33 處嚴重隱患，主要癥狀為建構筑物墻體的大面積缺失、嚴重傾斜、裂縫急劇發展及整體結構的大面積塌陷、鼓出等現象。

3）將無人機正射及三維模型圖作為數字河道動態管理的底層數據，結合后期管理單位的監管平臺進行整合協同管理，做到長效、動態的監管，以便駁岸沿線改造及駁岸沿線建筑變更后相關數據的對比，也可作為河道清淤施工方法選擇的主要依據。