仁和港河道護岸事故的經驗與啟示

汪粉明、李衛忠、王榮方

（1.常州市金壇區水旱災害防御調度指揮中心，江蘇常州213200；2.常州市金壇區水利局薛埠水利管理服務站，江蘇常州213200；3.常州市金壇區水利局金城水利管理服務站，江蘇常州213200）

0 引言

仁和港是常州市金壇區境內的一條重要的行洪河道，主要溝通上游山區洪水與下游長蕩湖，河道坡降由上游的丘陵山地，直接匯入較為平緩的平原圩區，洪水中攜帶的泥沙，在平原圩區沉積，導致河道淤積嚴重；現狀均為自然土質護坡，由于當地土質松軟，部分護岸出現坍塌，尤其是仁和港與清水港相交位置南側護岸，由于受湍流沖刷，經常發生護岸坍塌,在2015年汛期，迅猛的洪水將河道上一座農橋沖毀，所幸未造成人員傷亡。仁和港整治工程，由上海水勘院承擔工程的設計工作，工程內容包括堤防達標、岸線整治、河道清淤、排澇泵閘建設等。仁和港整治工程從丹金溧漕河至長蕩湖整治河道總長約0.97km；護岸總長度1899.86m，采用素混凝土重力式擋墻結構，墻頂高程4.80m，墻后接坡至提頂高程7.50m。在2018年7月3日強降雨期間（ 區域4h 降雨超過100mm），仁和港在建護岸出現了前趾底板被淘刷、底板下方部分薄弱位置形成貫穿通道，局部擋墻出現輕微傾覆等現象。7月4日下午，參建各方對現場進行查看，并緊急召開會議商討應對措施。

1 發生沖刷、穿孔原因

工程所處區域土質組成由粉質土為主，土質松散，遇水即“溶解”，為典型的平原粉土土質，力學強度低、防沖刷、抗滲性均比較差[1]；干燥的土體連接力弱，在遇水時土體又迅速軟化，極易被沖刷、穿孔。

該工程為汛期施工，而該工程出現沖刷、穿孔的主要原因確為局部特大暴雨，根據附近儒林鎮水文站實測結果，2018年7月3日強降雨期間4h 降雨超過100mm，大量積水在施工明溝里匯積，形成快速徑流，對護岸底板形成了沖刷，帶走了底板前趾土體，形成了空洞；底板臨坡側明溝因承接開挖坡面急流來水產生局部水頭差，產生了相當大的滲透壓力，在底板下形成了滲透通道，造成了底板穿孔，部分建成擋墻也因此產生傾覆。

究其原因，主要為施工單位沒有根據技術規范要求，沒有做好降雨排水的應急預案，在基坑開挖時沒有提供足夠的施工面和設置排水明溝也是發生空洞、穿孔的重要原因之一；根據現場查勘，施工單位的基坑開挖面為底板兩側0.4m，并未設置排水明溝，導致開挖坡面水直接向擋墻底板匯積，同時在土質薄弱的底板下，產生了沖刷及滲透通道；其次設計時未考慮一定的安全余量，按照設計圖紙要求，擋墻直接位于邊坡之上，比河底高2m，前趾埋深僅為0.5m，使施工單位在施工時開挖基坑內高外低，沒有明確的明溝排水意識，這是為后期事故的直接誘因。

2 修復措施

目前護岸底板已產生了沖刷、穿孔的現象，為了保證工程能夠安全實施，修復措施可以由以下幾個方面分段、分面實施：

一是，對于底板前趾淘空嚴重、局部已形成貫穿孔、擋墻出現較大位移或變形的位置，作拆除處理（拆除廢渣可用作基礎墊層），然后重新澆筑底板及擋墻。

二是，對于底板前趾淘空較為嚴重，但未形成貫穿孔，底板位移及變形較小的位置，可先在底板前緣0.5m 范圍內采用流動性高的細石混凝土對底板下方進行灌注（振搗密實），并在底板前緣形成擋坎，后對底板兩側進行黏土回填，直至達到擋墻底板頂高程，填土壓實度0.91，最后從底板頂部鉆孔至底板下方進行壓密注漿。

三是，對于底板前緣淘空較淺的位置，可在底板前緣0.5m 范圍內采用流動性高的細石混凝土對底板下方進行灌注（振搗密實），并在底板前緣形成擋坎。

鉆孔注漿技術要求:

其一，注漿孔單排間距1～2m，無墻身的部位注漿孔可設置在底板中部垂直向下，有墻身的可在墻前設斜孔向底板中間注漿。

其二，注漿材料：42.5 級普通硅酸鹽水泥。

其三，漿液水灰比控制在0.5～0.6。

其四，漿液拌制時，根據現場具體情況摻入水玻璃外加劑。水玻璃的模數應為3.0～3.3，宜為水泥用量的0.5%～3%；膨潤土摻加量不宜大于水泥用量的5%。

其五，注漿壓力根據現場情況調整。

其六，注漿質量技術指標要求：注漿加固體滲透系數K≤n×10-6cm/s（1≤n＜10）；注漿加固體強度R28 約2MPa（見圖1）。

3 后續相關措施

為保證工程安全實施，應對后續護岸的結構形式及施工方法進行調整。應要求施工單位在施工過程優化基坑排水方式，并及時對擋墻前后進行黏土回填，防止發生類似事故。

針對仁和港土質狀況及現場施工條件，為進一步防止土體沖刷、保障堤防安全，后續對底板前緣填土平臺寬度小于1.5m 的斷面，平臺加寬至不小于1.5m，并針對所有斷面填土坡面原狀土進行不小于0.3m 的清基處理，清基后采用黏土回填，填土壓實度不低于91%。

4 經驗與啟示

類似于仁和港土質狀況的施工場地在金壇區比較多，如工程所在地指前鎮除少數丘陵地區外，大部分為此種土質；另外朱林鎮、金城鎮、堯塘鎮、儒林鎮等鄉鎮均有為數不少的粉土土質。這就要求規劃設計、施工、現場管理等過程中及時做好預案，防止發生類似于該工程的事故。

第一，在規劃設計階段應多做好準備工作，明確工程場地土質對工程結構形式的影響。比如該工程，重力式擋墻方案有待商榷，根據勘察報告顯示，本區域土質較差，承載力、抗滲性均不理想，如果能夠根據土質情況將擋墻形式變為仿木樁護岸，是否能避免相關施工事故的發生？仿木樁連排貫入避免了深基坑開挖，同時在造價、經濟、美觀等方面都有明顯的優勢[2]。或者，在重力式擋土墻方案不變的情況下，增加埋置深度、設齒坎是否也可以有效減少類似于本次工程事故？而且，作為一個汛期行洪河道，汛期流速相當大，（也是在該河道，2015年汛期，由于行洪流量較大，直接沖毀河道上的一座農橋，所幸未造成人員傷亡），而該設計擋墻竟未設前趾，以及前趾放沖保護層。如按原設計擋墻建成后，遇到行洪流量較大的年份，擋墻前趾的粉質土是否能能保證不被洪水侵蝕、擋墻能否保證穩定？這些都將成為工程隱患，會給工程安全造成極大的不確定性。

第二，水利工程的設計，應該是在多個方案里進行比選，通過對安全、經濟、美觀、實用等方面的全面比較，獲得一個比較合理的方案，在此過程中就需要設計人員基本功扎實、工作細致，把擬建工程的實際情況與工程功能要求有效結合，充分了解工程區域的水文、地質、經濟、環境等方面的條件，在確保工程安全、實用的基礎之上，兼顧經濟性、美觀性，以達到完美符合業主的功能要求。這就要求設計人員不能僅坐在辦公桌前，看著區域平面圖紙、查著規范與專業書進行設計，必須進行實地勘察，對區域的地形地貌、地質、水文條件進行統計了解，在結合業主對水利工程的功能要求一一落實建設方案。設計環節首先要考慮好與地形地貌的銜接，應整體融入地形，這樣對業主的要求才能有深層次的理解，僅在圖上作業，根本不能直觀、實際的知道待建水利實施真正的意義；其次，水文地質條件較好的區域可以減少工程設計施工難度，差的水文地質條件則對設計施工的考驗比較大，通常需要設計人員多花時間、多動腦筋通過優化設計方案對工程進行處理，加入相關預防措施。如該工程的河道護岸，設計單位完全可以通過工程措施，改變擋墻結構形式去消弭工程安全隱患，而不是僅僅設計一個傳統的重力式擋墻，既不安全、也不符合生態要求。

第三，水利工程的設計也應重視環保、生態，水利工程建設有其特殊性，它的建設會對環境有很大的影響，不僅通過建設對所在地經濟社會有所影響，而且對江河、湖泊以及附近的地形地貌、生態環境都將產生一定的影響[3]，這就要求在設計中，重視生態環保，把綠色和可持續發展的理念貫穿始終，在新時代發展的背景下，隨著人民日益增長的美好生活的需要，生態理念的水利工程將是水利設計的必然選擇[4]，不能再以老的思維方式動輒鋼筋混凝土擋墻、干河施工，應該充分的考慮生態、環保的設計方案，應重視美觀、與環境相協調，重視人文水利，發展人文水利。

5 結語

仁和港護岸事故具有相當的代表性，也給設計工作者帶來很多啟示，設計工作是一個綜合性相當強的工程，不是簡單地坐在辦公室里畫圖紙，一個合格的設計工程師應該充分考慮設計中遇到的各種因素，要在充分考慮地方水文、地質條件的基礎上，通過對安全、經濟、美觀、實用等方面的全面比較，獲得一個合理的方案，更應考慮生態水利、環保水利的工程建設。