城市河湖港渠治理施工中圍堰與導流方案研究

侯劍 董艷 王博瀚

河湖港渠是城市水系重要的組成部分，隨著城市現代化建設的進行，河湖港渠的填占、污染、淤積現象日趨嚴重，造成了城市水環境、水生態的惡化，既嚴重影響了人民生活，也制約了社會經濟的可持續發展。為此，各城市近年來大力開展了一系列水體保護和修復工程。在水體保護和修復治理工程的實施過程中，圍堰與導流方案的選擇對整體施工部署與組織起著至關重要的作用。本文根據相關理論文獻和自身工作實踐，就城市河湖港渠治理施工中不同環境條件下圍堰與導流的方案的選擇進行了探討與分析。

一、城市河湖港渠治理工程的施工特點

城市河湖港渠通常棋布于城市街區之間，通常是市民觀光游園的重要場所，沿岸往往分布著城市街道、住宅小區、商業商圈等，人口相對密集。湖港多為面狀分布，河渠多為線型分布，組合形成了城市水系。它們承擔著水系流動、生態凈化、城市排澇、防汛渡汛等重要功能，但沿岸也往往存在污水排口等歷史遺留問題，通常是治理的首要目標。然而對其進行治理的過程中通常面臨著治理范圍廣、施工點位分散、周邊環境復雜、施工易受天氣氣候條件影響等難點，也需要考慮沿岸管線保護、拆遷協調、周邊水環境保護等問題。因此在治理施工的過程中，需要結合現場實際情況進行綜合評估，根據項目特點，制定合理的圍堰與導流方案。

二、圍堰與導流技術方案選擇分析

1.外部引流全斷面截流圍堰

在河流與湖泊分布較多的城市，水系往往是縱橫交錯串聯相通的。當擬治理項目附近分布有可供引流的天然河道、溝渠或具備導流溝渠施工條件時，可采用全斷面截流圍堰。通過圍堰將原流域地表水截斷并進行外部導流，可將擬治理區域水體完全抽排并進行全斷面施工，完成后再將圍堰拆除并恢復。如下圖所示：

該方案在實施過程中可充分利用既有環境條件，降低成本，且完全截流后可以形成干作業環境，便于組織全斷面施工，縮短工期，有利于質量控制并降低施工風險；但易受氣候條件影響，施工中需維持干作業環境，抽排水工作量大，同時施工期間可能對城市防洪度汛增加一定壓力。

2.設導流管渠全斷面截流圍堰

當項目無外部導流條件且需保持水系長期穩定暢通的情況下，可采取內設導流管渠全斷面截流圍堰的方式進行施工。本方案在通過圍堰將水體完全截流的同時，在圍堰內部設置引流管渠以保持水系的聯通。與外部引流全斷面截流圍堰相同，可將擬治理區域水體完全抽排并全斷面施工。待完成后再將圍堰及引流管渠拆除。如下圖所示：

該方案既維持了水系的連通，保證了一定的生態凈化的功能，又能同樣保持全斷面干作業環境；但實施過程中需額外設置導流管渠，增加了造價，也一定程度上造成施工不便。同時導流管渠流量小，只能保持基本的連通功能，若需滿足較大的流量，成本可能會劇增。此外，此種方式導流管渠與圍堰連接處也會承受額外的水力壓力，因此對圍堰的形式有較高的要求，圍堰成本相對較高。

3.沿岸分段圍堰

當水域較為寬廣，日常流量較大或防洪要求較高，無法對水域實施全斷面截流時，可采用部分截流沿岸分段圍堰的方式進行施工。在保證治理施工工作斷面的情況下，合理分段設置圍堰，組織交替流水施工，逐段推進。如下圖所示：

與方案二相同，該方案既維持了水系的連通，又相對較好的保證了生態凈化的功能，可最大限度的保持原有生態環境；同時相對較小的圍堰面積也可減少抽排水的工作量。但本方案無法實施治理點位的全斷面施工，需要分段施工故而增加了施工工期。另外由于分段施工的固有特性，施工質量難以保證，圍堰新建和拆除的工程量也較大，將會增加額外的成本。此種圍堰迎水面所承受壓力也較大，因此對圍堰的筑堰有較高的要求。

三、圍堰形式及導流管渠選擇

圍堰工程的主要作用是隔斷水體為后續施工創造條件，同時堰體也可作為施工便道使用。因此堰體需具有相當的穩定性和承載能力，如何避免圍堰在施工中發生坍塌、管涌、沉陷等安全風險是修筑圍堰的關鍵。根據項目特點、水文環境、當地資源及項目周邊情況，圍堰可選用鋼板樁（土芯墻）圍堰、土（石）圍堰、土袋圍堰、預制混凝土結構圍堰等形式。導流管渠可利用天然管溝溝渠，也可掘挖導渠導洞或采用成品拼裝管溝。

四、圍堰與導流施工的注意事項與應對措施

1.圍堰運行過程的監測、維護和保養

圍堰堰體修筑完畢后到堰內施工完成堰體拆除期間需要隨時對堰體進行監控，以及時對可能出現的位移或形變做出應對措施。同時需備足防汛、搶險應急機械、材料、器具，制定搶險應急預案，安排專職人員對圍堰安全全天侯值班。

圍堰填筑完畢后或拆除之時，堰內抽排水或注水過程中可能造成內外壓力失衡，影響堰體穩定性。在排水期間，須嚴格控制降水引水速率，加強圍堰變形觀測，防止排水過快造成堰體滑坡，若出現險情立即停止降水，并對堰體進行加固工作；在堰體拆除前，制定合理的拆除方案和施工順序，拆除時，緊密觀察圍堰狀態，確保施工安全，同時也對堰內施工的成果提供保護。

2.水位超限應對措施

當出現持續性降水天氣，且水位可能超出設計水位時，須立即結合近期天氣預報和現場實際情況對施工圍堰進行加寬、加固和加高。

汛期施工時，圍堰在遭遇超出設計水位的洪水沖刷下可能發生集中滲漏、局部坍塌等險情。若滲漏發生在迎水側，應找出滲流進水口，并及時堵塞以截斷滲水來源。若滲漏發生在背水側，則宜采用反濾材料對滲漏處進行壓填，降低水流流速同時延緩圍堰土料的流失，防止險情擴大。此外也可采用蓋堵法對圍堰滲漏部位進行搶護，采用篷布蓋堵，再用土袋或石渣袋拋投壓腳，直到斷流為止。

圍堰出現局部塌方時，及時對塌方范圍拋填塊石進行修補完善，恢復圍堰斷面尺寸，防止圍堰斷面減小、險情擴大。在汛期或梅雨季節，為保證成功度汛，可考慮暫停施工，將現存圍堰作為過水圍堰保留；待汛期過去水位下降后，再行對堰內進行清理并重新組織圍堰加固。當發生上游來水或罕見降雨可能導致超圍堰設計防洪水位、出險險情時必須發布緊急撤離通知，對在圍堰及基坑內施工的所有人員及設備進行緊急轉移，以安全為第一保證。

五、結語

圍堰與施工導流方案的選擇直接影響著項目施工的整體部署，在城市河湖港渠治理施工前應詳細調查并進行充分論證，周密地考慮可能遇到的各種情況，制定切實可行的方案后再進行具體實施。在實施前，提前制定監測方案，做好應急準備，保證安全的同時高效地完成城市河湖港渠的修復治理工作，為城市的水體保護和環境修復提供技術保障，也為城市現代化建設添磚加瓦。