城區(qū)河道典型病害及處理方案探討

馬驥騰

（合肥市市政設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230041）

隨著城市發(fā)展的日新月異，城區(qū)逐漸擴展，城市基礎設施擠占河道空間的同時，人類社會活動也對堤防造成破壞，導致河道防洪排澇的能力大大減弱。因此，保障沿河人民生命財產(chǎn)安全，對城區(qū)河道病害的治理迫在眉睫。

1 工程概況

南淝河古稱施水，全長42km，總流域面積1464km2，古人依水而居，在南淝河與東淝河交匯處形成了一座城市——合肥。合肥市歷經(jīng)千年的發(fā)展，已與南淝河交織相融，南淝河中段穿城而過，流經(jīng)四個主要城區(qū)后匯入巢湖。自1984 年來，為配合城市發(fā)展，南淝河經(jīng)歷多次綜合整治及提升改造，也遭受了數(shù)次洪水的洗禮。

2020 年汛期，合肥市遭遇長時間暴雨，導致南淝河及巢湖水位快速上漲，達到百年一遇洪水標準。南淝河堤防及沿河防洪設施出現(xiàn)多處險情。大汛過后，合肥市及時開展了南淝河堤防除險加固工程（以下簡稱本工程），結合汛期出現(xiàn)的問題，全面查找南淝河城區(qū)段堤防及沿河構筑物存在的病害，徹底排除安全隱患，保障沿河兩岸及全市人民的生命財產(chǎn)安全。

本文結合主城區(qū)河道日常運行中經(jīng)常遇到的問題及汛期集中暴露的問題，對病害進行歸納總結，主要包括河道堤防病害及沿河構筑物（排澇泵站、管網(wǎng)等）病害兩個類型，并針對典型病害提出處理方案。

2 堤防典型病害分析及處理方案

主城區(qū)河道蜿蜒曲折，堤防建設年份各不相同，形式多種多樣，堤后建筑物距離非常近，甚至很多房屋依托防洪墻違章搭建，情況非常復雜。在汛期洪水到來時，也暴露出堤防滲漏、擋墻缺失等問題，亟需汛后加固改造。

2.1 防洪封閉圈

隨著社會發(fā)展，部分建、構筑物侵占防洪封閉圈（防洪墻）內(nèi)側(cè)堤頂空間進行建設，導致其地坪低于百年一遇防洪水位，存在較大的防洪風險。

本工程結合堤防和已建防洪墻的形式，以及城區(qū)河道特點進行加固改造。新建防洪墻下部采用鋼筋混凝土懸臂式擋墻，頂部70cm 防浪墻采用鋼筋混凝土立柱+高強度玻璃欄板形式，在保證結構安全可靠的基礎上增強了視覺通透性，為周邊居民營造輕松、舒適的生活環(huán)境。

2.2 堤防滲漏

由于堤防建設年代較早及河道景觀綠化要求等原因，大部分城市河道堤防未達到堤防設計規(guī)范要求，在堤身范圍內(nèi)種植了大量樹木，樹木根莖發(fā)育造成堤防土體出現(xiàn)空洞。汛期高水位差情況下，出現(xiàn)大量滲漏、管涌等險情。

本工程擬在堤身采用截滲墻，截斷堤身中存在的滲漏通道，防止此種病害的產(chǎn)生，有效解決堤防滲漏問題。可供選擇的方案有高壓擺噴截滲墻、高壓旋噴截滲墻兩種。高壓擺噴截滲墻施工造價較低，施工較為簡單，但成墻質(zhì)量難以控制；高壓旋噴樁咬合施工造價較高，但成樁效果較好，成墻質(zhì)量易控制，易于檢測。由于南淝河堤防等級為1 級，故采用可靠性更高的雙排高壓旋噴樁咬合截滲墻方案。

2.3 一級擋墻及堤腳破壞

南淝河主城區(qū)段護岸形式為：下部為漿砌石護坡，水面以上中部為素混凝土擋墻及巡檢平臺，上部為漿砌石護坡。由于建設年代久遠，堤腳漿砌石護坡及素混凝土擋墻經(jīng)受長時間沖刷及船只撞擊等原因，產(chǎn)生老化破損，直接影響護坡及堤頂?shù)缆返陌踩叫杓庸獭Ａ硗夂拥赖娜粘Ｇ逵贋榉乐箵鯄μc河岸保持一定的安全距離，導致部分段落淤積嚴重，枯水期淤泥裸露，觀感極差。

本工程擬加固漿砌石護腳及混凝土擋墻，由于擋墻位于水下，如采用拆除重建方案，則需打設鋼板樁圍堰，降水后在圍堰內(nèi)施工，工序復雜且侵占河道，對周邊環(huán)境影響較大。

另一方案為保留現(xiàn)狀漿砌石坡腳及擋墻，在墻前密打直徑600mm 預制波浪樁進行支擋。波浪樁采用船只運輸及打設，工序較為簡單。在保證擋墻及護坡整體安全的同時，清淤船只可靠近岸邊清淤。同時對檢修平臺進行提升改造，提升南淝河整體景觀品質(zhì)。

本工程選用預制波浪樁方案，見圖1。這種大規(guī)模的水上施工波浪樁是在重要河道工程中的首次應用，在實際施工中，由于施工人員不熟練，也遇到了樁體咬合、樁后細石混凝土澆筑困難等細節(jié)問題，但經(jīng)總結與調(diào)整，施工難題得到解決，施工完成后安全與景觀效果均達到設計要求。

圖1 波浪樁加固方案圖

3 防洪構筑物典型病害分析及處理方案

汛期過程中，由于河道高水位運行，暴露出沿河排澇泵站滲漏、防洪閘門關閉困難、管網(wǎng)滲漏等諸多問題。在防汛關鍵時刻，一旦防汛設施無法正常工作，極大可能引起周邊地塊積水內(nèi)澇，造成人員與財產(chǎn)重大損失。

3.1 排澇泵站變形縫止水失效

變形縫滲漏是市政排澇泵站普遍出現(xiàn)的典型病害形式，主要原因是變形縫止水等級較低，多采用橡膠止水，長期使用易破損老化失效。其中泵站泵池與壓力出水箱涵間的止水失效情況最為嚴重，此位置兩側(cè)基底高差較大，如施工回填土質(zhì)量控制不到位，兩側(cè)結構間的不均勻沉降非常容易將橡膠止水拉裂，變形縫處結構錯開造成大量涌水，影響排澇泵站運行。

針對因變形縫老化失效造成局部滲水，裂縫寬度較小的病害，本工程保留主體結構，汛期增設環(huán)向可拆卸式止水帶進行臨時封堵，汛后采用結構縫表面封閉、縫內(nèi)環(huán)氧樹脂膠液或聚合物水泥砂漿壓力灌注方式進行永久加固。

針對發(fā)生不均勻沉降導致結構錯開的病害，本工程采用在汛后開挖破除連接處的壓力箱涵進行整體性修復的方案：首先在破壞段下部打設灌注樁形成樁基礎，重新澆筑上部壓力箱涵連接段并提高此處止水等級，采用紫銅片止水；在變形縫外側(cè)新增環(huán)形鋼筋混凝土抱箍，增加變形縫處箱涵整體性和抗變形能力。止水帶臨時處理方案見圖2。

圖2 止水帶臨時處理方案圖

3.2 增設防洪事故閘門

由于部分排澇泵站建設年代較早，排入南淝河的出水箱涵或管道臨河側(cè)未設置防洪事故閘門，導致汛期高水位的情況下，泵站無法進行檢修。部分建筑物雖設置了閘門井，安裝了閘門，但因河道建設發(fā)展及防洪標準提高的原因，閘門高度已低于百年一遇水位，需拆除重建。

本工程對沿河排入南淝河的管涵進行全面排查，對老舊管涵新建鋼筋混凝土閘門井，井內(nèi)設置平板鋼閘門并配置手電兩用啟閉設備，保證高水位情況下順利啟閉。

3.3 管道滲漏

合肥的汛期也是梅雨季節(jié)，頻繁暴雨造成城市內(nèi)澇的一個重要原因是雨污水管道損壞嚴重。長時間滲水掏空了道路下方土體，導致道路塌陷及人員傷亡。這些管道大多位于老城區(qū)，道路狹窄，周邊建筑密集，地下管線錯綜復雜，有些管道埋深很大，傳統(tǒng)的開挖修復方法基本無法實施。本工程采用非開挖修復方式進行修復，具體措施包括：管道內(nèi)側(cè)采用CIPP 材料內(nèi)襯壁修復，裂縫采用環(huán)向不銹鋼雙脹圈加固，管道外側(cè)土體采用注漿封閉滲漏通道。

4 結論

本文結合合肥市南淝河在日常運行及2020 年汛期出現(xiàn)的典型病害，充分分析病害形成的原因，并提出可靠、經(jīng)濟的加固處理方案，方案的合理性已在實際施工中得到驗證。目前本工程已竣工并在后續(xù)運行中發(fā)揮良好效果。本工程的經(jīng)驗可為同類型河道堤防及沿河構筑物的加固改造提供有益的參考與建議