虹桥交通枢纽周边水系综合整治工程研究设计

许 智 泓

(1.中船第九设计研究院工程有限公司,上海 200063; 2.上海海洋工程和船厂水工特种工程技术研究中心,上海 200063)

近年来随着国民对生活质量要求的不断提高，城市生态水系的综合整治越来越受到关注。在近一段时间内，相继推出一大批水系整治项目，虹桥交通枢纽周边水系(蟠龙港、北横泾、华漕港)整治工程就是其中最具代表性项目之一。

本次整治工程包括蟠龙港、北横泾和华漕港三条河道，位于闵行区华漕镇，属虹桥交通枢纽地区水利规划范围内。虹桥综合交通枢纽地跨长宁区西部地区和闵行华漕镇东部地区，是上海继洋山深水港后的一项重大市政工程，也是迄今为止世界上最复杂的一个综合交通枢纽。其建设规划目标是建成高速铁路、城际和城市轨道交通、公共汽车、出租车及航空港紧密衔接的国际一流的现代化大型综合交通枢纽。规划功能定位是利用枢纽优势，适度发展现代服务业，更好地服务长三角、服务长江流域、服务全国。

1 工程概况

1.1 水文

本工程在行政区划上属于闵行区，同时本工程又位于水利控制片淀北片内，河道除涝最高水位为+3.80 m，突击预降水位+2.00 m。本次河道设计控制高水位取+3.80 m，常水位约+2.50 m～+2.80 m，设计低水位取+2.00 m。

1.2 工程规模

本次水系改造工程的范围见表1。

表1 水系工程范围表

本次河道整治工程内容包括河道护岸、疏浚、绿化工程、防汛通道等。河道断面按虹桥枢纽地区水系规划的相关要求进行设计，设计断面不小于规划规定的河道最小控制断面。根据规划本次三条整治河道规划河口宽度为60 m，规划河底高程为-1.00 m，规划河底宽度为30 m。

1.3 工程地质

拟建场区浅部素填土一般厚1.4 m～2.0 m，局部较深，主要以灰褐色粉质粘土为主；约1.4 m～3.5 m段分布的是第②层褐黄色、灰黄色粉质粘土，场区内普遍分布；地表下约3.5 m～终孔16.0 m深度范围内为第③层，④层灰色淤泥质粘性土层，其中大部分地段在第③层土中约5 m～8 m段或其底部分布有③t层灰色砂质粉土透镜体，该层透镜体呈松散状，属轻微液化土层。

2 工程布置及主要建筑物

2.1 主要建筑物设计标准

1)工程等级：本次整治河段周边区域人口相对比较集中，经济发达，且为通航河道。按SL 252—2000水利水电工程等级划分及洪水标准的有关条款规定：河道整治定为Ⅲ等工程，主要建筑物属3级水工建筑物。

2)除涝标准：本次整治河段位于闵行区虹桥交通枢纽周边水系内，根据上海市防汛手册，淀北片排水标准采用1963年型雨型，相当于二十年一遇的最大24 h面雨量192.9 mm。规划除涝标准下除涝最高水位+3.80 m，相应防汛标高为+4.50。

3)抗震标准：根据国家标准GB 18306—2001中国地震动参数区划图，本工程区处于地震动峰值加速度0.1g区(相当于原地震基本烈度为7度)。

2.2 工程总体布置

本次设计所确定的河道走向与平面布置均按满足水利规划的水系布局。本次河道均为航道，为防止船行波对护岸冲刷，本次河道大部分采用半直立式挡墙结构。同时为结合景观文化建设，在北翟路附近设计了亲水平台以方便游人观赏。

本工程蟠龙港北接北横泾水闸，南到北翟路。由于考虑河道与水闸有效结合，出闸水流平缓，减少水流对两岸的冲刷，故水闸周边的河道岸线转弯圆顺，河口宽度由小逐渐变大。

2.3 河道断面设计

2.3.1 设计原则

1)河道断面及护岸结构应符合规划要求；

2)河道断面满足规划过水断面面积和蓄水面积；

3)护岸结构满足稳定、安全要求，施工方便，经济合理；

4)护岸结构体现自然，满足景观和亲水需要。

2.3.2 河道断面型式

根据河道工程总体布置原则及规划断面要求，在满足规划河口宽度的基础上，考虑沿岸实际地形、两岸建筑物、工程目标，以及河道的功能，特别是防洪、排涝、景观、通航等功能，确定河道断面型式。具体考虑如下：

设计常水位2.50 m～2.80 m，设计高水位3.80 m，设计低水位为2.0 m。由于3条河道均有通航要求，故在船行波影响范围内重点防护。重点防护段内采用半直立式挡墙或护面结构抗冲刷。在重点防护段以上采用草皮护坡,以增加护坡的生态性和亲水性,节省造价,土坡的防洪高程满足4.50 m标高要求。

根据上述分析，设计考虑如下三种河道护岸结构型式。方案一为浆砌块石挡墙护岸，从河底放坡至+2.40 m，设置平段及直立式挡墙，墙顶标高为+3.50 m，墙后设缓坡至地面标高见图1。方案二为高强嵌锁块挡墙结构，从河底放坡至标高+2.40 m，设置直立式挡墙，墙顶标高为+3.50，再以1∶2.00放坡至河岸标高见图2。方案三为绿化混凝土护面斜坡式结构，在河底以1∶3.0放坡至标高+1.50，设置400×500钢混凝土导梁，再以1∶2.5放坡至河岸标高，在标高+1.50至标高+3.50之间，设置绿化混凝土护面结构,见图3。

本工程三个方案结构形式比较如表2所示。

表2 护岸结构方案比较一览表

本工程三个方案结构形式均是可行的。其中方案三虽景观、生态优于方案一和方案二，但是绿化混凝土中的绿化成活率较低；植物根茎在未深入绿化混凝土以下的土层时，将影响绿化混凝土的抗冲刷能力；并且绿化混凝土在市场上供应的规模不是很大；另外，根据设计了解，绿化混凝土有时会出现在无外力作用下自行碎裂的现象，同时为保证工程能实现干施工，围堰措施费会比方案一、方案二要大，故本工程不采用方案三。方案一及方案二均为半直立式挡墙结构，结构形式较类似。半直立式挡墙结构过水断面大，施工在水利工程中也比较成熟，北翟路以南蟠龙港、北横泾和华漕港三条河道护岸也采用的是半直立挡墙的结构型式。为了使河道的整体结构协调，使河道外观及结构有延续性，考虑到断面造价，本工程主要采用方案一浆砌块石挡墙方案。

2.3.3 护岸计算

边坡整体稳定验算。

边坡整体稳定计算方法采用瑞典条分法，按圆弧滑动面计算。计算工况选择设计低水位组合和特殊(地震)组合。计算结果如表3所示。

表3 河道边坡整体稳定计算成果表

综上，护岸整体稳定性满足规范要求。

2.4 疏浚工程

本工程全线按规划实施，在两岸护岸工程完成后，需对规划河道按设计断面进行开挖、疏拓，疏浚的坡度约为1∶3.5。设计在满足规划过水断面的前提下，根据河道周边环境，进行河道断面设计，保证岸线平顺连接。

2.5 绿化景观工程

设计中强调生态理念，因地制宜地选择优化乡土树种和水生湿地植物，通过水文循环、气候系统、食物链和能量交换来实现对水体的净化，达到近期与远期绿化效果的结合。过程中应该尽可能地保留河岸周边原有的高大乔木，并将其融入新的景观河道中。

3 结语

虹桥交通枢纽周边水系整治工程是上海内河建设史上综合性较强、功能较齐全并具有代表性的工程项目之一，具有航运、防洪排涝、水资源调度、景观和环保等综合效益。

虽然河道总长度较短，但集中了长江江南水网地区城市段河道的所有特点，突出了河道的景观性、护岸的亲水性，覆盖了航道、防汛通道、生态绿化等内容，在研究设计中取得了许多技术创新和有益的经验，可以为江南地区同类工程所借鉴。