穿地块雨水箱涵积涝问题分析

常 迪 （合肥市规划设计研究院，安徽 合肥 230041）

0 前言

解决历史遗留的积涝点，提标雨水主排系统可大大减少雨水箱涵穿越的小区及周边学校、工业企业区域的雨天积涝现象，必将大幅提升居民居住舒适度和整体生活水平。

1 项目背景

庐阳工业园荣城花园小区（南苑）的积涝问题由来已久。该小区地势较低，上游汇水面积大，每遇暴雨天气，小区经常积涝，一楼住户经常受淹。区域的主要排水箱涵建设于小区道路下，当时排水建设标准低。为了解决居民的内涝问题，《合肥市城市内涝治理二期工程》中按照三年一遇的排水标准重新改建了下游箱涵出口，新建了铁路过水涵B6500H2000。内涝治理工程实施在即，将解决出口箱涵高程和断面较小的问题，可以减小荣城花园积涝的频率，但没有彻底消除荣城花园积涝的隐患。

2 现状分析

2.1 荣城花园雨水箱涵系统分析

荣城花园小区及周边道路现状管网建设年代较早，现状箱涵B2600H2000，自连水路与灵溪路交口，南经耀远路、凌湖路，进入荣城花园（南苑）小区。后沿着小区内道路穿越围墙后变为双孔B4500H1500箱涵，如图1。通过铁路涵，进入阜阳北路雨水箱涵，最终进入板桥河。荣城花园现在的主排箱涵尺寸小于内涝治理工程要新建的B6500H2000的钢筋混凝土箱涵的一半，而且其上游区域如清河路、连水路、耀远路、淮北路也存在易涝点。

灵溪路上现状箱涵位于快车道上，道路西侧，距离中心线约3.75m，荣城花园小区内，箱涵基本完全位于小区道路下，见图1。

图1 现状箱涵路线示意图

现状管网当年的设计标准为重现期1～1.5年(暴雨公式m取2）。按照室外排水规范（2016版），现状管网重现期已经不足一年一遇。现行《合肥市城市排水（雨水）防涝综合规划》保留箱涵并沿灵溪路、淮北路新建雨水箱涵B3000H2000—B4500H2000一道。

2.2 雨水箱涵结构现状

经调阅设计资料，该箱涵为2006年设计，箱涵侧墙为砂浆砖砌体结构，顶板为钢筋混凝土板及预制盖板结构，底板为钢筋混凝土结构。

根据《灵溪路雨水箱涵结构安全检测报告》，现状箱涵存在病害可从三个方面进行考虑，一是可见的外观病害，二是通过各种检测方法检测到的结构本身存在的强度、稳定性及耐久性问题，三是箱涵所处的环境对其耐久性的影响。

2.2.1 现状箱涵存在的外观病害

①顶板混凝土受侵蚀、剥落、露筋、钢筋锈蚀，纵向开裂；

②顶板、侧墙混凝土裂缝及渗水；

③砖砌侧墙局部破损，砂浆脱落，墙体表层存在大量结晶物，过往排水洞口封堵处砌筑质量较差；

④涵体变形缝接缝不严，开裂渗水。

2.2.2 现状箱涵结构存在的问题

①顶板混凝土抗压强度普遍低于设计值，按现场检测结果推定的顶板混凝土强度等级在C20～C30之间均有分布；

②侧墙砌筑砂浆及砌筑砖抗压强度较低，砂浆抗压强度按照检测结果推定等级小于M2.5，砌筑砖抗压强度按照检测结果推定等级均低于MU7.5，存在安全隐患；

2.2.3 现状箱涵所处环境

现状箱涵部分位于灵溪路车行道下，埋深较大，覆土约在1.458～4.872m之间，部分位于荣城花园小区内主路下，覆土约在1.232～2.565m 之间。

3 改造方案研究

3.1 相关道路分析

灵溪路、清河路、连水路、耀远路、凌湖路规划红线均为30m，15m快车道已经建成，规划的7.5m人行道现状已按2～4m建成。清河路、耀远路南边两侧规划有10m绿线，连水路南边两侧规划有15m绿线，灵溪路随路段不同单侧或两侧设有绿线。灵溪路为工业园区重要的南北方向次干道，交通量较大。

3.2 系统方案比选

方案一：现状灵溪路快车道的箱涵破除新建，同时在另外半幅车道新建B3000H2000—B4500H2000箱涵进入将实施的B6500H2000箱涵。进入小区后，小区内现状箱涵因空间有限原位破除新建，在小区原位新增B6500H2000箱涵。

方案二：不再利用灵溪路与荣城花园小区交口的凌湖路穿地块箱涵，让外水不再进入小区，自凌湖路口沿灵溪路新增雨水主管至淮北路，接入将实施的箱涵。在箱涵进入小区前为实现雨水提标，在灵溪路西侧绿线内顶管新建雨水管道。

考虑到现状箱涵位于市政道路快车道下和荣城花园小区道路下，埋设较深，如破除将极大的影响小区和道路交通出行，对箱涵的改造主要利用内部加固，少数局部顶板开裂处破除更换。

方案比选如下表所示。

经综合比选，为减少对居民和企业的影响，节约工程造价，本次推荐方案二。

3.3 管网提标方案

雨水提标工程按照内涝治理工程的三年一遇重现期进行计算，自清河路至淮北路由北向南沿灵溪路增设提标管道。结合周边三处积涝点，清河路自道路相对最低点积涝点处改造雨水管，连水路自低点处北侧绿线内增设提标管，淮北路自铁路涵积水点改造，耀远路最低点处增设雨水口，如图2所示。

图2 雨水改造系统图

管网提标方案自北向南，为以下几个路段：

①清河路（灵溪路以西)：此段汇水面积约 13.5hm2，设计流量 2.3m3/s，而现状仅为d500管径，积涝隐患大。现状雨水管沿清河路向东穿越岗地排放，若维持原走向，因距离排口较远，提标近期无法解决。本工程顺应现状地势，将清河路西侧雨水沿灵溪路向南截流，出口随本工程一次解决。因现状道路为沥青道路，四十五中工业园校区距离交口不远，为减少道路开挖和对学校交通的影响，为清河路设计双排雨水管道，北侧d1400，南侧d1000，过路顶管实施。

②灵溪路（清河路至连水路）：在道路西侧现状绿线（高压走廊）内新建顶管d1600。

③连水路（灵溪路以西）：此段道路相对最低点处汇水面积97.8 hm2，设计流量12m3/s，连水路现状d2000雨水管通行能力约5m3/s，本次规划路北新增d2200雨水管道一道。新建管位位于道路中心线北约20m处绿线内。连水路最低点处雨水口加密并改造雨水口连接管。

④灵溪路（连水路至耀远路）：连水路交口其上游汇水面积约121.9 hm2，设计流量15.1m3/s，耀远路交口上游汇水面积约152.4 hm2，设计流量17.16m3/s，现状箱涵加固后经计算新增d2200管道即可满足要求，顶管实施。

⑤灵溪路（耀远路至凌湖路）：此段西侧新建的d2200管道主要在现状人行道上支护开挖施工。凌湖路交口北，纳入凌湖公园的溢流管1000x1200（来源物探）。经核算凌湖公园汇水面积约14hm2，水域面积（扣除小岛 1.1 hm2）约6.5 hm2，陆域 7.5 hm2，设计纳入最大流量约2.1m3/s。凌湖路交口上游汇水面积约 173.4 hm2，设计流量 18.1m3/s，现状箱涵加固后新建d2600管道，可以将上游所有雨水截走，箱涵来水不再进入荣城花园小区。荣城花园小区箱涵分流后现状箱涵加固后仍满足现行雨水标准。

⑥灵溪路（凌湖路至淮北路）：刘冲路交口上游汇水面积约179.3 hm2，设计流量约18.1m3/s，为顺利避让淮北路路口现状供电排管、燃气管道等，在红线外开挖施工d2600-B5000H1500（淮北路交口）至已设计B6500H2000箱涵。

⑦淮北路（灵溪路以东）：淮北路最低点处为单箅雨水口，雨天易积涝。本次将雨水口加密，并增设雨水管道d600一道，加大现状d1000出口为d1400。

?

⑧耀远路（灵溪路以西）：最低点处在荣城花园北苑的南出口附近，为单箅雨水口，雨天积涝。本次改造最低点雨水口，并为耀远路预留提标管道。

3.4 箱涵加固方案

维修加固以尽可能减少开挖工作面、减少对周围的影响和投资以及施工方便为原则。在灵溪路快车道箱涵上进行路面开挖加钢板桩支护形式开挖投料口和工作坑。现状检查井井筒作为施工期间的强制通风口使用。

针对现状箱涵存在病害等级及病害位置，箱涵维修加固措施主要采用了如下几种方法。

3.4.1 箱涵盖板加固

针对箱涵盖板为预制钢筋混凝土结构，顶板纵向开裂、混凝土局部剥落、钢筋锈蚀相对严重以及快车道下、小区内覆土较浅段，通过对盖板的加固，提高其承载能力，增强其耐久性。加固方案钢绞线网片——聚合物砂浆外加层加固箱涵预制盖板。在清理混凝土和钢筋外观病害后，在盖板底部施加预张紧钢绞线网片——聚合物砂浆面层加固技术，使钢绞线网片通过粘合强度及弯曲强度优秀的渗透性聚合物砂浆附着，与原本的混凝土形成一体，共同承担荷载作用下的弯矩和剪力。

3.4.2 自密实微膨胀混凝土侧墙加固

针对箱涵侧墙为粘土砖砌体且存在安全隐患的涵段，砌筑砂浆及砌筑砖抗压强度较低（砂浆抗压强度均低于5MPa，砖抗压强度均低于 7.5 MPa），在原砖墙内侧浇筑20cm自密实微膨胀混凝土墙，与原侧墙共同受力。详见图3。

3.4.3 顶板纵向开裂加固

对顶板纵向开裂的区段涵洞采用MU15砌体填实（此段主要为现状箱涵进入小区前的一段，位于绿线内，新建涵洞分流后，该区段已不再承担排水功能）。

图3 自密实微膨胀混凝土侧墙加固

3.4.4 顶板纵向开裂加固

对部分破损严重，加固困难的预制板盖板开挖更换为现浇钢筋混凝土盖板。

另外，箱涵加固还进行了混凝土破损修补、露筋缺陷修补、混凝土裂缝修补、渗漏点封堵、变形缝修补、砖砌侧墙修补、脱落的砖砌侧墙抹面等维修加固设计。

4 总结

本工程首先梳理了箱涵沿线的积涝点，按照现行标准将全线箱涵提标，大大缓解荣城花园及沿线市政道路相关的积涝问题。本工程实施后，小区积涝问题没有再出现。因原始地势较低，小区内埋设有市政主排箱涵，市政快车道下埋设箱涵的案例在城市中是普遍存在的。本文为解决类似的小区积涝问题，非开挖修复箱涵提供了一种思路，可为类似工程设计提供参考。