暗渠在城市排水防涝工程中的应用

孟 宇

(辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110003)

随着暴雨等极端天气的增多，加之老城区排水防涝基础设施改造滞后，应急管理能力不足，沈阳市内涝问题日益突出，严重影响了城市运行和市民生产生活。

为保证沈阳市区排水防涝安全，沈阳市委、市政府开展了为期三年的沈阳市排水防涝补短板行动，通过疏通现有排水管道、改造泵站、提高下游出口北运河排水能力等，缓解市区排水压力，其中提高下游出口的排水流量是排水防涝补短板行动一期工程的重点和难点。

1 工程概况

根据城市排水需求，北运河渠首三面闸排水流量要从21m3/s提高到72m3/s。通过对现有沟渠过流能力评估，要求改造后的三面闸下游南、北干渠排水流量分别达到34、38m3/s，而现状南干渠下游排涝能力只有11m3/s，经过深入研究探讨，在丁香湖位置对南干渠进行分流，分走流量23m3/s。

丁香湖位于沈阳市西北部，占地总面积为4.1km2，其中水域面积3.1km2，是沈阳市区内最大的城中湖，是市民休闲、娱乐、旅游的重要聚集地之一。

2 工程布置

为减少征占地和对周边环境的影响，设计阶段对南干渠排水流量分流方案进行了大量的研究，选择3个方案进行比选，详见表1，东、西两条暗渠位置如图1所示。

表1 三种分流方案对比表

图1 丁香湖东、西两条暗渠排水路线示意图

通过3种方案的对比，方案2对现状丁香湖公园景观造成破坏，短期内难以恢复，对公园影响较大，因此不被采用；方案3对湖区污染风险较大，一旦污染湖水，对周围环境和百姓生活将带来严重影响，同时和国家倡导的青山绿水政策不相符，因此也不被采用；方案1虽然在投资上有所增加，但在公园景观不被破坏的前提下，还能利用暗渠建成后的平台进行景观再规划，增加了丁香湖的娱乐、休闲、景观效益，综上考虑，南干渠分流采用丁香湖暗渠西线方案。

3 分段分区设计方案

丁香湖暗渠西线工程设计排水流量为23m3/s，新建暗渠全长3333m，沿丁香湖西侧岸边布置，进口位于南干渠，进口设置节制闸，进口底高程为38.13m，暗渠于桩号1+290至1+340处穿越沈阳三环高速，于桩号3+160至3+333处穿越丁香湖公园，与八家子排干相连接，出口底高程为36.87m。暗渠工程主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。

结合排水线路的现状和复杂的地形结构和已建工程情况，将暗渠分成过路段、标准段和桩基段，分段分区研究设计方案。

过路段暗渠桩号：0+000～0+100、3+120～3+184.52，共计164.52m，断面净空尺寸为B×H=5.0m×1.7m，双孔结构钢筋砼整体现浇暗渠，顶板、底板、边墙及中墙厚0.45m。过路段暗渠底地基承载力不得低于160kPa。过路段暗渠汽车通行限重20t，工程建成后，应设置限重标识。

标准段暗渠桩号：0+100～0+460、1+090～1+340、2+230～3+120、3+184.52～3+333，共计1648.48m，断面净空尺寸为B×H=5.0m×1.7m，双孔结构钢筋砼整体现浇暗渠，顶板、边墙及中墙厚0.4m，底板厚0.45m。标准段暗渠底地基承载力不得低于120kPa。标准段暗渠汽车通行限重5t，工程建成后，应设置限重标识。

桩基段暗渠桩号：0+460～1+090、1+340～2+230，共计1520m，断面净空尺寸为B×H=5.0m×1.7m，双孔结构钢筋砼整体现浇暗渠，顶板厚0.35m，底板及边墙厚0.4m、中墙厚0.5m。

4 技术难题解决方法

4.1 基础处理方法

本工程的实施难度在于基础处理，由于丁香湖西侧沿线地形复杂，丁香湖是由采砂形成的深坑，边坡多为采砂后留下的碎石，并且湖底较深，这样的边坡不容易稳定，多会出现滑坡现象。考虑到地基沉降和边坡稳定的影响，选取桩基础和抛石+回填山皮石方案，既节省了投资又能保证工程的安全。

对于暗渠基础布线下岸坡较浅的位置，采用抛石+回填山皮石基础处理方案，本方案是先进行抛石，抛石至施工期水位线以上后，再进行碎石回填，填筑至基础设计高程，其具体施工方法：采用推土机和挖掘机配合进行抛石，方法为进占法。用自卸汽车将石料运至抛投现场，先用挖掘机进行抛投至水面以上0.5m，然后由推土机将细骨料推平嵌缝，采用振力不小于40t的重型压路机碾压6～8遍。填筑压实后进行沉降检测，采用沉降观测法，以重型振动压路机压实，当压实层顶面稳定、无轮迹，可判为密实状态。在检测段选择检测点，用白灰做出明显标记，先记录初始高程，然后用压路机振动压实2遍，再观测检测点的高程，如沉降标准差小于3mm，可判定沉降稳定，沉降满足要求。沉降观测检测点的布设参照JTG F10—2006《公路路基施工技术规范》之填石路堤执行(即每40m检测一个断面，每个断面检测5～9点)。检验合格后方可填筑碎石。如检验后不符要求，查明原因，挖除重新抛填或继续碾压，直到合格。

对于暗渠基础布线下岸坡较深的位置，采用桩基础设计方案，本方案先进行基础回填，回填料为粗砂，填筑至基础设计高程后，满足设备进场要求即可，然后进行钻孔、浇注灌注桩。

4.2 实施难题解决方法

在工程建设过程中，桩号为0+450～0+480段出现基础压实困难的情况，施工期间对本段回填了大量块石，但仍出现基础稳定性差、沉降量大的情况，施工单位针对此次事件，首先对本段进行强夯处理，经过2次全区域强夯处理后，基础仍然不稳定、沉降量大，通过现场再次测量，发现现状岸坡陡并且湖底很深，回填块石多滑向湖底，如继续填筑块石，回填量很大，因此针对此段进行了变更，基础形式更改成桩基础方案，确保了暗渠的稳定性和安全性，其余段在施工过程中未发现异常。通过工程的实施，验证了暗渠基础制定的方案是合理可行的。

5 结语

丁香湖暗渠于2018年年底建设完成，是目前辽宁省规模最大的城市排水暗渠，利用暗渠顶部建设的城市慢行道，为人们提供了休闲、嬉戏的场所，暗渠已成为丁香湖景区的又一道风景线。丁香湖暗渠工程解决了南干渠分流问题，增加了下游出口的排水能力，为城市排水防涝治理工程提供了新思路。文章侧重研究了暗渠在城市排水防涝工程中的应用，根据排涝区域的实际特点，制定符合区域规划的解决方案，对城市的未来发展提供基础条件，该研究成果可为类似工程的设计、施工提供参考和借鉴，对暗渠运行管理、后期维护内容涉及较少，还有待进一步研究。