古镇区河道设计关键技术研究

2022-08-12杨启功

黑龙江水利科技 2022年7期

杨启功

(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广州 510630)

0 引言

我国的古镇区分布十分广泛，古镇以其悠久的历史风貌和人文文化吸引众多游客对当地的旅游业发展有重要作用。古道西风瘦马，小桥流水人家，古镇中江南水乡古镇最为出名，江南地区自古以来水系分布密集，拥有众多湖泊河流，和北方古镇单一河道分布不同，江南地区往往河道密布，推开门便是河道，几千年来居民与水系密不可分，融为一体[1]。江南古镇地区水系构成要素众多，对其构成要素的研究颇多。徐晓黎研究了甪直古镇的水系的构成要素，并对其要素价值进行分析，明确了古镇区水系要素的重要性[2]。侯永禄研究了江南古镇水环境下的空间特征和组织架构，分析了其空间发展模式[3]。但这些对古镇的研究大都从建筑学角度或者历史角度进行分析，对于古镇水系中河道设计的研究却少之又少。古镇中的河道好比古镇的血管，激发古镇的活力，让古镇在历史的长河中历久弥新，不断迸发出新的生机。古镇河道的建设关乎着古镇的发展，文章就以江南地区某古镇的河道设计为基点，分析其设计要素，对关键问题进行研究分析，给出可供参考的工程建议和指导。

1 古镇区的工程概况

该古镇区位于江南地区，具有几千年历史，分布有大量水系，古桥和古巷，拥有丰富的建筑文化遗产。古镇周边均伴有水系，河道密布，河道两侧便是街道和建筑，是江南地区典型一河两街的布置格局。古镇中有数座古桥，造型大气古朴。近年来，国家对于古镇区的遗产保护越来越完善，传统对于古镇区的保护往往是采取不处理的一种保守式保护，静态地维持其平衡，缺乏主动的修复和处理[4]。古镇内许多民间住宅存在老旧破损、局部塌落等情况，且在古镇区由于以往开发时规划出现问题，导致违章改建和拆建等情况时有发生，对古镇的风貌造成了很大影响。时值十四五开篇之年，古镇区做好自身定位，为了有效地保护古镇区的文化风貌和物质遗产，重现古镇的活力，对古镇区进行了规划开发，旨在以开发刺激保护，形成良好的循环机制。古镇区河道是关乎古镇区良好风貌的关键一环，因此，古镇区的河道设计对古镇区的新规划尤为重要。

2 古镇区水系构成要素

要做好古镇区的河道设计，就必须对古镇区水系的构成要素进行详细分析，根据其特性和要求进行设计，从而更好地协调各个要素，让整个古镇区的河道设计整体性和和谐性更好。该古镇区水系的构成要素主要有古桥、驳岸、缆船石、河埠头、和两岸建筑物等。

2.1 古桥

古镇区内分布有大量古桥，造型别致，典雅大气，是古镇区一个非常特色的亮点。古镇中古桥的形式主要有两种，一种是单孔的石拱桥，另一种是平梁桥。单孔石拱桥的桥身多采用并列式拱劵法进行砌筑，骨料多采用花岗岩块石，桥体稳定坚固。平梁桥施工时多采用长条状的花岗岩条石平铺后铺砌而成，平梁桥的台阶同样采用条石堆砌而成，古桥的两侧桥墩均采用块石砌筑。典型的石拱桥和平梁桥见图1和图2所示。

图1 典型石拱桥(寿仁桥)

图2 典型平梁桥(正源桥)

2.2 驳岸

驳岸是限制河道流动范围的构筑物，传统的驳岸分为土坡和构筑物两种，土坡类型的驳岸可以增强整个河道的生态美，但是土坡式驳岸往往会占用河道或街道地面，空间占用率较高。构筑物驳岸结构类型又可以分为浆砌块石支挡结构和钢筋混凝土结构挡墙结构两种，两种都是竖直的结构形式，相较于土坡驳岸来说，空间占用率低[5]。浆砌块石砌筑而成的河道驳岸是采用水泥砂浆砌筑而成，结构本身的耐久性较差，适用于驳岸周边无构筑物荷载情况。而钢筋混凝土挡墙结构整体性较好，结构刚度大，挡墙施工完成后进行贴面石材处理，虽然施工较为繁琐，但是效果很好。古镇在河道设计改造前多处驳岸是土坡或者浆砌块石类型。

2.3 缆船石

在水系发达的古镇区，船只是一种常用的交通方式，古镇中沿河大小的缆船石有百余个，缆船石的样式大致可以分为三类：隐藏式、简易式和雕刻式。隐藏式缆船石往往隐藏在驳岸内侧，简易式缆船石往往造型单一，设计较为简单。雕刻式缆船石是在竖直的长条石上进行细致的图案雕刻，图案的种类丰富，老虎，如意，麒麟等外形精美，寓意深远，这种形式的缆船石不仅具有实用性，还有较高的文化内涵和艺术价值。

2.4 河埠头

河埠头的作用是方便居民取水，船舶停靠，可以说是古镇的小型码头，通常缆船石位置处设置有河埠头。河埠头常采用块石堆砌台阶而成，形式通常有四种：悬挑式、单坡落水型、双坡落水型、淌水型。古镇中各种形式的河埠头错落分布，形成了独特的空间布局。

2.5 两岸建筑

古镇中的两岸建筑都是临河而建，与水系融合协调，两岸的建筑物白墙在岁月的剥蚀下露出青砖，建筑物上方的青瓦更为古镇添了不少韵味，是古镇区建筑物靓丽的外衣。古镇两岸的建筑物大致有傍水而建和建筑物让出古镇街道两种形式。

3 古镇区河道设计关键技术

古镇区河道设计受其水系组成要素的限制，因此在河道设计中要充分考虑各要素，尽可能让各要素协调统一。

3.1 河道设计平面布局

古镇区内现存有风貌保护河道三支，根据有关规定，风貌保护河道段进行河道设计时要严格保护河道段，不能随意填没河道，扩建河道等，应严格控制河道蓝线在沿线的河埠头和驳岸范围之内，尽可能保持现状。因此，在这些风貌保护河道进行设计时，要严格按照有关规定进行改造，保护古镇区河道蓝线。

3.2 驳岸与古桥设计

古镇区内驳岸现行的改造设计大致分为两种，前文已对其进行简要说明，浆砌块石和钢筋混凝土挡墙结构各自有其适用性。古镇区河道进行设计时需要兼具工程经济性和实用美观性，对存在临近建筑荷载的河道段采用钢筋混凝土挡墙结构加贴面石材处理，贴面石材建议选用老石材进行处理，更能贴近古镇区历史风貌，在附近无构筑物的河道段设置浆砌块石砌筑驳岸，用砂浆进行处理即可。

古镇中存有大量古桥，由于桥体两侧的驳岸均为直立构造，因此桥体的墩台与驳岸的衔接需要做好处理，桥墩结构由于需要承受侧向的土压力，故而不能设计为传统的梁柱式结构，通常的做法是将古桥的桥墩设置为实体挡墙结构，一方面承担桥体荷载，另一方面起到挡土作用。承台和墩墙在水流侧的侧面应与两侧的驳岸墙身齐平，做好上下顺接，在承台墩台施工时要与驳岸基础同步进行。

3.3 河埠头设计

河埠头的用途广泛，居民在河埠头取水、洗衣、淘米，还能充当码头供做运输，私人用河埠头常设置在居民建筑后门侧，公用的河埠头往往在交通要道上，人流密集，古镇上现存的河埠头中私人用大多保存良好，公用河埠头受到较多破坏，亟待对其进行保护修复。河埠头分布最多的形式主要是外凸型和内凹型两种，这两种类型的河埠头见图3和图4所示。

图3 外凸型河埠头

图4 内凹型河埠头

外凸型河埠头的设计侵入河道中，对河道空间影响较大，且其构造会阻碍行船和水体移动。内凹型河埠不侵占河道空间，对古镇的地面空间影响较大。在古镇区进行河埠头设计时，考虑到部分河道段属于风貌保护河段，在这些区域进行河埠头设计时宜采用内凹型，对于河道宽阔且并不属于风貌保护段的河道，其河埠头设计宜选用外凸型设计，不对地面空间使用产生影响。

3.4 驳岸与建筑衔接设计

古镇区内大多河道的驳岸两侧建有建筑物或构筑物，建筑物的结构荷载直接施加在驳岸上，驳岸下的基础通常为木桩基础。建筑物之间大多是相互独立的，结构本身的强度和耐久性不高。建筑物与驳岸之间的关系可以根据两者之间的关系分为整体式和独立式两种。

整体式的设计一般要求建筑物的基础同时充当基础和河道驳岸，不仅承受上部结构荷载，也要起到挡土作用，承受水平向的侧向土压力，这种整体式的设计对结构的要求较高，对相关设计水平的专业性要求高，且整体性设计一般不适用于挡土高度过大的情况，要根据建筑物周边河道驳岸所需承受的挡土高度合理选择。

独立式设计的原理简而言之就是让建筑物与驳岸相互独立，互不影响。独立式设计的做法通常是设置一些伸缩缝，使得建筑物与驳岸不产生接触，驳岸不承受建筑结构荷载，荷载所引起的不均匀沉降对驳岸不产生不利影响。独立式设计通常是采用钢筋混凝土结构，某些临近河道的高层建筑，多采用钢筋混凝土桩结构。对于采用钢筋混凝土桩基础的建筑物，由于驳岸采取钢筋混凝土挡墙结构，故桩基础在施工时要注意不可对混凝土挡墙产生影响。对古镇区的河道驳岸设计时，考虑到河道较窄，驳岸施工可采用U型挡墙结构，使两侧驳岸的整体性更强，增强抗弯能力，U型挡墙结构示意图见图5所示。为了更好地增强河道的观赏性，驳岸挡墙在河道底部板上应设置网格状孔，使基底泥土层和水体联系更加自然。

图5 U型挡墙结构示意图

3.5 水体质量改进措施

古镇区的水体在多年缺乏管理和维护的情况下受到了大量污染，但该古镇区作为旅游名镇，拥有丰富的旅游资源，古镇街道里店铺林立商户众多，考虑到这一情况，在对河道水体进行水质优化改良措施选择时应尽量选择声音小，操作设备简单，对周边产业不会造成过大影响的处理方法。古镇拟采用生物修复技术，采用微生物药剂进行水质的优化处理，从本质上对水质问题进行解决，在采用生物修复技术时应注意几个要点：①不能使用国家环保局未批准的微生物药剂，使用的药剂必须经受过环保局安全认证并合格，否则将对环境产生威胁。②使用的微生物药剂应具备耐受性，可以适应当前古镇区较差的水质环境并存活繁衍，从根源上解决水质差问题。