城区河道典型病害及处理方案探讨

2023-08-03马骥腾

治淮 2023年7期

马骥腾

（合肥市市政设计研究总院有限公司，安徽合肥 230041）

随着城市发展的日新月异，城区逐渐扩展，城市基础设施挤占河道空间的同时，人类社会活动也对堤防造成破坏，导致河道防洪排涝的能力大大减弱。因此，保障沿河人民生命财产安全，对城区河道病害的治理迫在眉睫。

1 工程概况

南淝河古称施水，全长42km，总流域面积1464km2，古人依水而居，在南淝河与东淝河交汇处形成了一座城市——合肥。合肥市历经千年的发展，已与南淝河交织相融，南淝河中段穿城而过，流经四个主要城区后汇入巢湖。自1984 年来，为配合城市发展，南淝河经历多次综合整治及提升改造，也遭受了数次洪水的洗礼。

2020 年汛期，合肥市遭遇长时间暴雨，导致南淝河及巢湖水位快速上涨，达到百年一遇洪水标准。南淝河堤防及沿河防洪设施出现多处险情。大汛过后，合肥市及时开展了南淝河堤防除险加固工程（以下简称本工程），结合汛期出现的问题，全面查找南淝河城区段堤防及沿河构筑物存在的病害，彻底排除安全隐患，保障沿河两岸及全市人民的生命财产安全。

本文结合主城区河道日常运行中经常遇到的问题及汛期集中暴露的问题，对病害进行归纳总结，主要包括河道堤防病害及沿河构筑物（排涝泵站、管网等）病害两个类型，并针对典型病害提出处理方案。

2 堤防典型病害分析及处理方案

主城区河道蜿蜒曲折，堤防建设年份各不相同，形式多种多样，堤后建筑物距离非常近，甚至很多房屋依托防洪墙违章搭建，情况非常复杂。在汛期洪水到来时，也暴露出堤防渗漏、挡墙缺失等问题，亟需汛后加固改造。

2.1 防洪封闭圈

随着社会发展，部分建、构筑物侵占防洪封闭圈（防洪墙）内侧堤顶空间进行建设，导致其地坪低于百年一遇防洪水位，存在较大的防洪风险。

本工程结合堤防和已建防洪墙的形式，以及城区河道特点进行加固改造。新建防洪墙下部采用钢筋混凝土悬臂式挡墙，顶部70cm 防浪墙采用钢筋混凝土立柱+高强度玻璃栏板形式，在保证结构安全可靠的基础上增强了视觉通透性，为周边居民营造轻松、舒适的生活环境。

2.2 堤防渗漏

由于堤防建设年代较早及河道景观绿化要求等原因，大部分城市河道堤防未达到堤防设计规范要求，在堤身范围内种植了大量树木，树木根茎发育造成堤防土体出现空洞。汛期高水位差情况下，出现大量渗漏、管涌等险情。

本工程拟在堤身采用截渗墙，截断堤身中存在的渗漏通道，防止此种病害的产生，有效解决堤防渗漏问题。可供选择的方案有高压摆喷截渗墙、高压旋喷截渗墙两种。高压摆喷截渗墙施工造价较低，施工较为简单，但成墙质量难以控制；高压旋喷桩咬合施工造价较高，但成桩效果较好，成墙质量易控制，易于检测。由于南淝河堤防等级为1 级，故采用可靠性更高的双排高压旋喷桩咬合截渗墙方案。

2.3 一级挡墙及堤脚破坏

南淝河主城区段护岸形式为：下部为浆砌石护坡，水面以上中部为素混凝土挡墙及巡检平台，上部为浆砌石护坡。由于建设年代久远，堤脚浆砌石护坡及素混凝土挡墙经受长时间冲刷及船只撞击等原因，产生老化破损，直接影响护坡及堤顶道路的安全，亟需加固。另外河道的日常清淤为防止挡墙坍塌，均与河岸保持一定的安全距离，导致部分段落淤积严重，枯水期淤泥裸露，观感极差。

本工程拟加固浆砌石护脚及混凝土挡墙，由于挡墙位于水下，如采用拆除重建方案，则需打设钢板桩围堰，降水后在围堰内施工，工序复杂且侵占河道，对周边环境影响较大。

另一方案为保留现状浆砌石坡脚及挡墙，在墙前密打直径600mm 预制波浪桩进行支挡。波浪桩采用船只运输及打设，工序较为简单。在保证挡墙及护坡整体安全的同时，清淤船只可靠近岸边清淤。同时对检修平台进行提升改造，提升南淝河整体景观品质。

本工程选用预制波浪桩方案，见图1。这种大规模的水上施工波浪桩是在重要河道工程中的首次应用，在实际施工中，由于施工人员不熟练，也遇到了桩体咬合、桩后细石混凝土浇筑困难等细节问题，但经总结与调整，施工难题得到解决，施工完成后安全与景观效果均达到设计要求。

图1 波浪桩加固方案图

3 防洪构筑物典型病害分析及处理方案

汛期过程中，由于河道高水位运行，暴露出沿河排涝泵站渗漏、防洪闸门关闭困难、管网渗漏等诸多问题。在防汛关键时刻，一旦防汛设施无法正常工作，极大可能引起周边地块积水内涝，造成人员与财产重大损失。

3.1 排涝泵站变形缝止水失效

变形缝渗漏是市政排涝泵站普遍出现的典型病害形式，主要原因是变形缝止水等级较低，多采用橡胶止水，长期使用易破损老化失效。其中泵站泵池与压力出水箱涵间的止水失效情况最为严重，此位置两侧基底高差较大，如施工回填土质量控制不到位，两侧结构间的不均匀沉降非常容易将橡胶止水拉裂，变形缝处结构错开造成大量涌水，影响排涝泵站运行。

针对因变形缝老化失效造成局部渗水，裂缝宽度较小的病害，本工程保留主体结构，汛期增设环向可拆卸式止水带进行临时封堵，汛后采用结构缝表面封闭、缝内环氧树脂胶液或聚合物水泥砂浆压力灌注方式进行永久加固。

针对发生不均匀沉降导致结构错开的病害，本工程采用在汛后开挖破除连接处的压力箱涵进行整体性修复的方案：首先在破坏段下部打设灌注桩形成桩基础，重新浇筑上部压力箱涵连接段并提高此处止水等级，采用紫铜片止水；在变形缝外侧新增环形钢筋混凝土抱箍，增加变形缝处箱涵整体性和抗变形能力。止水带临时处理方案见图2。

图2 止水带临时处理方案图

3.2 增设防洪事故闸门

由于部分排涝泵站建设年代较早，排入南淝河的出水箱涵或管道临河侧未设置防洪事故闸门，导致汛期高水位的情况下，泵站无法进行检修。部分建筑物虽设置了闸门井，安装了闸门，但因河道建设发展及防洪标准提高的原因，闸门高度已低于百年一遇水位，需拆除重建。

本工程对沿河排入南淝河的管涵进行全面排查，对老旧管涵新建钢筋混凝土闸门井，井内设置平板钢闸门并配置手电两用启闭设备，保证高水位情况下顺利启闭。

3.3 管道渗漏

合肥的汛期也是梅雨季节，频繁暴雨造成城市内涝的一个重要原因是雨污水管道损坏严重。长时间渗水掏空了道路下方土体，导致道路塌陷及人员伤亡。这些管道大多位于老城区，道路狭窄，周边建筑密集，地下管线错综复杂，有些管道埋深很大，传统的开挖修复方法基本无法实施。本工程采用非开挖修复方式进行修复，具体措施包括：管道内侧采用CIPP 材料内衬壁修复，裂缝采用环向不锈钢双胀圈加固，管道外侧土体采用注浆封闭渗漏通道。