某国际旅游度假区周边开发中基于落地性的城市河道断面优化调整

马 骏

（上海国际旅游度假区置业有限公司，上海 201319）

0 引言

城市河道是保障城市安全和社会经济发展的重要支撑，也是构成城市生态系统和景观的主要组成部分，具有防洪排涝、调蓄水源、纳污净化、通航水运及景观娱乐等多种功能[1-2]。城市人口密集，土地集约化程度高，区域开发按照土地利用规划有序推进。其中，河网水系等作为基建项目先行实施。城市河道的平面布局、规模等已基本论证确定，建设时需遵循规划要求，而在进行区域开发时拟建河道可能会与地铁、市政管线、桥梁、古建筑等存在冲突。如何在协调好已建或拟建工程的前提下，尽可能遵循水利规划、维持原河网布局、优化调整河道断面以及保证河道的基本功能，成为亟待研究的课题。

蔡鸥等[3]、王松[4]和曹婷婷[5]均从效益和成本的角度研究了河道断面优化方法；凌健[6]基于经济分析和河道水流特性分析，开展了中小河道生态治理河道断面优化研究；夏熙等[7]通过优化河道断面，实现了消减河道疏浚土方、减少土地资源占用、构建水下多元化滩区地貌、改善水生境的目的；余泽旻等[8]通过优化河网断面，提高了河道行洪能力。针对河道断面优化的研究成果较多，但关于城市河道落地性鲜有研究。基于此，笔者以某国际旅游度假区周边开发片区（以下简称“度假区北片区”）中的河道为例，旨在优化调整河道断面，既保证河道防汛除涝安全和活水畅流效果，又保证周边其他项目的顺利推进，以期为区域开发提供借鉴和参考。

1 研究背景

某国际旅游度假区位于上海市浦东新区中部，度假区空间发展格局为“一核、五片”[9]，目前“一核”核心区已基本建成并投入运营，“五片”的开发也将逐步进行。其中，度假区北片区的功能被定位为“城市自然生态绿地”，内部的机场联络线、河道、道路、桥梁等基建项目已先行建设。度假区北片区区位图如图1所示。

图1 度假区北片区区位图Fig.1 Location map of the north zone of the resort

度假区北片区东至唐黄路、南至北围场河、西至S2沪芦高速、北至S1迎宾高速，占地面积为1.3 km2。区域内共涉及3 条规划河道，分别为五灶港（唐黄路—北围场河）、楼横港（S1迎宾高速—北围场河）和曹家沟（S1 迎宾高速—北围场河）。其中，曹家沟为骨干河道，作为区域河网的骨架，骨干河道是重要的引水和排水通道；五灶港和楼横港为支级河道，支级河道是骨干河道的细化和补充，对于保证区域排水距离以及河网调蓄库容起着重要作用[10]，如图2所示。

图2 度假区北片区空间布局规划图Fig.2 Spatial layout plan of the north area of the resort

如图3 所示，度假区北片区位于上海浦东水利片，规划的除涝标准为20～30 年一遇。浦东水利片外围为黄浦江、长江口和杭州湾，内河水位通过外沿口门人工调控，常水位控制在2.50～2.80 m，汛期预降水位为2.00 m，最高除涝控制水位为3.75 m。在汛期除涝期间遇到暴雨时，外沿口门全力排水。日常通过活水畅流调度，可保证水利片的水质良好，川杨河以北地区的引排方式为东引西排；川杨河以南、大治河以北地区的引排方式为西引东、南排；大治河以南地区的引排方式为北引南排、西引东排。

图3 浦东水利片活水畅流调度方式Fig.3 Pudong water conservancy piece running water dispatching mode

在建设3条规划河道时遇到以下问题：

（1） 度假区北片区下方有即将开工的机场联络线，其于南侧横穿而过，其埋深自西向东逐渐变浅，机场联络线与曹家沟相交处的覆土厚度不满足机场联络线的抗浮要求，节点位置为图4中①处。

图4 相关节点位置示意图Fig.4 Location diagram of the node that needs to be resolved

（2） 建设北围场河时，同步建设了包含防汛通道的陆域控制带，根据现河道规模（现状规模达不到规划要求），在防汛通道跨楼横港处建设了桥梁。由于桥梁建成运行时间较短，如果因本次河道建设而拆除重建，将造成浪费，其节点位置为图4中②处。

（3） 赵行港桥是度假区北片区现川展路跨楼横港的桥梁，经检测，该桥梁仍能满足交通要求，根据节约的原则，建议保留该桥梁，其节点位置为图4中③处。

（4） 现楼横港下存在若干已建成的地下管线（2 根DN4000 的污水总管），河道工程建设可能对已建成地下管线的安全产生影响。

2 研究思路

2.1 曹家沟节点抗浮

曹家沟规划河底标高为-1.0 m，河底宽为30 m，河口宽为60 m。曹家沟位于机场联络线上方，涉及河段长度约为15 m，该节点地坪标高为4.2 m，盾构施工顶覆土约为10.9 m。预计曹家沟河道开挖时间早于机场联络线，待河道开挖后，盾构顶覆土仅为5.7 m，如图5 所示。经计算，在施工阶段，机场联络线区间的抗浮安全系数不满足规范要求。

图5 曹家沟（规划）与机场联络线位置关系剖面图 单位：mFig.5 Caojiagou （planning） and airport contact line location profile

针对该问题，相关单位开展了《北片区工程对机场联络线结构安全影响评估》专题研究。综合考虑因素主要包括机场联络线施工期间的安全问题、对曹家沟的相关影响以及对工程投资的影响。根据以上考虑因素，相关人员初步研究出2 个解决方案：1） 机场联络线施工采用抗浮板+抗浮桩的方案；2） 在河床下配置抗浮钢筋混凝土板的方案。这2种方案都可以解决抗浮问题，保证机场联络线和河道安全，但工程投资均过高。例如，将河底标高由-1.0 m 调整为-0.5 m；在-0.5 m 向下的1.5 m 范围内，钢筋混凝土的填筑容重为3.0 t/m3，平面尺寸为37.5 m×15 m，机场联络线施工的抗浮安全系数可满足规范要求，且该抗浮措施的工程费用较河床不抬高的工况大幅降低[11]。

“抬升河底+河床下填筑钢筋混凝土”方案示意图如图6 所示。如果将该节点处曹家沟河底标高抬高0.5 m，虽然过流断面会减小，但其对河道防汛除涝和水质方面的影响可控，因此此方案可行。针对该措施，相关单位进行了专题研究，结论如下：将曹家沟河底抬高0.5 m，对浦东水利片总体最高除涝水位影响不大，其影响区域主要为曹家沟河底抬高处至南侧约400 m 范围内，该区域最高水位升高2 mm，基本不会对河道防汛除涝产生不利影响；最大流速也不超过允许不冲流速，不会对局部河段的冲淤平衡造成不利影响；该方案基本不会影响区域河网的活水畅流效果[12]。因此，在该节点处将曹家沟河底标高由-1.0 m抬高至-0.5 m的方案可行。

图6 “抬升河底+河床下填筑钢筋混凝土”方案示意图Fig.6 Schematic diagram of raising river bottom + filling reinforced concrete under river bed

2.2 楼横港（北围场河附近）已建桥梁

北围场河防汛通道跨楼横港处桥梁的建设规模是按照楼横港的现状口宽而定的。与规划30 m 相比，现河口宽27 m，略有缩窄；现河底标高为1.0 m，而规划标高为0 m。由于该处桥梁建成运行时间较短，如因本次河道建设而拆除重建，将造成浪费。而若保留桥梁，则该处河段达不到规划的规模，可能会因阻水而影响区域防汛除涝和活水畅流的效果。

为尽可能降低阻水程度，在保证桥梁安全的前提下考虑对河道断面进行疏浚，将河底标高由1.0 m疏浚至0 m，以扩大过流断面。同时，相关人员对此节点进行了专题研究和计算分析，从防汛除涝安全和保证活水畅流方面分析，将该节点处河道口宽维持在27 m、河底标高疏浚至0 m的方案可行[12]。

2.3 赵行港桥

赵行港桥已建成并使用多年，其建设规模是按照楼横港的现状口宽而定的。该节点处的河段规模与北围场河附近河段相同，但与规划相比，也略有缩窄。考虑到拆除重建的费用较高，各方建议保留该桥梁，但该处河段也可能会因阻水而影响区域防汛除涝和活水畅流效果。

相关单位对该桥后续改建及继续利用的可能性进行了检测评估，相关结论如下：桥梁技术状况总体评定为B 级（良好状态）；对桥梁存在的病害应及时进行维修，以保证桥梁结构的耐久性和使用功能[13]。维修加固后的赵行港桥情况基本与北围场河附近桥梁情况一致，将河底标高疏浚至0 m，同时，专题研究也表明，保留该桥梁的方案可行。

2.4 地下管线

楼横港（近S1 迎宾高速处）下埋有管线，2 根污水管直径均为4.0 m，管线间距为5.6 m，管顶标高为-5.3 m，该处现状河底标高为1.2～1.6 m，河口宽为25.0 m；规划河底标高为0 m，河口宽为30 m。由于2根污水管为总管，是上海市污水治理工程白龙港片区南线输送干线完善工程（东段输送干管）的一部分，不存在移位的可能性。因此，河道施工必然会对已有管道的安全产生影响。但是，如果缩小该河段原规划的建设规模，也可能会影响区域防汛除涝和活水畅流效果。

相关单位开展了《北片区河道整治工程穿河污水管线保护》专题研究，研究结论如下：维持护岸现状，不进行护岸建设，仅将河底标高疏浚至0.5 m，则管线上浮回弹值将小于预警值，管线基本安全[14]。专家以及政府部门均提出影响管线上浮回弹的因素众多，为安全起见，建议该处河段维持现状，不进行建设。同时，专题研究也表明，维持原河段现状规模的方案可行[12]。

3 结语

（1） 度假区北片区河道建设与拟建机场联络线、已建桥梁、已建管线等有所冲突。经科学论证，通过优化调整河道断面，在保证河道防汛除涝安全以及活水畅流效果的基础上，解决了机场联络线抗浮问题，保留已建桥梁，且已建管线得到了保护。

（2） 在进行区域开发时，如果拟建河道与周边其他项目有冲突，需进行科学论证分析，既保证河道基本功能不受影响，又保证周边其他项目能顺利推进。

（3） 当城市河道建设与拟建或已建工程有冲突时，针对已建且正在运行的工程，以保护为前提，河道则尽可能按照规划的规模建设，当无法实现时则在有科学论证依据的基础上适当优化调整断面；对于拟建工程，其与河道尽可能按照规划的规模进行建设，控制投资成本，当无法实现时则在有科学论证依据的基础上适当优化调整断面。最终，实现拟建项目的顺利推进，并保护已建工程。