大遼河營口市城區(qū)渡口至成福里小區(qū)段防洪治理工程措施淺析

楊洪寧

營口市北枕遼河而建，城市中心主要位于大遼河南岸。大遼河為營口市的城市發(fā)展帶來了無限的生機(jī)和活力。根據(jù)《營口市城市總體規(guī)劃（2011-2030）》，營口市將以河海林泉自然資源為依托，逐漸發(fā)展為生態(tài)宜居城市。形成沿大遼河、大清河、沙河、熊岳河、浮渡河、碧流河等六大重點(diǎn)流域的濱水生態(tài)綠化廊道。目前營口境內(nèi)城市段遼河護(hù)岸工程防洪標(biāo)準(zhǔn)低；防洪工程設(shè)施不完備、部分損毀嚴(yán)重；支流、潮溝河道淤積、污染嚴(yán)重；沿岸建設(shè)無統(tǒng)一規(guī)劃。以上因素極大的阻礙了營口市的快速發(fā)展，特別是影響了城市的北轉(zhuǎn)戰(zhàn)略和城市綜合體建設(shè)的實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)遼河沿岸特別是護(hù)岸的統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)工作已經(jīng)迫在眉睫。

1 工程區(qū)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 工程區(qū)現(xiàn)狀

營口市位于渤海之濱，地處大遼河下游出口感潮河段，由于地地勢低洼，又是大遼河入海的必經(jīng)之中，汛期經(jīng)常受渾河、太子河洪水侵襲，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。

渡口至成福里小區(qū)段堤線為K0+000～K3+473.42，長度為3743.42 m。該段堤線保護(hù)范圍主要為遼河公園。該段護(hù)岸多建于二十世紀(jì)五六十年代，其中94年至98年對(duì)局部段進(jìn)行了維修和加固。目前護(hù)岸結(jié)構(gòu)已大范圍出現(xiàn)傾斜、坍塌、開裂、混凝土保護(hù)層破損、露筋等現(xiàn)象，存在一定的安全隱患。

1.2 存在問題

2005年2月25日遼寧省人民政府批準(zhǔn)大遼河營口市城區(qū)渡口至成福里小區(qū)防洪治理工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇[1-2]。渡口至成福里小區(qū)段護(hù)岸工程現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)見表1。

表1 大遼河左岸渡口～成福里小區(qū)段護(hù)岸現(xiàn)狀情況表

表1中可以看出，大遼河左岸渡口～成福里小區(qū)段護(hù)岸的防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍低于規(guī)劃的百年一遇標(biāo)準(zhǔn)，欄桿、板樁傾斜、損壞嚴(yán)重，加之工程修建年代久遠(yuǎn)，內(nèi)部破壞情況難以完全查明，一旦出險(xiǎn)將嚴(yán)重危及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此需要加固或拆除重建。

3 工程措施比選

根據(jù)工程現(xiàn)狀，本次設(shè)計(jì)著重對(duì)本段護(hù)岸進(jìn)行拆除重建方案和加固方案的比選。方案確定原則主要為：①工程應(yīng)安全可靠，投資經(jīng)濟(jì)；②滿足項(xiàng)目工期要求；③盡量少占公園綠地和設(shè)施；④減小對(duì)航運(yùn)的影響。

3.1 拆除重建方案

拆除重建方案結(jié)構(gòu)型式為懸臂式擋墻，墻前采用30 cm厚料石護(hù)坡，護(hù)坡下設(shè)0.2 m砂礫墊層，墊層下設(shè)無紡布反濾。坡腳采用預(yù)制混凝土方樁固腳（尺寸為0.3 m×0.3 m，長6.0 m～10.0 m），方樁外側(cè)設(shè)格賓石籠護(hù)腳（底寬1.0 m，靠樁側(cè)埋深2.0 m）。擋墻基礎(chǔ)開挖自然放坡，墻后用加筋土回填，其中靠近擋墻0.5 m范圍內(nèi)采用加筋砂礫石。堤頂路背水坡坡比1∶3.0，草皮護(hù)坡。懸臂式擋墻施工采用雙排鋼板樁圍堰圍護(hù)。該方案工程總投資為15834.41萬元。

全線拆除重建方案可以從根本上解決原有護(hù)岸存在的問題，但考慮到目前工程現(xiàn)狀存在較大的安全隱患，工程需盡快施工并在本年度內(nèi)完成，如采用全線拆除重建方案，雙排鋼板樁圍堰施工占用河道，影響航運(yùn)，一方面工程工期受到通航和度汛要求影響，需兩年完成；另一方面工程需進(jìn)行斷航影響評(píng)價(jià)并通過相關(guān)部門審查和審批，手續(xù)繁瑣，開工時(shí)間無法得到保證。

3.2 加固方案

方案一：填坡加固方案

填坡加固方案不拆除原有護(hù)岸，直接向河道側(cè)填坡以保證護(hù)岸工程的穩(wěn)定。方案在現(xiàn)狀護(hù)岸的基礎(chǔ)上向河道側(cè)水平填筑1.0 m后填坡，填料為砂礫料，填坡坡比1∶2.5，坡坡范圍末端為河道深弘或者河道坡度不陡于1∶3位置。護(hù)坡采用30 cm格賓石籠防護(hù)，護(hù)坡下設(shè)0.1 m砂礫石墊層，墊層下設(shè)無紡布反濾；坡腳采用長度5.0 m格賓石籠水平防護(hù)。堤頂路背水坡坡比1∶3.0，草皮護(hù)坡。該方案工程總投資8357.57萬元。

方案二：單排灌注樁加固采用水平錨索拉錨方案

方案二在原有護(hù)岸結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)單排混凝土灌注樁加固，灌注樁用水平錨索拉錨。根據(jù)計(jì)算單排樁長度平均需要25 m左右，樁徑0.8 m，水平拉錨錨索長度20 m，錨固端為高度3.3 m的懸臂式錨碇墻。對(duì)原有護(hù)岸外側(cè)設(shè)0.35 m厚混凝土護(hù)面，護(hù)面設(shè)錨桿將護(hù)面及原護(hù)岸與混凝土灌注樁相連；對(duì)原護(hù)岸重新設(shè)置排水管，以保證排水通暢。擋墻河道側(cè)，采用厚度0.3 m的格賓石籠沉排防護(hù)。防護(hù)范圍至坡度不小于1∶3位置并設(shè)5 m長水平段。該方案工程總投資為16564.79萬元。

方案二需用20 m長錨索拉錨才能滿足混凝土灌注樁穩(wěn)定要求，占用公園綠地面積較大（約25～30 m），對(duì)公園綠地及設(shè)施破壞范圍較大。并且單排樁墻采用錨索拉錨也易產(chǎn)生較大的水平位移，盡管不影響工程整體穩(wěn)定性，但會(huì)使頂部欄桿傾斜，影響美觀。

方案三：雙排灌注樁加固方案

樁號(hào)K0+000～K1+129即渡口～老啤酒廠段：墻后設(shè)單排直徑0.6 m的混凝土灌注樁（長8 m，樁中心距0.7 m），樁上部設(shè)高1.5 m的混凝土墻，墻上設(shè)高0.5 m寬3.35 m混凝土板，板一端與混凝土墻相連，一端與重力式擋墻相連，形成雙排樁結(jié)構(gòu)（一排為墻和樁，一排為重力式擋墻）。

樁號(hào)K1+129～K3+348即老啤酒廠～成福里泵站段：在岸上設(shè)雙排直徑0.8 m的混凝土灌注樁，兩排樁中心間距5.2 m。其中前排（迎水側(cè)）樁長11.4 m，樁中心距1.8 m；后排樁長8.8 m，樁上部為高2.6 m厚0.8 m的混凝土墻。最頂部設(shè)高0.6 m寬10 m的混凝土板，將前排混凝土灌注樁與后排混凝土墻相連；中部設(shè)截面0.6 m×0.8 m的混凝土框格梁，將前排混凝土灌注樁與后排混凝土墻相連。

樁號(hào)K3+348～K3+473.42段位于成福里小區(qū)內(nèi)?？紤]到該段護(hù)岸保護(hù)范圍為成福里小區(qū)，小區(qū)住宅樓距離原護(hù)岸邊線最近距離僅為10 m左右，在原護(hù)岸兩側(cè)各設(shè)一排直徑均為0.8 m的混凝土灌注樁，兩排樁中心距8.2 m，其中前排（迎水側(cè)）混凝土灌注樁中心間距0.9 m，地面以下部分為混凝土灌注樁，露出地面以上部分為厚0.8 m的混凝土墻，樁和墻總高11.4 m；后排岸上混凝土灌注樁中心距0.9 m，樁長9.9 m，樁上部為高1.5 m厚0.8 m的混凝土墻。最頂部設(shè)高0.6 m寬9 m的混凝土板，將前排與后排的混凝土相連。該方案的工程總投資為14306.15萬元。

拆除重建和加固各方案特點(diǎn)及投資比較見表2。

表2 各方案特點(diǎn)及投資比較表

通過綜合比較，雙排灌注樁加固方案投資較省，結(jié)構(gòu)剛度較大變形較小，對(duì)航運(yùn)影響也較小，因此推薦雙排灌注樁加固方案。

4 工程措施實(shí)施

4.1 工程設(shè)計(jì)

大遼河營口市城區(qū)渡口至成福里小區(qū)段防洪治理工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期100年，工程級(jí)別為2級(jí)[3-4]。

大遼河營口市城區(qū)渡口至成福里小區(qū)段防洪治理工程在不影響行洪和航運(yùn)的前提下，多保護(hù)城市區(qū)域、少動(dòng)遷，盡量利用原有堤線，采用雙排灌注樁加固方案。成福里泵站潮溝淤積較為嚴(yán)重，且夏季異味大，對(duì)周邊人民的正常生活產(chǎn)生較大影響，綜合考慮后，將潮溝填平，泵站排水管線外引；成福里小區(qū)段，考慮到現(xiàn)狀護(hù)岸距房屋較近，因此加固堤線外移4.5 m，并與上下游平順連接。其他段基本利用原有堤線。各段的斷面布置如圖1～圖4所示。

圖1 渡口～老啤酒廠段結(jié)構(gòu)型式典型斷面圖

圖2 老啤酒廠～營口美術(shù)館、國際酒店～成福里泵站段結(jié)構(gòu)型式典型斷面圖

圖3 營口美術(shù)館～國際酒店段結(jié)構(gòu)型式典型斷面圖

圖4 成福里小區(qū)內(nèi)結(jié)構(gòu)型式典型斷面圖

4.2 工程概算

工程投資14250.58萬元，其中工程靜態(tài)總投資14122.97萬元，移民環(huán)境部分靜態(tài)總投資127.61萬元，建設(shè)期融資利息0萬元。

4.3 效益分析

4.3.1 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

本工程的國民經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為11.64%，遠(yuǎn)大于8%。按8%的社會(huì)折現(xiàn)率計(jì)算的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為6991.46萬元，遠(yuǎn)大于0，經(jīng)濟(jì)效益比為1.52，大于1。因此該工程在經(jīng)濟(jì)上是合理可行的。

從敏感性分析成果看，當(dāng)項(xiàng)目投資、效益、年運(yùn)行費(fèi)在±20%的范圍內(nèi)單獨(dú)變化時(shí)，按8%的社會(huì)折現(xiàn)率計(jì)算的指標(biāo)都滿足要求，說明該項(xiàng)目抗風(fēng)險(xiǎn)能力較強(qiáng)。

本工程正常運(yùn)行需要的年運(yùn)行費(fèi)為412.01萬元，由于本工程屬無財(cái)務(wù)收入的社會(huì)公益性水利建設(shè)項(xiàng)目，建議由政府補(bǔ)貼。

4.3.2 社會(huì)效益

該工程的建設(shè)保證了營口市遼河公園段城市防洪安全，保護(hù)了遼河沿線人民生命財(cái)產(chǎn)安全，使該地區(qū)的居住環(huán)境、投資環(huán)境、旅游環(huán)境得到明顯改善，有利于加快營口市城市發(fā)展的步伐，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)步、水利設(shè)施建設(shè)與自然和諧發(fā)展的科學(xué)發(fā)展，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益、環(huán)境效益與防洪效益。

5 結(jié)語

營口市位于渤海之濱，地處大遼河下游出口感潮河段，由于地勢低洼，又是大遼河入海的必經(jīng)之中，加之防洪標(biāo)準(zhǔn)低、防洪工程設(shè)施不完備、支流和潮溝淤積污染嚴(yán)重，因此汛期經(jīng)常發(fā)生洪澇災(zāi)害，亟需修建防洪治理工程。通過方案對(duì)比選定結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、占用綠地相對(duì)較少、工期保證率高、投資較省的雙排灌注樁加固方案。通過方案的實(shí)施，大大提高了營口市的防洪安全，改善了植被、景觀質(zhì)量，提高了土地價(jià)值，具有顯著的社會(huì)、生態(tài)效益和防洪效益。

[1]水利部松遼水利委員會(huì).遼河流域防洪規(guī)劃報(bào)告[R].2003(11).

[2]水利部松遼水利委員會(huì).營口市城市防洪規(guī)劃報(bào)告[R].2004(08).

[3]GB 50286-2013,堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2013.

[4]GB/T50805-2012,城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2012.