城區(qū)河道典型病害及處理方案探討

馬驥騰

（合肥市市政設(shè)計研究總院有限公司，安徽 合肥 230041）

隨著城市發(fā)展的日新月異，城區(qū)逐漸擴展，城市基礎(chǔ)設(shè)施擠占河道空間的同時，人類社會活動也對堤防造成破壞，導(dǎo)致河道防洪排澇的能力大大減弱。因此，保障沿河人民生命財產(chǎn)安全，對城區(qū)河道病害的治理迫在眉睫。

1 工程概況

南淝河古稱施水，全長42km，總流域面積1464km2，古人依水而居，在南淝河與東淝河交匯處形成了一座城市——合肥。合肥市歷經(jīng)千年的發(fā)展，已與南淝河交織相融，南淝河中段穿城而過，流經(jīng)四個主要城區(qū)后匯入巢湖。自1984 年來，為配合城市發(fā)展，南淝河經(jīng)歷多次綜合整治及提升改造，也遭受了數(shù)次洪水的洗禮。

2020 年汛期，合肥市遭遇長時間暴雨，導(dǎo)致南淝河及巢湖水位快速上漲，達到百年一遇洪水標準。南淝河堤防及沿河防洪設(shè)施出現(xiàn)多處險情。大汛過后，合肥市及時開展了南淝河堤防除險加固工程（以下簡稱本工程），結(jié)合汛期出現(xiàn)的問題，全面查找南淝河城區(qū)段堤防及沿河構(gòu)筑物存在的病害，徹底排除安全隱患，保障沿河兩岸及全市人民的生命財產(chǎn)安全。

本文結(jié)合主城區(qū)河道日常運行中經(jīng)常遇到的問題及汛期集中暴露的問題，對病害進行歸納總結(jié)，主要包括河道堤防病害及沿河構(gòu)筑物（排澇泵站、管網(wǎng)等）病害兩個類型，并針對典型病害提出處理方案。

2 堤防典型病害分析及處理方案

主城區(qū)河道蜿蜒曲折，堤防建設(shè)年份各不相同，形式多種多樣，堤后建筑物距離非常近，甚至很多房屋依托防洪墻違章搭建，情況非常復(fù)雜。在汛期洪水到來時，也暴露出堤防滲漏、擋墻缺失等問題，亟需汛后加固改造。

2.1 防洪封閉圈

隨著社會發(fā)展，部分建、構(gòu)筑物侵占防洪封閉圈（防洪墻）內(nèi)側(cè)堤頂空間進行建設(shè)，導(dǎo)致其地坪低于百年一遇防洪水位，存在較大的防洪風險。

本工程結(jié)合堤防和已建防洪墻的形式，以及城區(qū)河道特點進行加固改造。新建防洪墻下部采用鋼筋混凝土懸臂式擋墻，頂部70cm 防浪墻采用鋼筋混凝土立柱+高強度玻璃欄板形式，在保證結(jié)構(gòu)安全可靠的基礎(chǔ)上增強了視覺通透性，為周邊居民營造輕松、舒適的生活環(huán)境。

2.2 堤防滲漏

由于堤防建設(shè)年代較早及河道景觀綠化要求等原因，大部分城市河道堤防未達到堤防設(shè)計規(guī)范要求，在堤身范圍內(nèi)種植了大量樹木，樹木根莖發(fā)育造成堤防土體出現(xiàn)空洞。汛期高水位差情況下，出現(xiàn)大量滲漏、管涌等險情。

本工程擬在堤身采用截滲墻，截斷堤身中存在的滲漏通道，防止此種病害的產(chǎn)生，有效解決堤防滲漏問題。可供選擇的方案有高壓擺噴截滲墻、高壓旋噴截滲墻兩種。高壓擺噴截滲墻施工造價較低，施工較為簡單，但成墻質(zhì)量難以控制；高壓旋噴樁咬合施工造價較高，但成樁效果較好，成墻質(zhì)量易控制，易于檢測。由于南淝河堤防等級為1 級，故采用可靠性更高的雙排高壓旋噴樁咬合截滲墻方案。

2.3 一級擋墻及堤腳破壞

南淝河主城區(qū)段護岸形式為：下部為漿砌石護坡，水面以上中部為素混凝土擋墻及巡檢平臺，上部為漿砌石護坡。由于建設(shè)年代久遠，堤腳漿砌石護坡及素混凝土擋墻經(jīng)受長時間沖刷及船只撞擊等原因，產(chǎn)生老化破損，直接影響護坡及堤頂?shù)缆返陌踩?，亟需加固。另外河道的日常清淤為防止擋墻坍塌，均與河岸保持一定的安全距離，導(dǎo)致部分段落淤積嚴重，枯水期淤泥裸露，觀感極差。

本工程擬加固漿砌石護腳及混凝土擋墻，由于擋墻位于水下，如采用拆除重建方案，則需打設(shè)鋼板樁圍堰，降水后在圍堰內(nèi)施工，工序復(fù)雜且侵占河道，對周邊環(huán)境影響較大。

另一方案為保留現(xiàn)狀漿砌石坡腳及擋墻，在墻前密打直徑600mm 預(yù)制波浪樁進行支擋。波浪樁采用船只運輸及打設(shè)，工序較為簡單。在保證擋墻及護坡整體安全的同時，清淤船只可靠近岸邊清淤。同時對檢修平臺進行提升改造，提升南淝河整體景觀品質(zhì)。

本工程選用預(yù)制波浪樁方案，見圖1。這種大規(guī)模的水上施工波浪樁是在重要河道工程中的首次應(yīng)用，在實際施工中，由于施工人員不熟練，也遇到了樁體咬合、樁后細石混凝土澆筑困難等細節(jié)問題，但經(jīng)總結(jié)與調(diào)整，施工難題得到解決，施工完成后安全與景觀效果均達到設(shè)計要求。

圖1 波浪樁加固方案圖

3 防洪構(gòu)筑物典型病害分析及處理方案

汛期過程中，由于河道高水位運行，暴露出沿河排澇泵站滲漏、防洪閘門關(guān)閉困難、管網(wǎng)滲漏等諸多問題。在防汛關(guān)鍵時刻，一旦防汛設(shè)施無法正常工作，極大可能引起周邊地塊積水內(nèi)澇，造成人員與財產(chǎn)重大損失。

3.1 排澇泵站變形縫止水失效

變形縫滲漏是市政排澇泵站普遍出現(xiàn)的典型病害形式，主要原因是變形縫止水等級較低，多采用橡膠止水，長期使用易破損老化失效。其中泵站泵池與壓力出水箱涵間的止水失效情況最為嚴重，此位置兩側(cè)基底高差較大，如施工回填土質(zhì)量控制不到位，兩側(cè)結(jié)構(gòu)間的不均勻沉降非常容易將橡膠止水拉裂，變形縫處結(jié)構(gòu)錯開造成大量涌水，影響排澇泵站運行。

針對因變形縫老化失效造成局部滲水，裂縫寬度較小的病害，本工程保留主體結(jié)構(gòu)，汛期增設(shè)環(huán)向可拆卸式止水帶進行臨時封堵，汛后采用結(jié)構(gòu)縫表面封閉、縫內(nèi)環(huán)氧樹脂膠液或聚合物水泥砂漿壓力灌注方式進行永久加固。

針對發(fā)生不均勻沉降導(dǎo)致結(jié)構(gòu)錯開的病害，本工程采用在汛后開挖破除連接處的壓力箱涵進行整體性修復(fù)的方案：首先在破壞段下部打設(shè)灌注樁形成樁基礎(chǔ)，重新澆筑上部壓力箱涵連接段并提高此處止水等級，采用紫銅片止水；在變形縫外側(cè)新增環(huán)形鋼筋混凝土抱箍，增加變形縫處箱涵整體性和抗變形能力。止水帶臨時處理方案見圖2。

圖2 止水帶臨時處理方案圖

3.2 增設(shè)防洪事故閘門

由于部分排澇泵站建設(shè)年代較早，排入南淝河的出水箱涵或管道臨河側(cè)未設(shè)置防洪事故閘門，導(dǎo)致汛期高水位的情況下，泵站無法進行檢修。部分建筑物雖設(shè)置了閘門井，安裝了閘門，但因河道建設(shè)發(fā)展及防洪標準提高的原因，閘門高度已低于百年一遇水位，需拆除重建。

本工程對沿河排入南淝河的管涵進行全面排查，對老舊管涵新建鋼筋混凝土閘門井，井內(nèi)設(shè)置平板鋼閘門并配置手電兩用啟閉設(shè)備，保證高水位情況下順利啟閉。

3.3 管道滲漏

合肥的汛期也是梅雨季節(jié)，頻繁暴雨造成城市內(nèi)澇的一個重要原因是雨污水管道損壞嚴重。長時間滲水掏空了道路下方土體，導(dǎo)致道路塌陷及人員傷亡。這些管道大多位于老城區(qū)，道路狹窄，周邊建筑密集，地下管線錯綜復(fù)雜，有些管道埋深很大，傳統(tǒng)的開挖修復(fù)方法基本無法實施。本工程采用非開挖修復(fù)方式進行修復(fù)，具體措施包括：管道內(nèi)側(cè)采用CIPP 材料內(nèi)襯壁修復(fù)，裂縫采用環(huán)向不銹鋼雙脹圈加固，管道外側(cè)土體采用注漿封閉滲漏通道。

4 結(jié)論

本文結(jié)合合肥市南淝河在日常運行及2020 年汛期出現(xiàn)的典型病害，充分分析病害形成的原因，并提出可靠、經(jīng)濟的加固處理方案，方案的合理性已在實際施工中得到驗證。目前本工程已竣工并在后續(xù)運行中發(fā)揮良好效果。本工程的經(jīng)驗可為同類型河道堤防及沿河構(gòu)筑物的加固改造提供有益的參考與建議