朱曉峰

(中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 三門峽 472000)

0 引 言

城市水環(huán)境污染問題已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的一個重要因素[1-3]。水環(huán)境污染影響到城市宜居環(huán)境的打造，同時，河道堵塞也將影響到城市排澇，容易造成城市出現(xiàn)洪澇災害。因此，針對水環(huán)境污染問題，采取科學、合理的方式加以改造，有利于恢復河道生態(tài)環(huán)境，改善城市人居環(huán)境，具有十分重要的意義[4-6]。

1 工程概況

工程項目為示范段河涌，起點為賢譚路交博愛東路路口，下游接至大布涌。河涌U型板樁護岸整治長度900m，新建堤頂?shù)缆?77m，河道清淤長度1278.8m，景觀綠化長度900m，景觀綠化范圍約12000m2，博愛路北側排水涌整治長度85.5m。

2 涌頂高程

按照歷史高水位2.60m，加上風浪爬高0.473m 和安全超高0.3m(允許越浪)，相應堤頂高程 3.373m，比較符合現(xiàn)狀實際，同時與該工程終點“大布涌高邊電排站至機場涌橫譚橋段整治工程”項目高程銜接；所以本段涌基高程確定為3.50m，其中涌基面高程3.30m，凸起的0.2m 的路緣石視為防浪墻。

圖1 項目區(qū)范圍

3 河涌斷面設計

3.1 斷面形式選擇

河涌斷面形式主要由梯形、矩形、復式三種形式，對河涌斷面狹窄，過流能力不足且受兩岸建筑限制，拆遷困難，已不可能拓寬的河段，可采用矩形斷面。對過流斷面滿足要求，流經(jīng)鄉(xiāng)村、田野、農(nóng)業(yè)耕作區(qū)的河道，要盡可能維持河道原有的形態(tài)，按梯形斷面整治。上述兩種情況以外的河段宜采用復式斷面，常水位以下采用矩形截面，砌筑直墻，常水位以上采用草皮護坡。本次整治河涌天然岸坡較陡，土質(zhì)疏松，植被較差，易產(chǎn)生水土流失。擬采用以下復式斷面：在1.50m標高以下采用直墻形式(根據(jù)《南海區(qū)城市排水防澇設施建設規(guī)劃》表5.4.1-1，河道的控制水位為1.50m，板樁頂標高按1.50m控制，同時在此高程下從板樁頂可按不陡于1∶2緩坡比分別與本項目新建堤頂?shù)缆芳艾F(xiàn)狀博愛東路人行道進行銜接)，起到護岸、抗沖刷效果，并營造良好感官護岸效果功能，減少雜物垃圾滯留。1.50m以上采用1∶2.0-2.5緩坡形式，植草護坡并結合景觀改造，滿足生態(tài)要求。

3.2 斷面方案比選

河涌結構形式一般有剛性護岸結構和生態(tài)型護岸結構兩種，剛性護岸結構一般有鋼筋混凝土混凝土擋墻、漿砌石擋墻(但砌筑質(zhì)量及耐久性難以保證，新建河道已較少采用)、仿木樁，生態(tài)型護岸一般有格賓石籠擋墻、生態(tài)U型板樁等。為避免河岸呆板，豐富河岸形式，同時節(jié)省造價，擬對鋼筋混凝土擋墻、格賓石籠、密排松木樁及生態(tài)U型板樁進行比選。

1)方案一：鋼筋混凝土擋墻。

結構強度高，抗沖刷能力強，墻身材料少，施工質(zhì)量易保證，但施工需安裝模板及鋼筋，施工期長、造價高。

2)方案二：格賓石籠擋墻。

造價低于鋼筋混凝土擋墻，根據(jù)部分已建工程經(jīng)驗，格賓籠上易纏繞垃圾，植物難以生長，管養(yǎng)難度較高。

3)方案三：密排松木樁及仿木樁。

無需設置圍堰，造價較低，生態(tài)效果較好，適用于擋土高度較低的情況，樁間無陰陽榫連接，有產(chǎn)生水土流失的風險。

4)方案四：生態(tài)U型板樁墻。

生態(tài)U型板樁墻具有自鎖功能，可帶水作業(yè)，具備良好的抗沖刷能力，同時隔斷堤基滲漏通道，能快速施工使岸線成型，無需設置圍堰。同時板樁可設置花槽，種植挺水植物，以增加景觀效果。

3.3 方案比選

技術方面：河涌南北兩側均為現(xiàn)狀道路，采用其他擋土墻均需進行開挖挖除現(xiàn)狀涌基，無法安排施工交通，且需采用鋼板樁及圍堰等臨時措施。仿木樁及U型板樁適用于本項目，但如采用仿木樁，由于后期渠道需在現(xiàn)狀進行下挖清淤調(diào)坡，部分河段由于擋土高度高(懸臂段2.5-3.0m+斜坡段1.8m)，仿木樁樁間無陰陽榫連接，在擋土高度較大的情況下有產(chǎn)生水土流失進而導致堤基失穩(wěn)坍塌的安全風險。同時，由于本項目終點渠道項目《大布涌高邊電排站至機場涌橫譚橋段整治工程》同樣采用U型板樁岸墻，采用U型板樁可保證兩段渠道岸墻順利銜接。

造價方面(擋墻含鋼板樁支護)：鋼筋混凝土擋墻>U型板樁墻>密排仿木樁=格賓石籠擋墻。

工期方面：鋼筋混凝土擋墻>格賓石籠擋墻>密排仿木樁=U型板樁墻。

景觀效果：U型板樁墻=密排仿木樁>格賓石籠擋墻>鋼筋混凝土擋墻。

經(jīng)技術、造價、工期和景觀比選，雖然U型板樁岸墻每延米造價略高于仿木樁，但從整體安全性和工程銜接性角度來講更適用于本項目，且更具生態(tài)性。故推薦U型板樁墻作為該段整治河岸主要擋墻結構。

4 生態(tài)U型板樁施工方案

4.1 施工場地

對于起點段部分U型板樁，由于基巖面較高及可能存在的孤石影響，為了保證板樁嵌固深度需進行引孔。同時因渠道南側為防汛道路、臨近村民出行不可長期占用，同時現(xiàn)狀河道內(nèi)土質(zhì)較為軟弱，U型板樁施工考慮到現(xiàn)狀河道內(nèi)設置打樁平臺進行施工，從渠道末端向渠道起點推進，打樁平臺為租用的水上施工鉤機平臺，租用時間按5個月計。

4.2 U型板樁施工安排及關鍵節(jié)點控制

為了滿足板樁堆放和履帶吊車作業(yè)安全，施工作業(yè)開始前，采用反鏟挖掘機平整河岸場地并壓實，若有需要可鋪設路基板。之后，施工設備、材料即可進場。根據(jù)測量成果，施放定位型鋼，定位型鋼垂直度偏差不宜超過1/200，定位型鋼上端應超過生態(tài)U型板板頂標高0.5-1.0m。安裝鋼圍檁架，安裝過程中要控制好鋼圍檁與板樁側壁接觸的導向段(400mm厚)的垂直度，鋼圍檁的內(nèi)側壁間距控制在455mm。板縫間扣合嚴密，施工過程需采用水平緊固裝置，板樁打設至設計標高后，應與前一根樁連接成一板樁墻體。

4.3 U型板規(guī)格

擬采用板樁為U形斷面,幅寬為1020mm、截面厚度為450mm。鋼筋混凝土板樁允許偏差值：橫截面相對兩邊之差5mm；凸榫和凹榫±3mm；保護層厚度±5mm；樁尖對樁軸線位移10mm；樁身彎曲矢高≤0.1%且樁長≤10mm。

4.4 沉樁施工

沉樁施工總體流程見圖2。

圖2 沉樁施工流程

1)基線測量：在沉樁施工前，對現(xiàn)場的測量控制基線和基線點進行復核，根據(jù)現(xiàn)場情況進行施工平面坐標控制點和高程基準點的引測，及進行沉樁施工基線的放樣。

2)施工場地平整。

3)板樁定位：為控制好板樁墻的軸線位置、減少樁的平面扭曲和提高打樁效率。需加工導向架，導向架如下圖3所示：

圖3 板樁定位圖

4)沉樁：為了保證生態(tài)U型樁之間緊密連接，沉樁作業(yè)十分重要。根據(jù)場地情況，從經(jīng)濟、技術角度考慮采用振動錘單向施工。板樁采用單根施打的方式，沉樁作業(yè)之前，根據(jù)方向架設導向架，并保證板陰陽榫口緊密連接。板樁沉樁施工主要以板頂標高作為控制因素。沉樁作業(yè)時，樁錘和樁宜位于同一軸線。沉樁施工過程中，應當加強觀測手段，及時記錄，若出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應及時查明原因，并采取相關治理措施后。沉樁完成時測量沉樁偏位，測量結果應滿足相關規(guī)范要求。

5)監(jiān)測：

為加強對U型板樁生態(tài)護岸運用情況的監(jiān)測，需對U型板樁設置沉降、位移觀測點。主要的監(jiān)測項目有巡視檢查、變形監(jiān)測。具體監(jiān)測布置如下：①巡視檢查，按照規(guī)范要求對河岸進行巡視檢查，主要檢查護岸結構及人行交通橋伸縮縫等特殊部位的裂縫開合、傾斜、錯動等情況；②沉降監(jiān)測，監(jiān)測采用水準法，利用精密水準儀進行監(jiān)測。主要對護岸結構進行沉降監(jiān)測，每200m 布置一個測點，并在現(xiàn)場布設一個雙金屬標作為水準基點，兼做起測基點。

5 結 論

結合工程實際情況，選擇了鋼筋混凝土擋墻、格賓石籠擋墻、密排松木樁及仿木樁、生態(tài)U型板擋墻4種河涌斷面型式，從經(jīng)濟、技術、工期、生態(tài)等角度進行比選；采用生態(tài)U型板方案具有生態(tài)效益好、技術可實施性強等優(yōu)勢，作為推薦方案。在施工過程中，應當嚴格按照相關規(guī)范及施工要點要求進行，以保證工程建設質(zhì)量。