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上海市水系沟通中的几种典型断面设计探讨

2021-03-30

水利技术监督 2021年3期
关键词:导梁堤顶木桩

刘 飞

(上海千年城市规划工程设计股份有限公司,上海 200441)

随着社会的发展,城市的建设速度逐渐加快,也对水资源的开发与利用提出了新的、更高的要求,水系连通的主要目的是合理调配水资源[1],实现水资源的可持续利用,提高河湖健康保障的能力,提升防汛除涝的能力。水资源的污染越来越严重,污染现象从大江大河到村沟宅河均有分布,水系的不连通导致水体流动不畅[2],造成自净能力下降,导致水环境恶化,给人们居住环境带来了较大的影响,上海经过多轮水系整治,整体的水生态环境改善较为显著[3- 6]。本文对上海市水系沟通常用的几种方案进行研究,探讨水系沟通设计的方案供相关工程参考借鉴。

1 断头水系现状

上海市断头水系存在以下几种情况:水系本身为独立水体,如小水塘、宽度较窄的河沟,水体不流动,为死水;水系中间存在一处或多处堵坝、管涵等,现状管涵不能满足河道换水自净和排涝的要求;水系被填埋或淤积严重、杂草丛生[7]、河底高程较高,导致水的流动性较差,造成水系不畅。

基于上海水系沟通的政策,原则上沟通水系以建桥为主,建桥条件不具备的以涵代桥,断头点两侧各30m河道护岸同步治理,由于河道大多为村沟宅河,河道蓝线大多以现状为主,少数河道为刚性蓝线。

2 指导思路

在深入贯彻落实全面、协调、可持续发展思路的基础上[8],结合实际情况,对各个水体存在的问题,具体问题具体分析,在综合考虑河道本身功能的基础上,因地制宜统筹考虑建设全区水系河网布局,优化河网水系,从设计入手,以设计为前导,健全后续管理的执行和监督、督查机制,保障河道资源的可持续利用。城区内良好的水系沟通可以提升城市排涝能力,可持续的生态策略则有助于城市生态环境建设。[9]

3 设计原则

河湖水系连通是一项系统工程,一些地方在对于如何更好地开展河湖水系连通,仍存在认识、技术、管理层面的问题,因此就水系沟通项目从技术层面进行合理地分析及设计,对项目区的防汛除涝以及水环境影响较大。本次水系沟通主要遵循以下原则。

(1)有规划蓝线河道,整治河段按照规划布置;无规划河道河口宽度原则上不小于10m,且不小于现状河口宽,新建桥、涵不小于现状河道的过流。

(2)水系沟通点整治河段设计岸线与两侧现有岸线均要求顺接。新建护岸形式尽量与原护岸形式一致,不破坏现有的整体风格,保证岸线顺接流畅。

(3)河道尽量采用生态护岸,根据需要可占用一部分陆域,适当加大河道水面宽度。

(4)部分河道拟开挖河段两侧植被良好、已形成较好的景观处尽可能加以保留利用。

4 方案研究与应用现状

根据设计思路及原则,对以上几种情况的断头河水系沟通进行研究,具体如下。

4.1 A河道

沟通独立水体的水系,主要采用新开河道,连接外部河道来沟通水系,原则上新开河道不占用基本农田,河道宽度不小于6m,新开河道避开房屋等建筑物,减少搬迁费用。

(1)河道横断面设计。设计河道口宽一般不小于8m,河道底宽及河底高程根据河道现状进行调整。

(2)河道护岸结构设计。因项目处于上海市某区农村地区,为更好地与周边风貌相协调,采用木桩+导梁护岸,木桩透水性较好,可以较好地实现水体与土壤间的自然交换,因木桩水位变动区腐烂较快,故木桩顶部增加导梁,导梁为钢筋混凝土结构,置于木桩顶部,可避免水位变动区木桩的损坏。在2.40m处设置0.4m×0.6m的钢筋混凝土导梁,顶高程为2.80m,导梁顶部和堤顶之间采用1∶2.0土坡连接,坡面及堤顶上种植绿化,堤顶高程为4.20m。导梁下部设木桩基础,木桩前宽1.00m平台,平台高程为2.30m,平台与河底之间采用1∶2.5土坡相接,贴近自然、透水性较好。设计断面如图1所示。

4.2 B河道

B河道现状河口宽12~14m,为非规划河道,东西连接二级河道,B河道中间水流不畅,水体浑浊,河道边坡为土质边坡,两岸为基本农田,沟通水系中存在1处管涵、1处堵坝。

河道护岸结构设计:在2.60m处设置0.4m×0.6m的钢筋混凝土导梁,顶高程为3.00m,导梁顶部和堤顶之间采用1∶2.0土坡连接,坡面及堤顶上种植绿化,堤顶高程为4.20m。导梁下部设方桩基础,桩后设置1.5m高塑钢防渗板,防渗板上设置透水帽,方桩前宽1.00m平台,平台高程为2.00m,平台与河底之间采用1∶2.5土坡相接,贴近自然、透水性较好。河道护岸断面如图2所示。

4.3 C河道

水系被填埋或淤积严重、杂草丛生、河底高程较高,导致水的流动性较差,造成的水系不畅; C河道为村级河道,呈东西走向,东侧为村宅,西与某河道连接,河口宽度4~11m,现状河道边坡为浆砌块石护岸及混凝土挡墙护岸,部分为土质边坡,河道北岸基本为居民区,南岸为居民区和厂房。河道在村中南北向小路下存在一处阻水管涵,同时东侧河道受房屋侵占严重,河道淤积较为严重,水质较差,杂草丛生,河道中垃圾较多。

图1 木桩+导梁护岸断面图(单位:mm)

图2 方桩+导梁护岸断面图(单位:mm)

河道护岸结构设计:目前C河道断头点处西侧河道两岸为木桩导梁护岸,东侧河道北岸为混凝土护岸,南岸为自然土坡,考虑到按照现状河口线设计河道岸线,设计采用浆砌块石护岸进行边坡防护,可以较好的与现状护岸顺接,如图3所示。

水系沟通对改善水质起到了较为关键的作用,水系沟通后可采用点源净化装置、复合生态浮床、固定化微生物-生物培养器、底部生物净化毯、曝气等技术[10],对水生态进行修复,改善水体的COD、BOD、NH3-N、DO及透明度等指标,实现水质达标、透明度见底、水景优美。在水系沟通设计过程中为防止水土流失,以及边坡稳定,可采用一定的非工程措施,如:堤顶种植乔木、灌木、草皮等,可以在较大程度上涵养水土,减少边坡失稳;水系沟通后在相关部门可建立督查小组,在河道管理范围内定期或不定期进行督查,建立健全相应的管理法规;可较好发挥水系沟通的作用。

图3 浆砌块石护岸断面图(单位:mm)

5 结语

通过实际工程案例,对上海市断头河的几种情况及设计断面进行探讨,通过工程措施对断头河进行沟通,列举了几种典型的护岸断面,既做到了水系沟通,又保障了水系沟通后岸坡的稳定性,可为长江下游地区类似工程提供一定参考。由于篇幅有限,未能尽述水系沟通设计中的内容,水系沟通的断面方案设计是否合理,对水系沟通的深入研究及方案的优化,尚有较大空间。

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