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深圳市暗渠化河道安全隐患分析及防治对策

2021-04-02马国骏

中国水利 2021年5期
关键词:笔架山暗渠箱涵

马国骏

(深圳市水务规划设计院股份有限公司,518001,深圳)

伴随着城市经济的快速发展和城市人口的高度集中,为了给房屋及交通腾出建设用地,早期河道、排水渠大量覆盖形成暗渠,这些暗渠普遍存在建设标准低、年久老化、日常维护管理困难等问题。在建筑结构外荷载、车辆动荷载等不利因素叠加下,安全风险加剧,对城市地面安全构成严重威胁。

本研究对纳入深圳市(不含深汕合作区)河道管理范围内的河道暗渠、上盖物业设施及道路进行现场调查,分析存在的安全隐患,为隐患治理及建立暗渠大数据管理提供准确基础信息,为制定出台深圳市河道上盖物业设施、上盖道路安全风险评估和管控工作制度提供数据支撑;同时选择笔架山河为例,分析暗渠段存在的安全隐患并提出防治对策。

一、工作方法

1.资料收集

收集深圳市水务基础资料,包括水利普查、河道管理范围线勘定工程、遥感影像、地形图、土地利用、相关水务工程、暴雨洪水调查成果等;收集河道暗渠的基本资料,包括地形图、暗渠建设档案、河道综合整治工程、运营管理等。

2.现场调查

调查范围为纳入全市河道管理范围线勘定工程的河道暗渠,距离暗渠结构外边线3 m内上盖物业设施、暗渠结构范围内的上盖道路。现场调查暗渠的分布位置、长度、上覆地物地貌[包括建(构)筑物、居民小区公共空间、道路等]基本信息,按行政区划、所属流域分别绘制暗渠及上盖物业设施、上盖道路的分布图,编录分类信息统计表,并建立基本信息台账。

3.数据分析

对深圳市暗渠及上盖物业基础资料进行梳理、统计,依据《深圳市地面塌陷隐患等级及认定暂行办法》及《城镇排水管道检测与评估技术规程》对暗渠结构性缺陷和功能性缺陷进行评价,分析河道暗渠可能存在的安全隐患。

二、深圳市河道暗渠安全隐患分析

1.河道暗渠总体情况

深圳地势为东南高、西北低,大部分为低丘陵地,间以平缓的台地,西部为滨海平原。深圳地貌的特点决定了无大江大河,绝大多数河流河道短小。

本次调查河道及各区沟渠汊流共计423条,河道总长度为1 192.47 km。其中,暗渠化河道192条,占河道总数量的50.59%;暗渠总长231.28 km,占河道总长度的19.39%。河道暗渠总长度最长的两个区分别为宝安区74.38 km、龙岗区48.85 km,河道暗渠长度占比最高的是福田区51.47%,其次是罗湖区28.08%。整体来说,原关外各区河道暗渠长度更长,而原关内各区由于城市建设密度大、强度高,河道暗渠长度占比更高。

现场调查发现,河道暗渠的主要类型分为箱涵式与盖板式两大类,箱涵式为钢筋混凝土箱涵结构,盖板式为钢筋混凝土盖板结构、浆砌石盖板结构和砖砌墙盖板结构。调查发现,钢筋混凝土箱涵结构的暗渠最长,占比为77.78%,其他结构占比分别为6.49%、13.59%和2.10%,说明钢筋混凝土箱涵结构的应用最广泛,这是由于钢筋混凝土结构为整体浇筑,结构可靠性较好。事实上,钢筋混凝土箱涵采用的混凝土强度等级一般不低于C50,抗渗等级达到P10,可以显著减少渠道渗漏。

2.河道暗渠上盖物业设施分析

深圳市暗渠上盖建筑共852栋,其中压覆类型的建筑为397栋,占比46.60%;暗渠上盖道路761条,其中压覆类型的道路为654条,占比达到85.94%。以上盖建筑楼层数划分,7层以下上盖建筑619栋,占比72.65%;7层至15层上盖建筑208栋,占比24.41%;15层以上上盖建筑25栋,占比2.93%。上盖道路以市政道路为主,园路仅73条。

从各区上盖建筑物分布来看,最多为龙岗区242栋,其次为罗湖区159栋,宝安区位列第三。从各区上盖道路分布来看,最多为宝安区212条,其次为龙岗区162条,坪山区最少16条。整体来说,龙岗区和宝安区的河道暗渠上盖物业设施最多,对暗渠安全性要求更高。

现场调查发现,部分上盖道路存在车辆超载、道路改造增加自制重量的情况,同时暗渠上盖建筑私自加盖楼层使暗渠本身承受超结构设计的荷载,在长期的往复作用下极易使暗渠出现结构性缺陷,引发安全隐患。

3.河道暗渠存在的安全隐患分析

根据《深圳市地面坍塌隐患等级及认定暂行办法》,暗渠安全隐患分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ共四个等级。根据危害程度,将安全隐患分为轻微、中等、严重和重大四类,其中结构性缺陷包括墙体垮塌变形、钢筋裸露锈蚀、裂缝、浆砌石砌体间砂浆流失、异物穿入破坏墙体、墙基淘空和墙体渗水等,功能性缺陷包括树根侵入、淤积和残墙。

现场调查共发现暗渠结构性缺陷4 904处,其中Ⅰ级和Ⅱ级结构性缺陷占比3.63%,分别有13处和165处,存在严重的安全隐患。钢筋混凝土箱涵暗渠安全隐患数量最多,占比74.02%,其中Ⅰ级7处、Ⅱ级113处;其次为浆砌石盖板暗渠,占比17.25%,其中Ⅰ级2处、Ⅱ级36处;混凝土盖板暗渠和砖砌墙盖板暗渠安全隐患较低。

目前深圳市暗渠存在的主要结构性缺陷有开裂渗水、钢筋裸露锈蚀、墙基掏空、墙体垮塌变形、砂浆流失、地表沉陷等。由于大量河道暗渠内部空气不流通,暗渠墙体受河水冲刷及污水浸蚀,墙体出现空洞、松散区等情况。部分钢筋混凝土箱涵出现保护层脱落、破损、钢筋外露等情况,多数浆砌石盖板出现基础淘空现象,对暗渠的安全运行造成极大危害。

通过分析,河道暗渠安全隐患成因主要包括以下几个方面:

一是暗渠自身质量问题。深圳市河道暗渠建设时间主要集中在20世纪90年代,普遍存在建设标准低、施工质量差等问题。

二是不良地基地质条件和汛期强降雨影响较大。深圳市大部分项目在土地平整后短时间内开始铺设管网,软土未固结,管网周边土体发生不均匀沉降。同时填海区域土体较软,沉降不均也极易引起地面变形。深圳市多年平均降雨量为1 830 mm,降雨主要集中在4~10月份,约占全年降雨量的85%。由于降雨时空分布不均,旱涝交替引起地下水水位剧烈变化,导致岩土体季节性波动。在上述几个原因综合作用下,容易形成地下空洞或松散区,导致暗渠变形、破裂。

三是管理养护不到位或管理工作缺失情况较多。深圳市城市化建设速度快、强度高,地下工程数量多、资料缺失,导致水务工程设施管理养护工作在暗渠方面出现空白区,在管理养护上欠缺上盖建筑、道路等其他工程设施对暗渠影响的监测管理等内容。

三、笔架山河暗渠安全隐患分析

1.笔架山河暗渠情况

笔架山河发源于笔架山,经银湖、金湖上库、金湖下库3座小(2)型水库调节后,流经泥岗村、八卦岭、西湖大厦、振业综合公司、振业大厦,在地王大厦东侧穿越深南大道,在嘉宾桥上游汇入布吉河。笔架山河银湖水库以下河道6.01 km已人工渠化,其中93.18%为暗渠,结构主要以钢筋混凝土箱涵及浆砌石盖板为主。

2.笔架山河暗渠上盖物业设施分析

笔架山河暗渠段上盖建筑共44栋,以压覆形式为主,其中7层以下建筑20栋,15层以上建筑4栋;上盖道路共22条,全部为市政道路,横跨解放路、深南东路,临近宝安南路。深南东路和宝安南路与暗渠位置关系见图1。

3.笔架山河暗渠存在的安全隐患

针对笔架山河开展的暗渠安全运行检测与评估表明,安全隐患主要分为4种类型,分别是裂缝隐患,墙体垮塌、墙角破坏,钢筋裸露锈蚀,接缝、预留口渗水隐患。项目共检测出暗渠结构性缺陷389处,其中Ⅰ级缺陷2处,Ⅱ级缺陷5处,低于Ⅳ级缺陷246处,所占比例为63.23%。

以泥岗路花圃段暗渠为例,隐患等级为Ⅱ级。现状浆砌石盖板挡墙墙基均被淘空,左岸挡墙底部淘空形成6.8 m×1.5 m×1.8 m空洞,右侧挡墙和底板淘空形成5.2 m×3.9 m×1.0 m空洞,混凝土盖板顶部出现钢筋裸露锈蚀问题,水土流失严重,地表出现空洞和局部塌陷现象;桂园小学段暗渠为浆砌石盖板结构,长为55 m,尺寸为2.0 m×1.8 m,安全隐患等级为I级。上盖建筑桩基直接设在浆砌石挡墙上,前期已经发生盖板坍塌、墙体垮塌事故。同时其他段连续性出现墙体淘空渗水、砌体松散、砂浆流失现象,箱涵顶板及侧墙离散式出现钢筋混凝土保护层脱落问题,也存在钢筋大面积裸露、锈蚀问题,尤以顶板底部钢筋裸露和锈蚀问题更加突出,面临的安全隐患不容忽视。

四、暗渠安全隐患防治对策

暗渠安全隐患防治应遵循“全面调查—详细勘察—鉴定评估—隐患治理—长效管控”的工作步骤,并遵循“轻重缓急”的工作原则。对Ⅰ级和Ⅱ级结构性缺陷应立即开展详细勘察及鉴定评估,并限期完成整治;Ⅲ级和Ⅳ级结构性缺陷应加强监测,并提出防治对策。

①针对地表隐患,例如土体松动、隐伏空洞等隐患,采用开挖填土或注浆加固方式,消除地表隐患,隐患消除期间,应避免施加外部载荷,减小对土体的扰动。

②针对钢筋裸露锈蚀、墙体渗水泌钙、基础淘空等隐患,采用局部加固方式,部分承载力严重不足部位,可考虑进行拆除重建。

③针对淤积严重、墙体开裂渗水等隐患,应对堵塞的排水口进行疏通,提出加固措施,对因堤后地下水水位过高而引起的墙体透水,提出墙后增设截水措施,同时对失效部分伸缩缝进行重新止水。

④针对暗渠及上盖物业设施存在严重安全隐患风险的,建议结合城市更新、暗渠复明等工程进行综合整治。

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