昆明市城区河道治理设计理念与建设探索

昆明市城区河道治理设计理念与建设探索

段　玫

（昆明市水利水电勘测设计院）

摘要：通过对昆明市城区几条不同区域、不同现状、不同流量、不同功能及不同地质条件的河道整治建设的总结，特别是对宝象河整治工程两岸不同现状及不同地质条件分别采用河堤护岸及基础处理方案的论述，为今后城区河堤基础及护岸处理开拓了一条新思路。

关键词：城区河道　设计理念　建设探索

通过参与昆明城市入滇池河道“清污分流”采莲河整治工程、石林巴江河城区段污染综合治理工程、禄劝掌鸠河城区段整治工程、宝象河水系防洪整治工程、呈贡捞鱼河上段综合整治及盘龙江下段防洪整治等工程的设计及建设，对处于不同区域、不同现状、不同流量、不同地质条件、不同功能条件下的城区河道治理进行了新的探索，经整治后的城区河道不仅提高了河道防洪能力，而且融入了城市公共空间，改善了河道的生态功能，提高了水体自净能力，成为城区的生态景观廊道，实现了河道的生态防洪，工程运行正常，发挥了较好的防洪及生态环境效益。采莲河整治工程在城区河道治理中首次引入了生态河堤设计理念，为其后入滇池河道的生态治理积累了经验，已成为入滇池河道治理的示范工程；巴江河道治理打破了过去河道等宽断面、截弯取直、两岸修筑高堤的做法，尽可能地保持了河道的自然弯曲，断面收放有致，并充分利用原有地形条件设计了一些蓄水湖池，结合两岸多功能廊道及截污管的埋设为石林县城今后的基础设施建设预留了发展空间，并配合绿化、园林建设，形成了环境优美的生态景观轴，成为县级城区河道整治的典范；禄劝掌鸠河城区段整治工程采用分台复式断面，为枯季汛期水位变幅大、冲刷、泥沙及泄洪量较大河流采用生态固堤提供了较成功的治理经验。上述三项目分获昆明市优秀设计奖。捞鱼河上段综合整治工程注重景观效果，全断面采用土质边坡植草固堤；盘龙江下段防洪整治以保护河堤树木及河堤回归自然状态为设计理念，恢复原有自然生态景观。

宝象河水系防洪整治工程是昆明市水利局负责承建的第一条入滇池河道，宝象分洪河按五十年一遇洪水标准整治、新建八座公路桥、两座节制闸及新建两座人行钢桥，并对河岸进行景观节点和绿化工程建设。在设计和建设中根据片区内开发建设项目的实际情况，体现“以人为本”的防洪新理念，综合考虑水、堤岸设施，在总结多条入滇池河道整治经验的基础上，根据不同区域、两岸不同现状及不同地质条件分别采用河堤基础及护岸处理方案，不仅安全、经济、工期较快，而且节省了投资，为河堤基础及护岸处理开拓了一条新思路。

官渡古镇段河道右岸为官小路，左岸多为3～4层村民自建住宅，离河道边最近距离仅5.0m，据调查，民房基础为毛石或钢筋混凝土浅基，埋深1.5m左右，且村民在河堤施工前多在其原有房子基础上加盖了2～4层，大大增加了软土地基的附加荷载。为确保河堤施工时道路及民房安全万无一失，经对河堤外打钢板桩、深搅桩、混凝土预制桩和钻孔排桩支护加桩间板的技术方案进行比较，因钢板桩只能作为临时支护，为一次性投入，在长距离河段施工投资大；混凝土深层搅拌桩连续墙虽防渗性能较好，但整体抗侧向土压力难以满足要求，需设多排，不经济；混凝土预制桩需较大的施工场地，且要求作为河堤须将预制桩中钢筋剥出与桩间板钢筋连接，因桩径小，剥离量大，投资较高；而钻孔排桩及桩顶连续卧梁整体性较好，能满足抵抗侧向土压力，并通过在钻孔排桩内预留钢管穿钢筋与桩间钢筋连接现浇混凝土形成整体桩间板护堤，使钻孔桩不仅是河堤开挖支护桩，同时是河堤护岸，节省了单独支护的费用，缩短了工期。因此，选择钻孔排桩支护加桩间板的组合形成护堤的方案。

在河道左、右岸河堤均采用φ1 200mm钻孔桩支护，桩间距为3.6m，为提高支护桩整体抗倾作用，在桩顶做1 200×500mm的连续卧梁，最后河堤通过在桩内预留钢管穿钢筋与桩间钢筋连接现浇混凝土形成整体桩间板护堤，针对河道左岸民房一侧实际情况，为提高钻孔排桩前被动土压力每根钻孔桩前增加4排深层搅拌桩，间距500mm，范围5.0m，并在钻孔排桩间及桩后加设φ500mm深层搅拌桩形成隔水帷幕，深搅桩长8.0m，间距350mm，有效控制了河堤开挖过程中围护结构的变形位移，防止了由此引起的地面沉降，确保了河堤直壁式开挖施工和周边建筑物的安全。钻孔排桩穿过杂填土、黏性土、粉土至粉砂层，经分层取物理力学参数采用弹性力学法对支护桩的抗滑、抗倾覆、抗隆起、抗管涌及桩间板结构计算，在左岸采用钻孔桩、桩间板加深搅桩和右岸采用钻孔桩加桩间板共同作为河岸支护的情况下均满足结构安全要求，桩长计算后取12.0m，经施工后检查，桩体未发生侧向推移，路基及民房均未出现开裂、不均匀沉降。该处理方案的钻孔排桩不仅是河堤开挖支护桩，同时桩与桩间通过钢筋连接成整体形成河堤护岸，确保了道路及民房的安全，为在距离建筑物较近实施开挖及河堤护岸探索了一条新路，节省了单独进行支护的投资，在施工过程中使用了旋挖钻直接取土造孔，不仅工期较快，而且避免了常规钻孔桩泥浆护壁带来的环境污染。

图1　排桩支护加桩间板护堤

在广福路至滇池入口段结合现河道右岸已有公路及地质条件较差的实际，河道采用分台生态复式不对称断面，河底宽为30.0m，河堤下部以滇池常水位1 887.40m加0.9m作为河岸护砌控制高度，采用浆砌石重力挡墙衬砌，右岸砌石挡墙上部为1∶1.5斜坡土堤，左岸设8.0m的平台过渡，平台上布设有2.0m宽的人行游道、两侧种植乔灌结合的植物，平台上部接斜坡采用灌草结合的护坡，并在广福路与河道交口左岸设置集休闲、娱乐、民族文化传承及健身为一体的园林景观小广场，为官渡古镇的旅游增添色彩，在中营村及宝丰村增设两座中承式空间无铰钢管拱与钢梁结合形式的钢桥，其结构新颖、造型美观，成为宝象分洪河整治的亮点。由于该段河堤基础坐落于淤泥质黏土及草煤层等软基及易液化粉砂地层，地基承载能力30～80kPa，未达到设计容许承载力大于100kPa的要求，在左岸施工便道施工时沉降较大，局部地段最大沉降达3.0m。因此，为提高地基承载能力，减少沉降量和沉降差，以及解决8级地震时基础的液化和河堤基础开挖时的边坡稳定等问题，同时控制投资、施工简便，在河堤施工前先期选择不同地段分别进行了深层搅拌桩中插入预制通讯电杆加芯桩、预制通讯电杆桩、沉管砂石桩（碎石和粗砂）中间插深搅桩、深层搅拌桩以形成复合地基改善承载力，在开挖堤岸护壁采用钢板桩作为临时支护以及右岸公路侧采用预制钢筋混凝土桩护壁等现场试验。试验中沉管灌注砂石桩中间插深搅桩方案，因管径偏小、基础软弱、在淤泥层缩孔严重、砂石桩在拔插过程中地下水位高，孔内进水形成堵管，在试验过程中，经调整沉管砂石桩中碎石和粗砂比例、取消粗砂并改进施工工艺，控制拔管速度及停振时间等反复进行试验，其试验效果仍不理想，决定取消该方案；深层搅拌桩因地基存在淤泥软弱层、地下水位高，断桩严重；而深层搅拌桩中插入预制通讯电杆加芯桩置换率为16%，桩间距1.5m，排距1.0m，经复合地基堆载试验，其复合地基承载力大于100kPa，沉降量小于10cm，满足设计要求，并在地基稍好地段为控制投资缩短工期选用预制通讯电杆桩（桩长6.0m、桩距0.8m）及木桩（桩长5.0m、桩距0.4～0.8m）进行地基处理，而钢板桩及预制钢筋混凝土护壁桩投资过高，因此采用木桩作为开挖边坡临时支护措施。本工程所选用的方案不仅安全、经济、工期较快，而且简单易操作、实用性强，投资较其他常规处理方案节省。经2006～2009年四年过水检验处理后的河堤结构稳定，其沉降、变形均在允许范围内。

图2　深层搅拌桩中插入预制通讯电杆加芯桩

通过近年来城区河道整治工程的总结，只有在对不同现状、不同流量、不同功能、不同地质条件的河道进行认真分析的基础上，更新原有设计理念，大胆探索，并根据施工现场实际及周边变化情况，突破常规，采取针对性的处理方案，调整和优化原设计，就可以达到不仅安全、工期较快、易于操作，而且节省投资的目的。