城市河道治理工程施工導流設計要點綜述

郭雷 金勇 孟鳴 何健

（上海勘測設計研究院，上海，200434）

【摘要】隨著現代城市化的迅猛發展，城市水環境治理問題逐漸受到各方的關注，而城市河道治理工程施工期的導流問題將日趨突出，本文對城市河道治理工程施工導流設計中的一些要點問題進行綜述概括，可為類似工程提供參考經驗。

【關鍵詞】環境保護 施工導流 施工圍堰

近年來，隨著我國城市化進程的飛速發展，在城市水利工程建設中，人們對水環境保護的要求越來越高，諸如城市防洪、排澇、供水、水土保持、水污染等問題日益突出，水的問題制約著城市現代化的進程，為實現人水和諧，保障城市經濟社會的可持續發展，城市現代化發展的同時必須有與之相適應的現代化城市水利設施。在國家大力發展水利設施建設的大背景下，為適應城市現代化建設要求，滿足城市防洪排澇要求、盡快消除水污染、打造宜居水生態環境，城市河道綜合治理作為現代化城市建設當中的一項基礎設施建設，越來越受到人們的關注。

根據城市河道治理工作具體特點，筆者結合近年來在多條城市河道治理工程中的設計經驗，對城市河道治理工程施工導流設計當中需引起注意的一些要點問題及事項進行歸納、總結，為類似工程的設計提供參考。

1 概述

在水利工程施工當中，施工導流工程實施直接關系到整個工程的成敗，導流方式選擇的合理性也直接關系到整個資金投入所產生的效益問題，因此施工導流設計是水利工程施工組織設計工作當中的重中之重。城市河道工程施工導流設計的內容主要包括以下幾個方面：導流標準的確定、導流方式的選擇、導流建筑物的設計以及導流施工方案。

2 導流標準的確定

河道工程導流標準一般參照《水利水電工程施工組織設計規范》（SL 303—2004）中有關表3.2.1導流建筑物級別劃分及表3.2.6導流建筑物洪水標準，首先根據永久建筑物等級確定導流建筑物級別，再根據導流建筑物級別確定相應的導流標準。

在長三角地區的城市河道工程，由于地處平原河網地區，河道周邊一般河網密布、四通八達，該地區河道工程在確定其導流建筑物級別及標準時，有一定的特殊性，主要體現在以下幾個方面：

（1）一般情況下平原河網地區導流建筑物規模較小，使用時間較短，且不涉及庫容，級別劃分時主要按保護對象的級別考慮。

（2）對于平原河網地區的內河河道，各河道之間互相聯通，水位多受設置于河口的口門建筑物調節控制，河道洪水重現期計算難度較大，此時導流建筑物設計標準往往不能完全按規范標準取頻率水位，在這種情況下，在確定導流建筑物設計標準時，通常考慮到河口口門建筑物的調節作用，設計標準按常水位（或控制水位）取用。

（3）對于聯通外海（長江）的河道工程，受外海潮汐的影響較大，防洪大堤的設計標準一般較高，當需要拆除重建施工時，在施工導流設計時既要考慮到導流建筑物的擋水要求，又要考慮到不能因工程的施工降低工程區域的相應的防洪標準及要求，在這種情況下，施工導流建筑物擋水標準需按原堤防臨防標準取用，圍堰頂高程一般與原堤防頂高程取為一致。

3 導流方式的選擇

城市河道工程施工導流方式的選擇受諸多因素影響，諸如河道通航要求、河道周邊建筑物分布情況、河道護岸設計以及河道周邊水系情況等，對各種影響因素作用下施工導流方式的選擇方法綜述如下。

3.1 河網分布情況

在選擇施工導流方式時，首先要考慮河道周邊的河網分布情況：

（1）若河道周邊無其他河網分布，河道有通航、供水等要求的情況下，在護岸結構修筑時多采用順河圍堰；若河道無通航要求，但有供水要求，而河道現狀河口寬度較窄，修筑順河圍堰對河道過流影響較大時，可根據河道兩岸實際情況，在河道一側（或兩側）埋設導流管或修筑導流明渠引導水流至河道下游，兩端修筑攔河圍堰擋水。

（2）在長三角河網地區，河網密布，四通八達，一條河道往往與多條河道互通，可直接在河道兩端修筑攔河圍堰攔斷，利用周邊河網導流，以方便工程施工，降低導流工程投資。

3.2 周邊建筑物的影響

當整治河道分布于建筑物密集的繁華地區，工程施工對周邊建筑物影響較大時，若采用攔河圍堰將整個河道攔斷，排干基坑進行施工，排水過程中由于地下水位驟降可能會導致河岸沉陷失穩，從而危及河道岸坡及沿岸建筑物的安全，在這種情況下，護岸修筑時一般采用順河圍堰擋水創造干地施工條件；在河道周邊場地開闊，且附近無建筑物分布時，河道施工對周邊環境影響較小，因順河圍堰工程量較大，導流工程投資較大，多采用攔河圍堰擋水創造干地條件后進行分段施工；此外，在河道周邊綠化茂密，生態完整，護岸施工往往會對沿線綠化造成一定的影響，在這種情況下，干地施工對綠化的影響較大，宜濕地帶水施工。

3.3 河道通航要求

對于有通航要求的河道，在考慮施工導流方案時，首先要確保河道航運不受影響，無論是否需要修筑施工擋水圍堰，均應保證原河道航運暢通，河道利用原河床或開挖臨時航道進行導流。若河道無通航要求，則可根據工程實際情況，考慮修筑攔河圍堰或利用已有口門建筑物擋水，進行河道斷流施工，河道通過河床外河網或其他泄流建筑物導流。

3.4 護岸結構型式

在市區河道治理時，根據河道所處位置及周邊環境，護岸結構型式大致可以分為土坡綠化類、斜坡護砌類，擋墻類及樁基類護岸等，根據不同的護岸型式施工時可采用不同的施工導流方式。

土坡綠化類護岸結構施工時，位于水下部分可在枯水期進行拋填，出水后再進行碾壓填筑，隨后進行岸坡綠化，原則上無需修筑擋水圍堰，可直接利用原河床進行過流；斜坡護砌類及擋墻類護岸結構，一般需要在干地條件下進行施工，則需要修筑擋水圍堰來保證干地施工條件。河道的導流方式則視上述河道的通航要求及河網分布情況而定；樁基類護岸結構往往樁頂高程在河道施工期水位以上，上部采用導梁連接，可直接水中打樁后，再澆筑上部導梁結構，無需修筑圍堰擋水。

3.5 河道土方開挖方式及周邊場地

河道治理項目當中，土方開挖方式的選擇往往直接關系到河道導流方式的選擇，而開挖方式的選擇受河道總體布置情況、開挖料的利用情況、地質情況以及周邊場地條件等因素影響。

（1）河道總體布置情況。

一般情況下，若河道為通航河道或與周邊通航河道相通，方便船機設備進入的，則可考慮直接水上船挖；若河道與外界河網隔離或僅通過管涵等聯通的，船機設備無法直接進入時，則可考慮直接攔斷進行干地施工。

（2）地質情況。

在河道表層淤泥分布較厚時，若采用圍堰攔斷后干地開挖，為滿足施工機械通行要求，需在河道內鋪設道板或修筑臨時道路，臨時費用大幅增加，在這種情況下，河道底泥開挖宜采用水上船挖或采用水力沖挖。

（3）開挖土方利用及周邊場地。

在河道治理對土料需求量大，而工程區域土料短缺時，應充分考慮開挖料的利用問題，宜采用干挖方案；若河道無干挖條件，在周邊場地允許的情況下，可采用船挖上岸翻曬后用于工程建設，以解決工程土料來源問題，同時避免臨時征地堆放的工作量，開挖料直接就近消化，節約了工程施工費用。

在城市河道綜合治理過程中，施工導流方式的確定往往受到以上一種或多種因素的綜合影響，往往要根據各種影響因素綜合考慮，選擇對周邊各方影響小，投資省，技術可行的施工導流方案。

4 導流建筑物設計

4.1 導流建筑物布置

河道治理工程導流建筑物一般為用于導流擋水的圍堰工程，從圍堰與河道水流的關系情況看，在平面布置上一般分為攔河圍堰和順河圍堰兩種斷面形式。攔河圍堰多布置于具備斷流施工的河道，否則應布置順河圍堰。在布置攔河圍堰時，因一般工程河道長度均較長，考慮施工便利和排水的需要，除填筑工程起點終點攔河圍堰，還應填筑分段圍堰，將河道分成相對較小的施工單元進行分段施工。

4.2 圍堰斷面形式的選擇

城市河道治理工程在進行施工圍堰斷面型式的選擇時，需考慮修建圍堰的材料來源、周邊建筑物的分布情況、施工場地布置條件、擋水高度、整體穩定及防滲要求等因素，目前在城市水利工程中，常用的圍堰型式主要有鋼板樁圍堰、充砂管袋圍堰、袋裝土圍堰、填土圍堰以及圓木樁（或鋼管樁）圍堰等，因受到圍堰造價及圍堰填筑材料的限制，城市河道工程中鋼板樁圍堰及充砂管袋圍堰使用較少，以下重點介紹城市河道工程中常用的幾種圍堰斷面型式。

（1）袋裝土圍堰。

袋裝土圍堰指采用土工布編織袋裝土作為圍堰堰體，考慮到袋裝土的防滲效果較差，圍堰迎水側護坡一般設防滲土工膜防滲。袋裝土圍堰主要優點在于施工工藝簡單，填筑方便、快速，有一定的抗沖刷能力，坡面防護工作量少，斷面較小；缺點在于所擋水頭不高，人工裝土充袋，費用較高；主要應用于內河、水頭較低的河道以及土料較少地區，見圖1。

（2）土圍堰。

土圍堰指采用直接水中拋填土作為圍堰堰體，再在臨水側護坡設置壓拋石及碎石墊層抗沖，下鋪一層土工布軟體排增加地基承載力。土圍堰主要優點在于施工工藝簡單，施工方便，可大規模機械化施工，填筑速度快，有土料的情況下造價便宜；缺點在于用土量大，斷面大，較多的占用河道面積，布置受場地條件限制，且抗沖刷能力最差，迎水面需護坡保護；主要應用于內河河道，適用于土料豐富地區，見圖2。

（3）圓木樁（或鋼管樁）圍堰。

圓木樁（或鋼管樁）圍堰是指在兩排圓木樁（或鋼管樁）之間采用回填土，前后排圓木樁采用圍檁作導向，并用鋼筋拉桿聯系固定。圓木樁（或鋼管樁）圍堰優點在于圍堰斷面小，可較少的占用河道面積，能適用淤泥質土層，結構安全穩定性好，擋水水頭高且抗沖刷能力強，維護工作量少；缺點在于施工工藝較復雜，抗拉質量要求高；主要應用于外河河口、擋水水頭較高、場地布置條件限制較大、工程區缺少土料等情況，也可用作縱向圍堰應用于水位變動較大的潮汐河道，見圖3。

（4）圍堰斷面型式的確定。

在圍堰堰型比選時除考慮不同型式圍堰的適用條件及優缺點外，需充分考慮工程施工以下工程特點：

1）圍堰處于潮位波動區，須考慮水流沖擊對堰體的影響，盡量減少圍堰的維護工作量。

2）堰基基本處于淤泥質粘土層及淤泥質粉質粘土層，圍堰堰型需充分考慮該土層地基承載力、抗剪強度、抗沖刷能力以及抗滲透能力的特征，以確保圍堰穩定、安全運行。

5 導流建筑物施工

袋裝土圍堰由人工裝袋填筑；填土圍堰由自卸汽車倒土填筑或反鏟挖掘機挖土填筑，露出水面以后利用拖拉機或履帶壓實；圓木樁圍堰采用水上打樁船打、拔圓木樁，人工或機械填筑堰室填土，反鏟或抓斗船拆除填土。

6 結語

在未來城市的發展中，城市水環境要求越來越高，城市水利工程建設關系到城市的可持續發展，城市河道生態治理及水環境改善工程作為未來城市水利工程建設的重點內容，越來越受到各方的關注。城市河道治理施工當中的導流問題將日趨突出，本文對城市河道治理工程施工導流設計中的一些要點問題進行綜述概括，供類似工程參考。而隨著科技及施工水平的不斷發展，這些問題也可能還將會有更多的解決途徑，需要在以后的工程實踐中不斷總結和創新，做到與時俱進。

【作者簡介】

郭雷（1982— ），男，陜西省禮泉縣人，工程師，主要從事水利水電工程施工組織設計工作。