上海苏州河市区段防汛墙的加固改造

李珍明

（上海市苏州河环境综合整治领导小组办公室，200002，上海）

上海苏州河市区段两岸的防汛墙大部分建设年代久远，建设标准低，虽经多次加高加固，但墙体结构和材料老化严重，现有部分墙体存在巨大的安全隐患。如果苏州河河底淤泥清除后，防汛墙前覆土标高将降低，后覆土压力及水压力等可能会推动防汛墙向河中倾覆，现有防汛墙的安全稳定性将进一步下降。为确保防汛墙的安全，需要在进行苏州河河底淤泥疏浚工程前进行防汛墙的加固改造。在加固改造过程中要充分满足防汛、调水、通航、亲水、景观、旅游和两岸开发等方面对防汛墙的要求。

一、基本情况

1.水文

苏州河历史上又称吴淞江，属流域性河道，是黄浦江的一条支流。它西起江苏太湖瓜泾口，东至黄浦江，全长125 km，上海境内由赵屯至黄浦江河口53 km，沿线干支流交错，南北两岸各有8条支流河道相通，支流河口均有水闸控制。

由于苏州河已成为一条几乎完全受人工控制影响的河流，用水文分析法将一定频率的水位作为设计标准已不合理，设计标准应按工情及工程调度方案采用水力学方法分析确定。在近期规划工况条件下，统筹水情与工情、防汛安全与环境景观、近期与远期、设计高水位与安全超高并统一苏州河防汛标准，苏州河沿线两岸的排水泵站和支流排涝泵站规划总流量为557.96 m3/s，泵站入河总流量为539.04 m3/s，规划设计水位为4.79 m，出现在苏州河中游许浦港至封浜之间的河段。规划设计水位4.79 m加0.4 m安全超高，确定苏州河防汛墙规划顶高程为5.20 m；两级挡墙中第一级挡墙墙顶高程为3.50 m，第二级挡墙为5.20 m。

2.地质

苏州河地基土层分布大致稳定，由黏性土、粉性土和砂土组成，具有成层分布的特点。不同地段地基土层组合不同，工程地质条件各有差异，涉及的岩土工程条件也不尽相同，故根据防汛墙基础要求，结合场地的地质条件划分工程地质区段并进行特征分析。

苏州河两岸浅层地下水属潜水类型，主要补给来源为大气降水，水位随季节变化，水位埋深约为0.3～1.5 m，根据上海市工程建设规范《地基基础设计规范》（DGJ 08—11—1999） 有关条款，年平均水位埋深一般为0.5～0.7m，按不利条件分别采用地下水高水位埋深0.5m、低水位埋深1.5m。地下水的pH值为7，呈中性，对混凝土无腐蚀性。

3.结构断面

苏州河沿线从北新泾—河口的两岸防汛墙共有断面130个，其中南岸72个，北岸58个，现状结构主要表现为8种型式：浆砌块石重力式、半斜坡式、拉锚板桩式、前板桩后方桩钢筋混凝土重力式、后方桩加固式、前板桩后灌柱桩加固式、后灌柱桩加固式和前板桩后方桩钢筋混凝土直立式。采用的材料主要有砌石、混凝土和钢筋混凝土，有相当一部分的墙体上部采用了砖砌体，有部分桩基（特别是靠近河口的岸段）采用了木桩基础。由于墙体材质不一，经多次加固修补，外表凹凸不平，经日晒雨淋以及船只撞击，表面老化和损坏较多，影响景观。

二、防汛墙加固改造工程

1.工程范围

本次防汛墙加固改造工程范围从真北路桥至苏州河河口的外白渡桥，涉及河道总长16.52 km，南北两岸防汛墙岸线总长33.46 km，其中南岸长16.48 km，北岸长16.98 km。经对现状防汛墙进行复核计算，在底泥疏浚所要求的安全条件下，不满足要求的岸线长度为27.3 km，占岸线总长度的81.6%。

2.工程目标

苏州河市区段防汛墙加固改造工程首先要满足苏州河防御洪涝的要求，其次要满足苏州河水景观建设的需要，要适应苏州河两岸滨水地区开发的需要。通过工程的实施，逐步改善苏州河的水质，为恢复生态系统平衡创造条件。

3.重要参数

考虑到苏州河河口已建有挡潮闸，防汛墙的防御对象已由防潮为主转变为区域防洪除涝为主，因此确定工程等级为Ⅱ级，水工建筑物按2级考虑。河口水闸按千年一遇标准设防，闸内河段防汛墙防洪标准近期达到50年一遇、远期达到100年一遇的标准。除涝标准采用20年一遇、最大24 h面降雨量 180.2～211.2 mm作为区域除涝规划设计标准。两岸墙前泥面高程从0.0 m～1.0 m不等，河底疏浚高程从-3.0～-4.0 m不等，并同时考虑底泥超挖和河势对凹岸冲刷的影响。墙后活荷载按5kN/m2考虑。

4.结构型式

（1）桩型选择

根据工程具体情况，拟改建防汛墙均考虑采用桩基础，基础埋深约为1.5 m，桩端入土深度为11.0～18.0 m。在桩型选择中，由于苏州河穿越中心城区，四周皆有道路，部分区域为新建小区，周边原有建筑密集，管线众多，桩基施工对周围环境的影响较大。因此，对周围环境的影响在可接受的范围内，采用预制桩，且应加强对周边道路和管线的监测，做到信息化施工。钻孔灌柱桩为非挤压桩，除做好桩自身成桩质量控制及泥浆排污工作外，基本不受环境条件的制约和影响。同时，非挤压桩对桩间土的扰动较小，有利于避免成桩过程中的邻近桩偏位问题，但应注意成孔质量，防止塌孔，还需避免孔壁泥浆过厚及孔底沉渣。

（2）整体结构型式

苏州河属窄深型河道，经分析研究，沿岸防汛墙采用直立式挡墙是最为可行的方案。苏州河防汛墙常用的直立式结构型式有重力式无桩结构、低桩承台、拉锚板桩和高桩承台结构。对苏州河沿线防汛墙复核计算得出，重力式无桩结构整体稳定无法满足规范要求。因而设计着重对后3种结构型式进行了比选，推荐采用高桩承台结构作为苏州河防汛墙结构型式，同时也符合《关于苏州河防汛墙改造工程结构设计的暂行规定》的要求。大规模采用高桩承台结构型式是多年防汛墙建设经验的积累，也是上海首例。

（3）墙身结构型式

现存的浆砌块石或砌块等防汛墙结构经常出现墙身渗水、墙身老化、岸墙倒塌等现象，特别在2005年“麦莎”台风期间，部分防汛墙险状环生，而苏州河作为上海市区防汛的一线岸墙，砌块石加短桩结构难以满足耐久性的要求。为此，上海市水务局在《关于苏州河防汛墙改造工程结构设计的暂行规定(修订)》中，明确要求苏州河防汛墙采用高桩承台结构。因此，本工程防汛墙新建断面拟采用前板桩后方桩的高桩承台型式，墙身和底板承台均采用防渗性好、质量易保证的钢筋混凝土结构。

（4）防汛墙典型断面型式

根据两岸防汛墙现状稳定复核的分析成果，以《关于苏州河防汛墙改造工程结构设计的暂行规定》为设计原则，同时参考已实施的苏州河防汛墙急、难、险段改造工程的经验及对两岸防汛墙现状稳定性的分析成果，防汛墙基础加固改造可归纳为4种基本型式：拆除新建型、墙前加固型、墙后加固型和骑跨式加固型（见图1～图4）。在实际运用中，需要对各种加固改造结构型式的优缺点和使用条件进行比较和分析，互为补充，灵活使用。

5.稳定性保证

通过稳定性复核，保证防汛墙的稳定性，包括复核防汛墙的整体稳定和自身稳定。整体稳定复核为圆弧滑动计算，采用瑞典条分法和总应力模式进行计算。自身稳定复核主要计算防汛墙的抗滑、抗倾、地基承载力等，有桩基的墙体复核桩基承载力，根据复核结果可采用保留、利用和拆除3种处理方式。针对两岸的防汛墙结构和周围环境结合城市公园、主干道、教育、居住、生态、景观等方面的要求，共设计了8种标准断面。苏州河进行底泥疏浚时，河底淤泥层层面标高降低，防汛墙前动土压力减小，土体易产生倾向位移，为保证防汛墙的稳定性，采用墙前设置预制板桩的方式加以保护。

6.耐久性保证

防汛墙结构的耐久性由正确的结构设计、材料选择、配合比和浇捣养护方式来保证，并注意对施工全过程进行严格的监督管理。苏州河防汛墙位于水位变化区，防汛墙混凝土应避免采用火山灰硅酸盐水泥，同时应控制骨料杂质的含量，特别应避免含有蛋白质石等有潜在活性的、会引起碱骨料反应的颗粒。应保证混凝土的施工质量，混凝土的级配、拌和、运输、浇筑、振捣和养护均应严格遵照施工规范的规定，特别是正确的浇捣养护是保证混凝土耐久性的前提。加强混凝土的浇捣养护可能造成施工速度的降低和施工费用的增加，但可提高混凝土结构的耐久性，不需花费高昂的维修费用，从工程的寿命来看是经济的。

三、防汛墙与沿河景观建设

1.把防汛墙融入亲水型滨河景观

根据景观水系规划，以上海城市总体规划为指导，以水环境功能区划为依据，以确保城市防汛安全为前提，在加大黄浦江、苏州河综合治理的基础上，加快集水资源综合调度、景观和旅游、内河游艇休闲等功能为一体的景观水系建设，有利于带动中小河道整治和加快沿岸绿化景观建设，结合历史文化底蕴，构筑“水清、岸绿、景美、游畅”的东方水都新景观，促进上海水上旅游业的发展。要把苏州河沿线建设成为水质清洁、环境优美、气氛和谐的生活休闲区，成为中心城区一条重要的生态景观轴线；要严格制定条块开发控制条件，降低沿线建设容量，以保证滨河公共空间的开敞性；对具有保留价值的历史建筑，通过整治重现历史原貌，对沿线历史建筑分布较集中的区段特别提出保护与利用相结合，形成通透的滨河景观。苏州河沿线防汛墙的建设必须同时满足连续性、安全性、环保性和景观性的要求；在满足防汛要求的前提下建设亲水岸线，并注重环境建设和安全防护措施；充分利用现有设施，结合现状码头建设亲水平台，把防汛墙作为亲水型滨河景观的一部分。

2.防汛墙功能与景观区域功能相结合

要突破防汛墙仅作为工程设施的狭义概念，强调功能与景观的结合。依据苏州河的功能定位对防汛墙景观进行了总体设计，划分了3个景观区域和11个景观区段，根据滨河空间的大小以及道路、建筑、绿化与防汛墙的关系，确立了8种滨水岸线型式。对沿岸的景观和绿化进行功能分析，保证整个岸线风格协调统一，在满足防汛安全的条件下，将自然景观与防汛功能融为一体，打破滨河空间传统的单调线性，形成丰富的滨水视线，同时注重生态和对历史建筑及文脉的保护，以人为本，创造最佳的生态环境。

3.保持防汛墙与周边环境相协调

防汛墙景观设计范围自东向西分为繁华区、和谐区和自然生态区3个景观区域，亲水岸线及墙体景观符合 《苏州河滨河地区控制性详细规划》和《苏州河防汛墙景观概念设计》的布局原则和功能定位。防汛墙建设用地范围为6m，防汛墙景观设计仅局限于对墙体进行景观处理。亲水岸线设置必须满足防汛和底泥疏浚的要求，亲水平台结构应满足稳定、安全要求，施工方便，经济合理，具有可操作性。外观特色以苏州河上现状桥梁作为分段边界，南北岸景观风格协调一致。通过对苏州河历史的解析，汲取周边环境具有代表性的建筑符号，以墙为载体记录苏州河历史文化演变的痕迹，从而体现苏州河伴随上海发展的风雨历程。根据苏州河沿线滨河景观建设情况，防汛墙加固改造结合腹地建设的岸段有普陀区长风生态绿地、闸北区浙江路—乌镇路景观岸段和静安区W形绿地东段等滨河亲水岸段，亲水岸线的防汛墙断面均能与滨河景观设计方案有机结合。

四、实施情况

苏州河市区段防汛墙加固改造工程在上海的城市中心区域实施，为减轻噪声和震动，施工单位探索使用改进过的高频液压振动锤，取得了较好的效果。截至2010年5月，苏州河市区段防汛墙加固改造工程已完成25.5km，正在建设的防汛墙约0.5km，以上合计约占总长度的96%，尚有1km左右未开工。

五、长效管理

防汛墙加固改造工程完成后，还需要进行后续的维护保养工作，形成长效管理机制，确保防汛墙加固改造工程效益的长久发挥。在实施防汛墙的长效管理中要注意以下几个方面：

1.体现特色

苏州河贯穿上海市中心城区，两岸有较多的历史保护建筑，防汛墙外观要尽可能与周边环境相协调。防汛墙加固改造可考虑与亲水平台、两岸绿化、园艺雕塑等相结合，充分展现苏州河两岸的人文景观和历史文化特色。

2.确保安全

防汛墙的安全事关苏州河沿线人民的生命和财产安全，除了要考虑防汛墙承载高水位的压力之外，还要考虑墙前低水位时需要承载的墙体后面土压力、水压力和堆载压力，以免造成墙体向水中倾覆。

3.立体绿化

苏州河流经上海中心城区，两岸陆域限制了沿河绿化的大范围铺开，但为了达到防汛标准必须保证防汛墙要达到一定的高度。因此可以考虑沿河绿化向空间发展，如采用爬山虎等藤蔓植物对防汛墙进行绿化覆盖。

4.多方投资

防汛墙最基本的功能是确保防汛安全，因此加固改造工程的防洪除涝标准不能有任何降低。但考虑到投资有限，第二级防汛墙亲水平台的景观绿化装饰等工程可逐步由沿线开发单位进行投资建设。

5.统一监管

苏州河沿线水闸、泵站、防汛墙等工程设施及来往船只的监管应统一进行，迫切需要建立一个集水文、水质、防汛、调水、环卫、环保、航运和水上安全等多种功能为一体的实时监测、监控系统。

6.综合效益

苏州河具有悠久的沿河历史及较深的文化底蕴，能较好地反映上海城市建设和发展的历史。因此，可以把防汛墙作苏州河水景观的一个主体工程来加以美化，在发挥其社会、经济、资源、环境、生态效益的同时，发挥其景观效益。

[1]上海市苏州河环境综合整治领导小组办公室.上海市苏州河环境综合整治方案[R].1998.

[2]上海市水利工程设计研究院.苏州河防汛墙景观概念规划[R].2005.

[3]上海市水利工程设计研究院.苏州河下游段防汛墙加固和底泥疏浚工程项目建议书[R].2006.

[4]上海市水利工程设计研究院.苏州河下游段防汛墙加固和底泥疏浚工程可行性研究报告（防汛墙加固改造部分）[R].2006.

[5]上海市水利工程设计研究院，上海市市政工程设计研究院.苏州河下游段防汛墙加固和底泥疏浚工程初步设计报告 （防汛墙加固改造部分）[R].2006.

[6]李珍明，蒋国强，朱锡培.上海市苏州河底泥疏浚分析[J].中国水利，2010（9）.