框架结构护岸新技术在城市河道中的应用

赖 勇，朱亚磊，余锦地

(浙江省水利水电勘测设计院， 浙江 杭州 310002)

框架结构护岸新技术在城市河道中的应用

赖 勇，朱亚磊，余锦地

(浙江省水利水电勘测设计院， 浙江 杭州 310002)

好溪堰河是贯穿浙江省丽水市主城区的一条千年古河道，在河道整治过程中，受制于河道周边的密集建筑物，传统的河道护岸技术均难以同时满足水利、市政、交通及景观的多元化要求。在分析其他创新河道护岸技术特点及存在问题的基础上，提出了适用于城市河道的桩柱式、框柱式两种框架结构护岸新技术，这两种护岸在维护河道周边建筑物稳定的同时，均具有不加深河床就可拓宽河道过流断面、不减少河岸用地、保持岸路畅通、改善水质及生态效果、提高亲水性等优点，在丽水好溪堰河水系整治工程中应用较为成功。

城市河道；好溪堰河；框架结构；护岸；钻孔灌注桩；亲水平台

在城市河道中，由于周边建筑物密集，河道规划或改造的用地红线范围有限，一般采用单一的陡立式护岸结构或上部为斜坡绿化带、中间为亲水平台、下部为陡立式护岸的复式断面护岸结构[1-3]。城市河道需满足蓄水、排涝、景观等基本功能，护岸结构通常比较简单，一般为块石挡墙、混凝土挡墙或混凝土“U”形槽结构。

随着社会经济的发展，传统的河道治理理念正逐步改变，“水质清澈、生态美观、岸路畅通”已成为城市河道的基本要求[4-7]。在河岸及河道总宽度固定、不减少河岸用地以及保障岸路畅通的前提下，传统河道护岸除了加深河道，无法拓展河道过流断面，而窄深式的河道不仅加大了护岸的实施难度，也深化了城市河道的水体，不利安全，亲水性[8]更差。

好溪堰河是浙江省丽水市主城区的两大水系之一，始建于唐宣宗年间，已有1100多年的悠久历史。好溪堰河自东北向西南方向穿丽水而过，途经青林、凉塘、九里、后铺、海潮等村，主城区过丽青路、花园路、大洋路后，下游汇入大洋河，是一条以农业灌溉为主，兼有排涝功能的河道。由于城市建筑的挤占，很多部位河道宽度已不足3.0 m，排涝过流断面严重不足，加上城区生活污水、生活垃圾等的影响，水质较差，基本无鱼类生存，亟待治理。河道整治除截污纳管外，要求在保持周边建筑物安全、河岸道路不缩窄的前提下拓宽河道宽度，传统的河道护岸技术无法实现这些目标，因此，需要创新河道护岸技术。

1 其他创新措施存在问题

箱涵、盖板涵、双层河道以及钢板桩、地下连续墙等结构常用来解决城市河道用地及施工难的问题[9]。然而，箱涵或盖板涵式的暗河结构虽有利于护岸稳定和上部道路畅通，但河道完全封闭，不能满足亲水性要求，对于有着千年历史的文化河道，不适合广泛应用[10-11]。下部为箱涵、上部为明渠的双层河道结构可以同时解决少占地、护岸稳定以及亲水性问题，但仅适用于陡坡、深槽河段，适用范围有限，而且，完全硬质型的底板生态性差，也不利于水质的净化。部分老城区，现状建筑紧靠河道时，常采用钢板桩[12-13]、地下连续墙等围护结构加固岸坡后再改造护岸结构，由于围护结构只是在其中承担了施工临时防护的功能，河道护岸建成后，一般是拆除或废弃处理，没有兼作河道护岸结构，综合利用程度不高，另外，即使保留也无法在不减少上部建设用地的前提下拓展过流断面。

城市河道应具备足够的断面过流以满足水利工程排涝功能的要求；河道护岸应能满足挡土、蓄水以及维持维护河道周边建筑物稳定的市政要求；现状河岸存在道路的，完建后一般都有保持岸路畅通的交通要求；另外，“水质清澈、生态美观、人水和谐”已是现代河道整治的基本要求。综合上述水利、市政、交通及景观的多元化要求，河道整治创新思路采用框架式结构护岸是必由之路。

2 桩柱式框架护岸

2.1 结构型式

桩柱式框架护岸(见图1、图2)[14]主要由桩体、隔板、底梁、立柱以及梁板组成，均为C25F50混凝土或C25F50钢筋混凝土结构，地基适应性强。框架桩体设置于河道的岸坡侧，为主要挡土结构，当上部场地宽度可以布置施工机械设备时，框架桩体一般采用钻孔灌注桩[15]；在周边建筑距离河道较近，无法布置施工机械设备时，框架桩体可以采用自上而下逆做法施工的人工挖孔桩或倒挂井。框架底梁设置在河道中，为立柱的扩大条形基础，立柱通过插筋浇筑在底梁上，隔板通过隔板插筋浇筑在框架桩体之间，对桩体间的土层起侧向封闭作用，框架表层梁板结构浇筑在桩体和立柱的顶部。考虑河床防渗和改善生态效果，框架立柱两侧的河床面铺设黏土防渗层，黏土防渗层上面铺设卵石护底层。框架护岸结构上部作为游步道时，可在梁板表面设置人行道板，在河道侧边缘设置护栏结构。另外，根据景观需要，顶板也可用石材或经过防腐处理的木材替代，上部也可直接铺设种植土形成绿化带[16]。

图1 桩柱式框架护岸横剖面图

图2 桩柱式框架护岸河道侧立视图

2.2 适用性分析

与传统的护岸结构[17]相比，桩柱式框架护岸结构特点主要有：

(1) 不仅具有挡土、蓄水的功能，在城市用地紧张、拆迁困难，周边建筑物密集时，可直接利用围护结构作护岸，综合利用程度高。

(2) 框架式结构在不减少河岸用地、保持岸路畅通的同时，既不加深河床，又可以拓展河道的过流断面，增加亲水性。

(3) 框架内扩展的河床面实施黏土防渗层及卵石护底层，有利于苔藓类植物生长，达到改善水质和河岸景观的效果。

(4) 混凝土桩体可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩或倒挂井，因此，基地适应能力强，砂砾石、砂砾卵石等中硬土层外及软土地基中均适用。在没有条件布置施工道路、施工场地局促大型机械设备布置不下、或周边建筑物有严格噪音控制要求时，仍可采用人工挖孔桩或倒挂井方式开展施工，当地下水位较高时，考虑施工安全需结合降水措施。

由于桩柱式框架护岸结构主体为钢筋混凝土结构，相对于传统护岸，单位长度投资要高一些，因此，用在城市河道中较为合理，而在乡村或郊区河道[18]中，建设用地富余度高，若再采用这一护岸型式经济性较差。

3 框柱式框架护岸

3.1 结构型式

框柱式框架护岸(见图3)[19]主要由底板、边墙、顶板和立柱4部分组成，均为C25F50钢筋混凝土结构，用于承载力较高的砂砾石、砂砾卵石等中硬土层较桩柱式框架护岸结构经济。框柱式框架护岸底板、边墙和顶板组合在一起构成侧放的“U”形框体结构。底板设置在河道中，是主要承载结构；边墙位于岸坡侧，主要起挡土和防冲的作用；顶板既可直接作为路面结构也可作为路基；立柱位于混凝土框体开口侧，传递顶板部分荷载至底板，从而避免顶板在受力上成为悬臂板结构，即有利于减少顶板配筋节省工程量，也有利于与桩柱式框架护岸结构统一外观，方便两种护岸结构在不同地质条件的城市河道护岸中交叉运用。

图3 框柱式框架护岸横剖面图

3.2 适用性分析

框柱式框架护岸主要特点与桩柱式框架护岸类似，都具有不减少过流、用地省、外形美观、生态性好的优点，也存在单价高一般仅在城市河道运用的缺点。与桩柱式框架护岸相比，由于省去了桩体结构，地质条件适应性上较桩柱式框架护岸结构要窄一些，不适合用在软土地基上，但相应地，在地基条件允许时，较桩柱式框架护岸施工块，也更经济。

4 工程应用

丽水好溪堰河水系整治工程整治好溪堰河长度6 845 m，整治前很多部位河道宽度已不足3.0 m，整治后排涝规模要求河道宽度5 m～20 m，因此，需拆除已风化的现状干砌石挡墙护岸，扩宽河道后重新实施护岸。由于河道沿线宇雷路—花园路、花园路—酿造厂段、机关幼儿园—大洋路口段多处建筑物紧邻河岸密集分布，部分地段建筑物距河岸仅2 m～3 m，因此，常规护岸结构在保障现状建筑物稳定的前提下施工河道护岸难度极大，河道整治时大量采用了桩体为钻孔灌注桩、人工挖孔桩的桩柱式框架结构护岸，也有局部河段采用了框柱式框架结构护岸。河床主要为砂砾卵石，地基承载力较高，桩柱式、框柱式两种框架护岸结构均适用，设计根据护岸墙后是否近距离存在建筑物防护对象进行选型。当河岸存在近距离建筑物防护要求时，采用桩柱式框架结构护岸；没有建筑物防护要求时，从经济性考虑采用框柱式框架结构护岸。

框架结构护岸下部作为过流断面可拓宽河道过流面积；上部钢筋混凝土梁板结构作为路面，可保持岸路畅通；整体结构不同于斜坡式护岸，不会减少河岸用地；黏土防渗及卵石护面的河床在改善生态效果的同时，结合间隔布置的水生植物区、河埠头、栈桥、亲水平台等结构，也改善了生态效果，提高了亲水性。2014年通水运行以来，好溪堰河道排涝未发生漫溢现象；周边建筑及护岸均无明显不均匀沉降；河床底部及框架底板表面水生植物生长良好，对水质起到了较大的改善作用；鱼类已重新出现并有逐年增多迹象；护岸道路同时也是亲水平台，对交通及居民休闲出行改善作用明显，实际运用效果较好。

5 结 语

城市建设用地寸土寸金，在老城区尤为突出，受制于河道周边的密集建筑物，拆迁困难，根据对相关护岸技术特点和存在问题的分析，提出了适用于城市河道的桩柱式、框柱式两种框架结构护岸，结合工程实际应用情况，主要结论如下：

(1) 传统的河道护岸技术均难以同时满足水利、市政、交通及景观的多元化要求。一般的箱涵、盖板涵、双层河道以及钢板桩、地下连续墙等创新结构适用性也较差，框架式结构护岸可供类似工程参考。

(2) 桩柱式、框柱式框架护岸直接利用围护结构作护岸，不仅具有挡土、蓄水的功能，综合利用程度高，还可在不减少河岸用地、保持岸路畅通、不加深河床的同时，拓展河道过流断面，增加亲水性。

(3) 桩柱式框架护岸结构可用于软土地基，两种框架护岸结构均可在没有条件布置施工道路、施工场地局促大型机械设备布置不下、或周边建筑物有严格噪音控制要求时进行施工，适用性较广。

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Application of New Technology of Frame Structure Revetment in the Urban River

LAI Yong, ZHU Yalei, YU Jindi

(ZhejiangInvestigationandDesignInstituteofWaterResourcesandElectricPower,Hangzhou,Zhejiang310002,China)

Haoxiyan River is an ancient river with thousand years history which flows through the main urban areas of Lishui city in Zhejiang province. During the channel improvement, there are restricted space due to dense buildings around the river, therefore the traditional technology of river improvement are difficult to meet the diversified requirements from water conservancy, municipal, traffic and landscape project. Based on the analysis of features and existing problems of other new technology, two new technologies of frame structure revetment are proposed which can maintain the stability of building surrounding river and widen the river channel without deepening the river channel, it also can reduce the land use on the riverside and keep road on river bank coherent, thus improve the water quality and the ecological effect and promote the human-water harmony. In conclusion the application of frame structure revetment is successful in the project of water system construction of Haoxiyan river in Lishui city.

urban river; Haoxiyan River; frame structure; revetment; bored pile; water side platform

10.3969/j.issn.1672-1144.2017.03.023

2017-02-14

2017-03-09

赖 勇(1978—)，男，江西奉新人，硕士，高级工程师，主要从事水利水电工程设计与研究工作。E-mail：aquanebula@163.com

TV61

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1672—1144(2017)03—0115—03