宝山区顾村镇村级河道护岸工程实施分析

余能海

（上海海防水利工程有限公司,上海 201900）

1 工程概况

宝山区顾村镇村级河道护岸工程整治6条河道位于宝山区顾村镇境内,涉及的河道分别为大北店河1（现状大北店河1南端～白荡河,长约280 m）、大北店河2（现状大北店河2南端～白荡河,长约117 m）、戴巷河（现状戴巷河西端～黄杨树河,长约230 m）、卢泾（S20 外环高速～生态1号河,长约218 m）、陆家桥河（刘中河～现状陆家桥河东端,长约251 m）、姚家弄宅河（现状姚家弄宅河北端～西陆房河,长约165 m）,总的河道轴线长度1261 m。工程采取嘉宝北片河网控制水位：最高控制水位3.80 m；实施低水位2.00 m；常水位2.50 m～2.80 m。4级堤防的安全加高值为0.3 m,则堤顶高程4.10 m。工程河道整治以水环境治理为重点,建设邻水绿带和滨水空间,提升新农村形象,带动地区经济可持续发展,将会对区域生态水环境的改善起到积极作用,带动区域经济的持续增长。

2 河道现状

项目区内共计6 条河道,即大北店河1、大北店河2、戴巷河、卢泾、陆家桥河、姚家弄宅河。河道岸线两侧部分基本为农田,部分岸段后方分布有民房。项目区河道现状如下。

（1）大北店河1：大北店河1为非规划河段,现状河道总长280 m,口宽约6 m～22 m,呈南北走向,北起白荡河,南至向南280 m。现状大北店河1是羌家村南北向唯一环通河道,。现河岸东侧主要为民房西侧为林地。大北店河1起点处有人行桥一座,现状桥梁外观良好。河道中心桩号0+200处有土坝基一座,宽度约2 m,下埋管涵,管径DN400,管底标高2.71 m。

（2）大北店河2：大北店河2 现状河道轴线长117 m,呈南北走向,北起白荡河,南至向南117 m。河道为独立水体不与外河相通,南侧有大量房屋。河道中心桩号0+000以北至白荡河为实地,规划蓝线内有信号塔一座,占地121 m2,无法搬迁。同时,白荡河南侧现状有防汛通道,通长布置,现状道路宽度2 m。河道中心桩号0+000～0+117段为现状老河道,口宽约12 m～33 m,河道西侧多为房屋,东侧基本为农田,无已建护岸。

（3）戴巷河：西起黄花流路,东至现状黄杨树河,东西走向,轴线长230 m,河道南侧有坟群无法迁移,戴巷河东端为现状已建桥梁一座。

（4）卢泾：南北走向,北起S20 外环高速,南至现状生态1 号河,轴线长218 m,其中桩号0+185～0+218 段为实地,其余段口宽约12 m～15 m,现河岸两侧主要为林地。实地段桩号0+200处有东西向已建道路一条,道路宽度约3 m,路面标高约4.52 m。河道两侧基本为自然土坡,土坡坍塌严重,现状河道中心桩号0+110～0+175 段河道东侧为已建方桩+插板+导梁护岸,导梁顶宽0.25 m。河道内每隔100 m布置有曝气装置一座。

（5）陆家桥河：东西走向,西起刘中河,东至刘中河以东251 m,东端为断头浜。现状河口宽约5 m～9 m,现河岸两侧堤顶主要为已建防汛通道。桩号0+055 有1#管涵一座,管涵管径DN600,管底标高约1.92 m,管涵上部水泥道路宽度6 m。桩号0+180 有2#管涵一座,管涵管径DN300,管底标高约3.13 m,管涵上部沥青道路宽度5 m。

（6）姚家弄宅河：南北-东西走向,南起西陆房河,东端为断头浜,口宽约10 m～30 m,河岸两侧主要为民房及田地。姚家弄宅河起点处有桥梁一座,桥梁规模为单跨6 m,宽度3 m,桥底标高3.81 m,现状桥梁外观良好。河道两侧基本为土坡,土坡上种有草皮,岸坡较陡。现状河道南侧桩号S0+034.47～S0+073.40有已建木桩+导梁护岸,已建护岸外观良好。

3 护岸实施及边坡稳定分析

工程涉及河道为中小规模,工程投资与工程用地均受到限制,斜坡式断面与复式断面相比,在河道同一底宽及底高程的情况下,复式断面占地或投资更多,因此实施采用斜坡式断面。

考虑生态性及与周边已实施河道的护岸协调性及景观性,因此,分段实施了A型（桩基+导梁）、B型（自然斜坡护岸）、C型（桩基础）三种护岸结构形式。

3.1 分段结构断面实施

3.1.1 A型护岸

A型护岸分为A1、A2、A3几种型式。

①A1型护岸用于戴巷河,总长339 m。护岸断面为：河底高程0.50m,河底宽度3 m,河底至桩前为1∶2.0自然土坡,桩前土坡高程为2.30m,桩基础为间隔方桩+C25钢筋砼插板,插板单块尺寸60 mm×800mm×1000 mm,连续布置,方桩规格为200 mm×200 mm×5000 mm,方桩间距1000 mm,方桩上部设C30 钢筋砼导梁,导梁顶高程2.70 m,尺寸为350 mm×400 mm,导梁顶至堤顶为坡比1∶2.0土坡,其中2.70 m～3.00 m土坡上铺设100 mm厚连锁植草砖以减少河道冲刷影响（见图1）。

图1 A1型护岸结构图

②A2型护岸用于大北店河1、大北店河2、卢泾,总长188.49 m。护岸断面为：河底高程1.00 m,河底宽度3.4 m～14.6 m,河底至桩前为1∶2.0自然土坡,桩前土坡高程为2.30 m,土坡平台宽度根据河道实际确定为0～3.6 m,桩基础为间隔方桩+C25钢筋砼插板,插板单块尺寸60 mm×800 mm×1000 mm,连续布置,方桩规格为200 mm×200 mm×4000 mm,方桩间距1000 mm,桩上部设C30钢筋砼导梁,导梁顶高程2.70 m,尺寸为350 mm×400 mm,导梁顶至堤顶为坡比1∶2.0土坡,其中2.70 m～3.00 m土坡上铺设100 mm厚连锁植草砖以减少河道冲刷影响（见图2）。

图2 A2型护岸结构图

③A3型护岸用于大北店河1、大北店河2,总长32.56 m。护岸断面为：河底高程1.50 m,河底宽度2.8 m～4 m,河底至桩前为1∶2.0自然土坡,桩前土坡高程为2.30 m,桩基础为间隔方桩+C25钢筋砼插板,插板单块尺寸60 mm×800 mm×1000 mm,连续布置,方桩规格为200 mm×200 mm×4000 mm,方桩间距1000 mm,方桩上部设C30钢筋砼导梁,导梁顶高程2.70 m,尺寸为350 mm×400 mm,导梁顶至堤顶为坡比1∶2.0土坡,其中2.70 m～3.00 m土坡上铺设100 mm厚连锁植草砖以减少河道冲刷影响（见图3）。

图3 A3型护岸结构图

3.1.2 B型护岸

B型护岸为生态斜坡,分为B1、B2两种型式。

①B1型护岸用于大北店河1、大北店河2、卢泾、姚家弄宅河,总长912.34 m。

护岸断面为：河底高程1.00 m,河底宽度1.6 m～23.4 m,河底至堤顶为1∶2.0斜坡,在2.30 m～2.80 m种植水生植物,1.70 m～3.00 m设置加筋麦克垫（见图4）。

图4 B1型生态斜坡护岸

②B2型护岸用于大北店河1、大北店河2,总长201.94 m。

护岸断面为：河底高程1.50 m,河底宽度1 m～4 m,河底至堤顶为1∶2.0斜坡,在2.30 m～2.80 m种植水生植物,1.70 m～3.00 m设置加筋麦克垫（见图5）。

图5 B2型生态斜坡护岸

3.1.3 C型护岸

C型护岸为密排木桩护岸,分为C1、C2、C3几种型式。

①C1型护岸用于陆家桥河,总长132.9 m。

护岸断面为：河底高程1.70 m,河底宽度1.5 m～3.3 m,桩顶高程2.40 m,杉木桩规格为梢径D140,桩长L=4000 mm,桩后侧坡面在2.40 m～3.00 m铺设100 mm厚连锁植草砖并种植水生植物（见图6）。

图6 C1型护岸结构图

②C2型护岸用于大北店河1、姚家弄宅河,总长156.74 m。

护岸断面为：河底高程1.50 m,河底宽度0.6 m～4.6 m,河底至桩前2.10 m为1∶2.0斜坡,桩顶高程2.40m,杉木桩规格为梢径D140,桩长L=4000 mm,桩后侧坡面在2.40 m～3.00 m铺设100 mm厚连锁植草砖并种植水生植物（见图7）。

图7 C2型护岸结构图

③C3型护岸用于陆家桥河,总长158.54 m。

图8 C3型护岸结构图

3.2 河道边坡整体稳定分析

3.2.1 计算工况

河道边坡整体稳定因高水位工况对上述稳定有利,是不控制工况,计算选择正常工况、非常Ⅰ、非常Ⅱ三种工况进行。

边界条件如下：

墙后地面标高：4.10 m。

河底高程：0.50 m～2.00 m

墙后地面实施荷载：5.0 kPa；施工期荷载：20.0 kPa。

3.2.2 水位组合

正常工况,墙前水位2.0 m,墙后地下水位3.60 m。

非常Ⅰ工况（施工期）,墙前水位0.50、1.0 m、1.5、2.0 m,墙后地下水位3.10 m。

非常Ⅱ工况（地震）,墙前水位2.5 m,墙后地下水位3.60 m。

3.2.3 计算方法

根据《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）,采用土力学中的瑞典条分法,即假定滑动为圆弧进行计算。

式中：W为土条总量,kN；Q、V为水平和垂直地震惯性力（V向上为负、向下为正）,kN；u为作用于土条底面的孔隙压力,kN/m2； 为条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角,（°）；b为土条宽度,m；c'、φ'为土条底面有效凝聚力（kN/m2）和有效内摩擦角（°）；Mc为水平地震惯性力对圆心的力矩,kN·m；R为滑弧半径,m。施工期采用总应力法,孔隙压力

水位降落期采用有效应力法,地震期采用有效应力法。

3.2.4 计算参数

计算参数见表1。

表1 边坡稳定性验算参数表

3.2.5 河道边坡整体稳定计算成果

经计算,河道各种工况下的边坡稳定安全系数计算结果见表2。

表2 护岸边坡稳定计算成果表

续表2

由表2的计算成果可知,各护岸断面在正常运用条件（水位降落期）和非常运用条件（地震期、施工期）组合情况下的边坡整体稳定安全系数均大于规范允许的最小安全系数,因此河道边坡整体稳定满足规范要求。

4 结语

宝山区顾村镇村级河道护岸工程在有民房的河段采用桩基础增加房屋安全性,空旷段尽可能使用自然斜坡,对有现状混凝土护岸段,为保持河道护岸外观一致,采用桩基+导梁结构,实施充分考虑协调性、生态性、落地性。工程实施后,修建的护岸、护坡可有效抵御雨水对堤岸的冲刷影响,除了充分发挥护岸在防洪、排涝等主体功能的作用,还充分发挥河道改善环境等方面的综合功能。