穿地塊雨水箱涵積澇問題分析

常 迪 （合肥市規劃設計研究院，安徽 合肥 230041）

0 前言

解決歷史遺留的積澇點，提標雨水主排系統可大大減少雨水箱涵穿越的小區及周邊學校、工業企業區域的雨天積澇現象，必將大幅提升居民居住舒適度和整體生活水平。

1 項目背景

廬陽工業園榮城花園小區（南苑）的積澇問題由來已久。該小區地勢較低，上游匯水面積大，每遇暴雨天氣，小區經常積澇，一樓住戶經常受淹。區域的主要排水箱涵建設于小區道路下，當時排水建設標準低。為了解決居民的內澇問題，《合肥市城市內澇治理二期工程》中按照三年一遇的排水標準重新改建了下游箱涵出口，新建了鐵路過水涵B6500H2000。內澇治理工程實施在即，將解決出口箱涵高程和斷面較小的問題，可以減小榮城花園積澇的頻率，但沒有徹底消除榮城花園積澇的隱患。

2 現狀分析

2.1 榮城花園雨水箱涵系統分析

榮城花園小區及周邊道路現狀管網建設年代較早，現狀箱涵B2600H2000，自連水路與靈溪路交口，南經耀遠路、凌湖路，進入榮城花園（南苑）小區。后沿著小區內道路穿越圍墻后變為雙孔B4500H1500箱涵，如圖1。通過鐵路涵，進入阜陽北路雨水箱涵，最終進入板橋河。榮城花園現在的主排箱涵尺寸小于內澇治理工程要新建的B6500H2000的鋼筋混凝土箱涵的一半，而且其上游區域如清河路、連水路、耀遠路、淮北路也存在易澇點。

靈溪路上現狀箱涵位于快車道上，道路西側，距離中心線約3.75m，榮城花園小區內，箱涵基本完全位于小區道路下，見圖1。

圖1 現狀箱涵路線示意圖

現狀管網當年的設計標準為重現期1～1.5年(暴雨公式m取2）。按照室外排水規范（2016版），現狀管網重現期已經不足一年一遇。現行《合肥市城市排水（雨水）防澇綜合規劃》保留箱涵并沿靈溪路、淮北路新建雨水箱涵B3000H2000—B4500H2000一道。

2.2 雨水箱涵結構現狀

經調閱設計資料，該箱涵為2006年設計，箱涵側墻為砂漿磚砌體結構，頂板為鋼筋混凝土板及預制蓋板結構，底板為鋼筋混凝土結構。

根據《靈溪路雨水箱涵結構安全檢測報告》，現狀箱涵存在病害可從三個方面進行考慮，一是可見的外觀病害，二是通過各種檢測方法檢測到的結構本身存在的強度、穩定性及耐久性問題，三是箱涵所處的環境對其耐久性的影響。

2.2.1 現狀箱涵存在的外觀病害

①頂板混凝土受侵蝕、剝落、露筋、鋼筋銹蝕，縱向開裂；

②頂板、側墻混凝土裂縫及滲水；

③磚砌側墻局部破損，砂漿脫落，墻體表層存在大量結晶物，過往排水洞口封堵處砌筑質量較差；

④涵體變形縫接縫不嚴，開裂滲水。

2.2.2 現狀箱涵結構存在的問題

①頂板混凝土抗壓強度普遍低于設計值，按現場檢測結果推定的頂板混凝土強度等級在C20～C30之間均有分布；

②側墻砌筑砂漿及砌筑磚抗壓強度較低，砂漿抗壓強度按照檢測結果推定等級小于M2.5，砌筑磚抗壓強度按照檢測結果推定等級均低于MU7.5，存在安全隱患；

2.2.3 現狀箱涵所處環境

現狀箱涵部分位于靈溪路車行道下，埋深較大，覆土約在1.458～4.872m之間，部分位于榮城花園小區內主路下，覆土約在1.232～2.565m 之間。

3 改造方案研究

3.1 相關道路分析

靈溪路、清河路、連水路、耀遠路、凌湖路規劃紅線均為30m，15m快車道已經建成，規劃的7.5m人行道現狀已按2～4m建成。清河路、耀遠路南邊兩側規劃有10m綠線，連水路南邊兩側規劃有15m綠線，靈溪路隨路段不同單側或兩側設有綠線。靈溪路為工業園區重要的南北方向次干道，交通量較大。

3.2 系統方案比選

方案一：現狀靈溪路快車道的箱涵破除新建，同時在另外半幅車道新建B3000H2000—B4500H2000箱涵進入將實施的B6500H2000箱涵。進入小區后，小區內現狀箱涵因空間有限原位破除新建，在小區原位新增B6500H2000箱涵。

方案二：不再利用靈溪路與榮城花園小區交口的凌湖路穿地塊箱涵，讓外水不再進入小區，自凌湖路口沿靈溪路新增雨水主管至淮北路，接入將實施的箱涵。在箱涵進入小區前為實現雨水提標，在靈溪路西側綠線內頂管新建雨水管道。

考慮到現狀箱涵位于市政道路快車道下和榮城花園小區道路下，埋設較深，如破除將極大的影響小區和道路交通出行，對箱涵的改造主要利用內部加固，少數局部頂板開裂處破除更換。

方案比選如下表所示。

經綜合比選，為減少對居民和企業的影響，節約工程造價，本次推薦方案二。

3.3 管網提標方案

雨水提標工程按照內澇治理工程的三年一遇重現期進行計算，自清河路至淮北路由北向南沿靈溪路增設提標管道。結合周邊三處積澇點，清河路自道路相對最低點積澇點處改造雨水管，連水路自低點處北側綠線內增設提標管，淮北路自鐵路涵積水點改造，耀遠路最低點處增設雨水口，如圖2所示。

圖2 雨水改造系統圖

管網提標方案自北向南，為以下幾個路段：

①清河路（靈溪路以西)：此段匯水面積約 13.5hm2，設計流量 2.3m3/s，而現狀僅為d500管徑，積澇隱患大。現狀雨水管沿清河路向東穿越崗地排放，若維持原走向，因距離排口較遠，提標近期無法解決。本工程順應現狀地勢，將清河路西側雨水沿靈溪路向南截流，出口隨本工程一次解決。因現狀道路為瀝青道路，四十五中工業園校區距離交口不遠，為減少道路開挖和對學校交通的影響，為清河路設計雙排雨水管道，北側d1400，南側d1000，過路頂管實施。

②靈溪路（清河路至連水路）：在道路西側現狀綠線（高壓走廊）內新建頂管d1600。

③連水路（靈溪路以西）：此段道路相對最低點處匯水面積97.8 hm2，設計流量12m3/s，連水路現狀d2000雨水管通行能力約5m3/s，本次規劃路北新增d2200雨水管道一道。新建管位位于道路中心線北約20m處綠線內。連水路最低點處雨水口加密并改造雨水口連接管。

④靈溪路（連水路至耀遠路）：連水路交口其上游匯水面積約121.9 hm2，設計流量15.1m3/s，耀遠路交口上游匯水面積約152.4 hm2，設計流量17.16m3/s，現狀箱涵加固后經計算新增d2200管道即可滿足要求，頂管實施。

⑤靈溪路（耀遠路至凌湖路）：此段西側新建的d2200管道主要在現狀人行道上支護開挖施工。凌湖路交口北，納入凌湖公園的溢流管1000x1200（來源物探）。經核算凌湖公園匯水面積約14hm2，水域面積（扣除小島 1.1 hm2）約6.5 hm2，陸域 7.5 hm2，設計納入最大流量約2.1m3/s。凌湖路交口上游匯水面積約 173.4 hm2，設計流量 18.1m3/s，現狀箱涵加固后新建d2600管道，可以將上游所有雨水截走，箱涵來水不再進入榮城花園小區。榮城花園小區箱涵分流后現狀箱涵加固后仍滿足現行雨水標準。

⑥靈溪路（凌湖路至淮北路）：劉沖路交口上游匯水面積約179.3 hm2，設計流量約18.1m3/s，為順利避讓淮北路路口現狀供電排管、燃氣管道等，在紅線外開挖施工d2600-B5000H1500（淮北路交口）至已設計B6500H2000箱涵。

⑦淮北路（靈溪路以東）：淮北路最低點處為單箅雨水口，雨天易積澇。本次將雨水口加密，并增設雨水管道d600一道，加大現狀d1000出口為d1400。

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⑧耀遠路（靈溪路以西）：最低點處在榮城花園北苑的南出口附近，為單箅雨水口，雨天積澇。本次改造最低點雨水口，并為耀遠路預留提標管道。

3.4 箱涵加固方案

維修加固以盡可能減少開挖工作面、減少對周圍的影響和投資以及施工方便為原則。在靈溪路快車道箱涵上進行路面開挖加鋼板樁支護形式開挖投料口和工作坑。現狀檢查井井筒作為施工期間的強制通風口使用。

針對現狀箱涵存在病害等級及病害位置，箱涵維修加固措施主要采用了如下幾種方法。

3.4.1 箱涵蓋板加固

針對箱涵蓋板為預制鋼筋混凝土結構，頂板縱向開裂、混凝土局部剝落、鋼筋銹蝕相對嚴重以及快車道下、小區內覆土較淺段，通過對蓋板的加固，提高其承載能力，增強其耐久性。加固方案鋼絞線網片——聚合物砂漿外加層加固箱涵預制蓋板。在清理混凝土和鋼筋外觀病害后，在蓋板底部施加預張緊鋼絞線網片——聚合物砂漿面層加固技術，使鋼絞線網片通過粘合強度及彎曲強度優秀的滲透性聚合物砂漿附著，與原本的混凝土形成一體，共同承擔荷載作用下的彎矩和剪力。

3.4.2 自密實微膨脹混凝土側墻加固

針對箱涵側墻為粘土磚砌體且存在安全隱患的涵段，砌筑砂漿及砌筑磚抗壓強度較低（砂漿抗壓強度均低于5MPa，磚抗壓強度均低于 7.5 MPa），在原磚墻內側澆筑20cm自密實微膨脹混凝土墻，與原側墻共同受力。詳見圖3。

3.4.3 頂板縱向開裂加固

對頂板縱向開裂的區段涵洞采用MU15砌體填實（此段主要為現狀箱涵進入小區前的一段，位于綠線內，新建涵洞分流后，該區段已不再承擔排水功能）。

圖3 自密實微膨脹混凝土側墻加固

3.4.4 頂板縱向開裂加固

對部分破損嚴重，加固困難的預制板蓋板開挖更換為現澆鋼筋混凝土蓋板。

另外，箱涵加固還進行了混凝土破損修補、露筋缺陷修補、混凝土裂縫修補、滲漏點封堵、變形縫修補、磚砌側墻修補、脫落的磚砌側墻抹面等維修加固設計。

4 總結

本工程首先梳理了箱涵沿線的積澇點，按照現行標準將全線箱涵提標，大大緩解榮城花園及沿線市政道路相關的積澇問題。本工程實施后，小區積澇問題沒有再出現。因原始地勢較低，小區內埋設有市政主排箱涵，市政快車道下埋設箱涵的案例在城市中是普遍存在的。本文為解決類似的小區積澇問題，非開挖修復箱涵提供了一種思路，可為類似工程設計提供參考。