暗渠在城市排水防澇工程中的應用

孟 宇

(遼寧江河水利水電新技術設計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110003)

隨著暴雨等極端天氣的增多，加之老城區排水防澇基礎設施改造滯后，應急管理能力不足，沈陽市內澇問題日益突出，嚴重影響了城市運行和市民生產生活。

為保證沈陽市區排水防澇安全，沈陽市委、市政府開展了為期三年的沈陽市排水防澇補短板行動，通過疏通現有排水管道、改造泵站、提高下游出口北運河排水能力等，緩解市區排水壓力，其中提高下游出口的排水流量是排水防澇補短板行動一期工程的重點和難點。

1 工程概況

根據城市排水需求，北運河渠首三面閘排水流量要從21m3/s提高到72m3/s。通過對現有溝渠過流能力評估，要求改造后的三面閘下游南、北干渠排水流量分別達到34、38m3/s，而現狀南干渠下游排澇能力只有11m3/s，經過深入研究探討，在丁香湖位置對南干渠進行分流，分走流量23m3/s。

丁香湖位于沈陽市西北部，占地總面積為4.1km2，其中水域面積3.1km2，是沈陽市區內最大的城中湖，是市民休閑、娛樂、旅游的重要聚集地之一。

2 工程布置

為減少征占地和對周邊環境的影響，設計階段對南干渠排水流量分流方案進行了大量的研究，選擇3個方案進行比選，詳見表1，東、西兩條暗渠位置如圖1所示。

表1 三種分流方案對比表

圖1 丁香湖東、西兩條暗渠排水路線示意圖

通過3種方案的對比，方案2對現狀丁香湖公園景觀造成破壞，短期內難以恢復，對公園影響較大，因此不被采用；方案3對湖區污染風險較大，一旦污染湖水，對周圍環境和百姓生活將帶來嚴重影響，同時和國家倡導的青山綠水政策不相符，因此也不被采用；方案1雖然在投資上有所增加，但在公園景觀不被破壞的前提下，還能利用暗渠建成后的平臺進行景觀再規劃，增加了丁香湖的娛樂、休閑、景觀效益，綜上考慮，南干渠分流采用丁香湖暗渠西線方案。

3 分段分區設計方案

丁香湖暗渠西線工程設計排水流量為23m3/s，新建暗渠全長3333m，沿丁香湖西側岸邊布置，進口位于南干渠，進口設置節制閘，進口底高程為38.13m，暗渠于樁號1+290至1+340處穿越沈陽三環高速，于樁號3+160至3+333處穿越丁香湖公園，與八家子排干相連接，出口底高程為36.87m。暗渠工程主要建筑物級別為3級，次要建筑物級別為4級。

結合排水線路的現狀和復雜的地形結構和已建工程情況，將暗渠分成過路段、標準段和樁基段，分段分區研究設計方案。

過路段暗渠樁號：0+000～0+100、3+120～3+184.52，共計164.52m，斷面凈空尺寸為B×H=5.0m×1.7m，雙孔結構鋼筋砼整體現澆暗渠，頂板、底板、邊墻及中墻厚0.45m。過路段暗渠底地基承載力不得低于160kPa。過路段暗渠汽車通行限重20t，工程建成后，應設置限重標識。

標準段暗渠樁號：0+100～0+460、1+090～1+340、2+230～3+120、3+184.52～3+333，共計1648.48m，斷面凈空尺寸為B×H=5.0m×1.7m，雙孔結構鋼筋砼整體現澆暗渠，頂板、邊墻及中墻厚0.4m，底板厚0.45m。標準段暗渠底地基承載力不得低于120kPa。標準段暗渠汽車通行限重5t，工程建成后，應設置限重標識。

樁基段暗渠樁號：0+460～1+090、1+340～2+230，共計1520m，斷面凈空尺寸為B×H=5.0m×1.7m，雙孔結構鋼筋砼整體現澆暗渠，頂板厚0.35m，底板及邊墻厚0.4m、中墻厚0.5m。

4 技術難題解決方法

4.1 基礎處理方法

本工程的實施難度在于基礎處理，由于丁香湖西側沿線地形復雜，丁香湖是由采砂形成的深坑，邊坡多為采砂后留下的碎石，并且湖底較深，這樣的邊坡不容易穩定，多會出現滑坡現象?？紤]到地基沉降和邊坡穩定的影響，選取樁基礎和拋石+回填山皮石方案，既節省了投資又能保證工程的安全。

對于暗渠基礎布線下岸坡較淺的位置，采用拋石+回填山皮石基礎處理方案，本方案是先進行拋石，拋石至施工期水位線以上后，再進行碎石回填，填筑至基礎設計高程，其具體施工方法：采用推土機和挖掘機配合進行拋石，方法為進占法。用自卸汽車將石料運至拋投現場，先用挖掘機進行拋投至水面以上0.5m，然后由推土機將細骨料推平嵌縫，采用振力不小于40t的重型壓路機碾壓6～8遍。填筑壓實后進行沉降檢測，采用沉降觀測法，以重型振動壓路機壓實，當壓實層頂面穩定、無輪跡，可判為密實狀態。在檢測段選擇檢測點，用白灰做出明顯標記，先記錄初始高程，然后用壓路機振動壓實2遍，再觀測檢測點的高程，如沉降標準差小于3mm，可判定沉降穩定，沉降滿足要求。沉降觀測檢測點的布設參照JTG F10—2006《公路路基施工技術規范》之填石路堤執行(即每40m檢測一個斷面，每個斷面檢測5～9點)。檢驗合格后方可填筑碎石。如檢驗后不符要求，查明原因，挖除重新拋填或繼續碾壓，直到合格。

對于暗渠基礎布線下岸坡較深的位置，采用樁基礎設計方案，本方案先進行基礎回填，回填料為粗砂，填筑至基礎設計高程后，滿足設備進場要求即可，然后進行鉆孔、澆注灌注樁。

4.2 實施難題解決方法

在工程建設過程中，樁號為0+450～0+480段出現基礎壓實困難的情況，施工期間對本段回填了大量塊石，但仍出現基礎穩定性差、沉降量大的情況，施工單位針對此次事件，首先對本段進行強夯處理，經過2次全區域強夯處理后，基礎仍然不穩定、沉降量大，通過現場再次測量，發現現狀岸坡陡并且湖底很深，回填塊石多滑向湖底，如繼續填筑塊石，回填量很大，因此針對此段進行了變更，基礎形式更改成樁基礎方案，確保了暗渠的穩定性和安全性，其余段在施工過程中未發現異常。通過工程的實施，驗證了暗渠基礎制定的方案是合理可行的。

5 結語

丁香湖暗渠于2018年年底建設完成，是目前遼寧省規模最大的城市排水暗渠，利用暗渠頂部建設的城市慢行道，為人們提供了休閑、嬉戲的場所，暗渠已成為丁香湖景區的又一道風景線。丁香湖暗渠工程解決了南干渠分流問題，增加了下游出口的排水能力，為城市排水防澇治理工程提供了新思路。文章側重研究了暗渠在城市排水防澇工程中的應用，根據排澇區域的實際特點，制定符合區域規劃的解決方案，對城市的未來發展提供基礎條件，該研究成果可為類似工程的設計、施工提供參考和借鑒，對暗渠運行管理、后期維護內容涉及較少，還有待進一步研究。