寶山區顧村鎮村級河道護岸工程實施分析

余能海

（上海海防水利工程有限公司,上海 201900）

1 工程概況

寶山區顧村鎮村級河道護岸工程整治6條河道位于寶山區顧村鎮境內,涉及的河道分別為大北店河1（現狀大北店河1南端～白蕩河,長約280 m）、大北店河2（現狀大北店河2南端～白蕩河,長約117 m）、戴巷河（現狀戴巷河西端～黃楊樹河,長約230 m）、盧涇（S20 外環高速～生態1號河,長約218 m）、陸家橋河（劉中河～現狀陸家橋河東端,長約251 m）、姚家弄宅河（現狀姚家弄宅河北端～西陸房河,長約165 m）,總的河道軸線長度1261 m。工程采取嘉寶北片河網控制水位：最高控制水位3.80 m；實施低水位2.00 m；常水位2.50 m～2.80 m。4級堤防的安全加高值為0.3 m,則堤頂高程4.10 m。工程河道整治以水環境治理為重點,建設鄰水綠帶和濱水空間,提升新農村形象,帶動地區經濟可持續發展,將會對區域生態水環境的改善起到積極作用,帶動區域經濟的持續增長。

2 河道現狀

項目區內共計6 條河道,即大北店河1、大北店河2、戴巷河、盧涇、陸家橋河、姚家弄宅河。河道岸線兩側部分基本為農田,部分岸段后方分布有民房。項目區河道現狀如下。

（1）大北店河1：大北店河1為非規劃河段,現狀河道總長280 m,口寬約6 m～22 m,呈南北走向,北起白蕩河,南至向南280 m。現狀大北店河1是羌家村南北向唯一環通河道,。現河岸東側主要為民房西側為林地。大北店河1起點處有人行橋一座,現狀橋梁外觀良好。河道中心樁號0+200處有土壩基一座,寬度約2 m,下埋管涵,管徑DN400,管底標高2.71 m。

（2）大北店河2：大北店河2 現狀河道軸線長117 m,呈南北走向,北起白蕩河,南至向南117 m。河道為獨立水體不與外河相通,南側有大量房屋。河道中心樁號0+000以北至白蕩河為實地,規劃藍線內有信號塔一座,占地121 m2,無法搬遷。同時,白蕩河南側現狀有防汛通道,通長布置,現狀道路寬度2 m。河道中心樁號0+000～0+117段為現狀老河道,口寬約12 m～33 m,河道西側多為房屋,東側基本為農田,無已建護岸。

（3）戴巷河：西起黃花流路,東至現狀黃楊樹河,東西走向,軸線長230 m,河道南側有墳群無法遷移,戴巷河東端為現狀已建橋梁一座。

（4）盧涇：南北走向,北起S20 外環高速,南至現狀生態1 號河,軸線長218 m,其中樁號0+185～0+218 段為實地,其余段口寬約12 m～15 m,現河岸兩側主要為林地。實地段樁號0+200處有東西向已建道路一條,道路寬度約3 m,路面標高約4.52 m。河道兩側基本為自然土坡,土坡坍塌嚴重,現狀河道中心樁號0+110～0+175 段河道東側為已建方樁+插板+導梁護岸,導梁頂寬0.25 m。河道內每隔100 m布置有曝氣裝置一座。

（5）陸家橋河：東西走向,西起劉中河,東至劉中河以東251 m,東端為斷頭浜。現狀河口寬約5 m～9 m,現河岸兩側堤頂主要為已建防汛通道。樁號0+055 有1#管涵一座,管涵管徑DN600,管底標高約1.92 m,管涵上部水泥道路寬度6 m。樁號0+180 有2#管涵一座,管涵管徑DN300,管底標高約3.13 m,管涵上部瀝青道路寬度5 m。

（6）姚家弄宅河：南北-東西走向,南起西陸房河,東端為斷頭浜,口寬約10 m～30 m,河岸兩側主要為民房及田地。姚家弄宅河起點處有橋梁一座,橋梁規模為單跨6 m,寬度3 m,橋底標高3.81 m,現狀橋梁外觀良好。河道兩側基本為土坡,土坡上種有草皮,岸坡較陡。現狀河道南側樁號S0+034.47～S0+073.40有已建木樁+導梁護岸,已建護岸外觀良好。

3 護岸實施及邊坡穩定分析

工程涉及河道為中小規模,工程投資與工程用地均受到限制,斜坡式斷面與復式斷面相比,在河道同一底寬及底高程的情況下,復式斷面占地或投資更多,因此實施采用斜坡式斷面。

考慮生態性及與周邊已實施河道的護岸協調性及景觀性,因此,分段實施了A型（樁基+導梁）、B型（自然斜坡護岸）、C型（樁基礎）三種護岸結構形式。

3.1 分段結構斷面實施

3.1.1 A型護岸

A型護岸分為A1、A2、A3幾種型式。

①A1型護岸用于戴巷河,總長339 m。護岸斷面為：河底高程0.50m,河底寬度3 m,河底至樁前為1∶2.0自然土坡,樁前土坡高程為2.30m,樁基礎為間隔方樁+C25鋼筋砼插板,插板單塊尺寸60 mm×800mm×1000 mm,連續布置,方樁規格為200 mm×200 mm×5000 mm,方樁間距1000 mm,方樁上部設C30 鋼筋砼導梁,導梁頂高程2.70 m,尺寸為350 mm×400 mm,導梁頂至堤頂為坡比1∶2.0土坡,其中2.70 m～3.00 m土坡上鋪設100 mm厚連鎖植草磚以減少河道沖刷影響（見圖1）。

圖1 A1型護岸結構圖

②A2型護岸用于大北店河1、大北店河2、盧涇,總長188.49 m。護岸斷面為：河底高程1.00 m,河底寬度3.4 m～14.6 m,河底至樁前為1∶2.0自然土坡,樁前土坡高程為2.30 m,土坡平臺寬度根據河道實際確定為0～3.6 m,樁基礎為間隔方樁+C25鋼筋砼插板,插板單塊尺寸60 mm×800 mm×1000 mm,連續布置,方樁規格為200 mm×200 mm×4000 mm,方樁間距1000 mm,樁上部設C30鋼筋砼導梁,導梁頂高程2.70 m,尺寸為350 mm×400 mm,導梁頂至堤頂為坡比1∶2.0土坡,其中2.70 m～3.00 m土坡上鋪設100 mm厚連鎖植草磚以減少河道沖刷影響（見圖2）。

圖2 A2型護岸結構圖

③A3型護岸用于大北店河1、大北店河2,總長32.56 m。護岸斷面為：河底高程1.50 m,河底寬度2.8 m～4 m,河底至樁前為1∶2.0自然土坡,樁前土坡高程為2.30 m,樁基礎為間隔方樁+C25鋼筋砼插板,插板單塊尺寸60 mm×800 mm×1000 mm,連續布置,方樁規格為200 mm×200 mm×4000 mm,方樁間距1000 mm,方樁上部設C30鋼筋砼導梁,導梁頂高程2.70 m,尺寸為350 mm×400 mm,導梁頂至堤頂為坡比1∶2.0土坡,其中2.70 m～3.00 m土坡上鋪設100 mm厚連鎖植草磚以減少河道沖刷影響（見圖3）。

圖3 A3型護岸結構圖

3.1.2 B型護岸

B型護岸為生態斜坡,分為B1、B2兩種型式。

①B1型護岸用于大北店河1、大北店河2、盧涇、姚家弄宅河,總長912.34 m。

護岸斷面為：河底高程1.00 m,河底寬度1.6 m～23.4 m,河底至堤頂為1∶2.0斜坡,在2.30 m～2.80 m種植水生植物,1.70 m～3.00 m設置加筋麥克墊（見圖4）。

圖4 B1型生態斜坡護岸

②B2型護岸用于大北店河1、大北店河2,總長201.94 m。

護岸斷面為：河底高程1.50 m,河底寬度1 m～4 m,河底至堤頂為1∶2.0斜坡,在2.30 m～2.80 m種植水生植物,1.70 m～3.00 m設置加筋麥克墊（見圖5）。

圖5 B2型生態斜坡護岸

3.1.3 C型護岸

C型護岸為密排木樁護岸,分為C1、C2、C3幾種型式。

①C1型護岸用于陸家橋河,總長132.9 m。

護岸斷面為：河底高程1.70 m,河底寬度1.5 m～3.3 m,樁頂高程2.40 m,杉木樁規格為梢徑D140,樁長L=4000 mm,樁后側坡面在2.40 m～3.00 m鋪設100 mm厚連鎖植草磚并種植水生植物（見圖6）。

圖6 C1型護岸結構圖

②C2型護岸用于大北店河1、姚家弄宅河,總長156.74 m。

護岸斷面為：河底高程1.50 m,河底寬度0.6 m～4.6 m,河底至樁前2.10 m為1∶2.0斜坡,樁頂高程2.40m,杉木樁規格為梢徑D140,樁長L=4000 mm,樁后側坡面在2.40 m～3.00 m鋪設100 mm厚連鎖植草磚并種植水生植物（見圖7）。

圖7 C2型護岸結構圖

③C3型護岸用于陸家橋河,總長158.54 m。

圖8 C3型護岸結構圖

3.2 河道邊坡整體穩定分析

3.2.1 計算工況

河道邊坡整體穩定因高水位工況對上述穩定有利,是不控制工況,計算選擇正常工況、非常Ⅰ、非常Ⅱ三種工況進行。

邊界條件如下：

墻后地面標高：4.10 m。

河底高程：0.50 m～2.00 m

墻后地面實施荷載：5.0 kPa；施工期荷載：20.0 kPa。

3.2.2 水位組合

正常工況,墻前水位2.0 m,墻后地下水位3.60 m。

非常Ⅰ工況（施工期）,墻前水位0.50、1.0 m、1.5、2.0 m,墻后地下水位3.10 m。

非常Ⅱ工況（地震）,墻前水位2.5 m,墻后地下水位3.60 m。

3.2.3 計算方法

根據《堤防工程設計規范》（GB 50286-2013）,采用土力學中的瑞典條分法,即假定滑動為圓弧進行計算。

式中：W為土條總量,kN；Q、V為水平和垂直地震慣性力（V向上為負、向下為正）,kN；u為作用于土條底面的孔隙壓力,kN/m2； 為條塊重力線與通過此條塊底面中點的半徑之間的夾角,（°）；b為土條寬度,m；c'、φ'為土條底面有效凝聚力（kN/m2）和有效內摩擦角（°）；Mc為水平地震慣性力對圓心的力矩,kN·m；R為滑弧半徑,m。施工期采用總應力法,孔隙壓力

水位降落期采用有效應力法,地震期采用有效應力法。

3.2.4 計算參數

計算參數見表1。

表1 邊坡穩定性驗算參數表

3.2.5 河道邊坡整體穩定計算成果

經計算,河道各種工況下的邊坡穩定安全系數計算結果見表2。

表2 護岸邊坡穩定計算成果表

續表2

由表2的計算成果可知,各護岸斷面在正常運用條件（水位降落期）和非常運用條件（地震期、施工期）組合情況下的邊坡整體穩定安全系數均大于規范允許的最小安全系數,因此河道邊坡整體穩定滿足規范要求。

4 結語

寶山區顧村鎮村級河道護岸工程在有民房的河段采用樁基礎增加房屋安全性,空曠段盡可能使用自然斜坡,對有現狀混凝土護岸段,為保持河道護岸外觀一致,采用樁基+導梁結構,實施充分考慮協調性、生態性、落地性。工程實施后,修建的護岸、護坡可有效抵御雨水對堤岸的沖刷影響,除了充分發揮護岸在防洪、排澇等主體功能的作用,還充分發揮河道改善環境等方面的綜合功能。