城市河道治理工程施工导流设计要点综述

郭雷 金勇 孟鸣 何健

（上海勘测设计研究院，上海，200434）

【摘要】随着现代城市化的迅猛发展，城市水环境治理问题逐渐受到各方的关注，而城市河道治理工程施工期的导流问题将日趋突出，本文对城市河道治理工程施工导流设计中的一些要点问题进行综述概括，可为类似工程提供参考经验。

【关键词】环境保护 施工导流 施工围堰

近年来，随着我国城市化进程的飞速发展，在城市水利工程建设中，人们对水环境保护的要求越来越高，诸如城市防洪、排涝、供水、水土保持、水污染等问题日益突出，水的问题制约着城市现代化的进程，为实现人水和谐，保障城市经济社会的可持续发展，城市现代化发展的同时必须有与之相适应的现代化城市水利设施。在国家大力发展水利设施建设的大背景下，为适应城市现代化建设要求，满足城市防洪排涝要求、尽快消除水污染、打造宜居水生态环境，城市河道综合治理作为现代化城市建设当中的一项基础设施建设，越来越受到人们的关注。

根据城市河道治理工作具体特点，笔者结合近年来在多条城市河道治理工程中的设计经验，对城市河道治理工程施工导流设计当中需引起注意的一些要点问题及事项进行归纳、总结，为类似工程的设计提供参考。

1 概述

在水利工程施工当中，施工导流工程实施直接关系到整个工程的成败，导流方式选择的合理性也直接关系到整个资金投入所产生的效益问题，因此施工导流设计是水利工程施工组织设计工作当中的重中之重。城市河道工程施工导流设计的内容主要包括以下几个方面：导流标准的确定、导流方式的选择、导流建筑物的设计以及导流施工方案。

2 导流标准的确定

河道工程导流标准一般参照《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303—2004）中有关表3.2.1导流建筑物级别划分及表3.2.6导流建筑物洪水标准，首先根据永久建筑物等级确定导流建筑物级别，再根据导流建筑物级别确定相应的导流标准。

在长三角地区的城市河道工程，由于地处平原河网地区，河道周边一般河网密布、四通八达，该地区河道工程在确定其导流建筑物级别及标准时，有一定的特殊性，主要体现在以下几个方面：

（1）一般情况下平原河网地区导流建筑物规模较小，使用时间较短，且不涉及库容，级别划分时主要按保护对象的级别考虑。

（2）对于平原河网地区的内河河道，各河道之间互相联通，水位多受设置于河口的口门建筑物调节控制，河道洪水重现期计算难度较大，此时导流建筑物设计标准往往不能完全按规范标准取频率水位，在这种情况下，在确定导流建筑物设计标准时，通常考虑到河口口门建筑物的调节作用，设计标准按常水位（或控制水位）取用。

（3）对于联通外海（长江）的河道工程，受外海潮汐的影响较大，防洪大堤的设计标准一般较高，当需要拆除重建施工时，在施工导流设计时既要考虑到导流建筑物的挡水要求，又要考虑到不能因工程的施工降低工程区域的相应的防洪标准及要求，在这种情况下，施工导流建筑物挡水标准需按原堤防临防标准取用，围堰顶高程一般与原堤防顶高程取为一致。

3 导流方式的选择

城市河道工程施工导流方式的选择受诸多因素影响，诸如河道通航要求、河道周边建筑物分布情况、河道护岸设计以及河道周边水系情况等，对各种影响因素作用下施工导流方式的选择方法综述如下。

3.1 河网分布情况

在选择施工导流方式时，首先要考虑河道周边的河网分布情况：

（1）若河道周边无其他河网分布，河道有通航、供水等要求的情况下，在护岸结构修筑时多采用顺河围堰；若河道无通航要求，但有供水要求，而河道现状河口宽度较窄，修筑顺河围堰对河道过流影响较大时，可根据河道两岸实际情况，在河道一侧（或两侧）埋设导流管或修筑导流明渠引导水流至河道下游，两端修筑拦河围堰挡水。

（2）在长三角河网地区，河网密布，四通八达，一条河道往往与多条河道互通，可直接在河道两端修筑拦河围堰拦断，利用周边河网导流，以方便工程施工，降低导流工程投资。

3.2 周边建筑物的影响

当整治河道分布于建筑物密集的繁华地区，工程施工对周边建筑物影响较大时，若采用拦河围堰将整个河道拦断，排干基坑进行施工，排水过程中由于地下水位骤降可能会导致河岸沉陷失稳，从而危及河道岸坡及沿岸建筑物的安全，在这种情况下，护岸修筑时一般采用顺河围堰挡水创造干地施工条件；在河道周边场地开阔，且附近无建筑物分布时，河道施工对周边环境影响较小，因顺河围堰工程量较大，导流工程投资较大，多采用拦河围堰挡水创造干地条件后进行分段施工；此外，在河道周边绿化茂密，生态完整，护岸施工往往会对沿线绿化造成一定的影响，在这种情况下，干地施工对绿化的影响较大，宜湿地带水施工。

3.3 河道通航要求

对于有通航要求的河道，在考虑施工导流方案时，首先要确保河道航运不受影响，无论是否需要修筑施工挡水围堰，均应保证原河道航运畅通，河道利用原河床或开挖临时航道进行导流。若河道无通航要求，则可根据工程实际情况，考虑修筑拦河围堰或利用已有口门建筑物挡水，进行河道断流施工，河道通过河床外河网或其他泄流建筑物导流。

3.4 护岸结构型式

在市区河道治理时，根据河道所处位置及周边环境，护岸结构型式大致可以分为土坡绿化类、斜坡护砌类，挡墙类及桩基类护岸等，根据不同的护岸型式施工时可采用不同的施工导流方式。

土坡绿化类护岸结构施工时，位于水下部分可在枯水期进行抛填，出水后再进行碾压填筑，随后进行岸坡绿化，原则上无需修筑挡水围堰，可直接利用原河床进行过流；斜坡护砌类及挡墙类护岸结构，一般需要在干地条件下进行施工，则需要修筑挡水围堰来保证干地施工条件。河道的导流方式则视上述河道的通航要求及河网分布情况而定；桩基类护岸结构往往桩顶高程在河道施工期水位以上，上部采用导梁连接，可直接水中打桩后，再浇筑上部导梁结构，无需修筑围堰挡水。

3.5 河道土方开挖方式及周边场地

河道治理项目当中，土方开挖方式的选择往往直接关系到河道导流方式的选择，而开挖方式的选择受河道总体布置情况、开挖料的利用情况、地质情况以及周边场地条件等因素影响。

（1）河道总体布置情况。

一般情况下，若河道为通航河道或与周边通航河道相通，方便船机设备进入的，则可考虑直接水上船挖；若河道与外界河网隔离或仅通过管涵等联通的，船机设备无法直接进入时，则可考虑直接拦断进行干地施工。

（2）地质情况。

在河道表层淤泥分布较厚时，若采用围堰拦断后干地开挖，为满足施工机械通行要求，需在河道内铺设道板或修筑临时道路，临时费用大幅增加，在这种情况下，河道底泥开挖宜采用水上船挖或采用水力冲挖。

（3）开挖土方利用及周边场地。

在河道治理对土料需求量大，而工程区域土料短缺时，应充分考虑开挖料的利用问题，宜采用干挖方案；若河道无干挖条件，在周边场地允许的情况下，可采用船挖上岸翻晒后用于工程建设，以解决工程土料来源问题，同时避免临时征地堆放的工作量，开挖料直接就近消化，节约了工程施工费用。

在城市河道综合治理过程中，施工导流方式的确定往往受到以上一种或多种因素的综合影响，往往要根据各种影响因素综合考虑，选择对周边各方影响小，投资省，技术可行的施工导流方案。

4 导流建筑物设计

4.1 导流建筑物布置

河道治理工程导流建筑物一般为用于导流挡水的围堰工程，从围堰与河道水流的关系情况看，在平面布置上一般分为拦河围堰和顺河围堰两种断面形式。拦河围堰多布置于具备断流施工的河道，否则应布置顺河围堰。在布置拦河围堰时，因一般工程河道长度均较长，考虑施工便利和排水的需要，除填筑工程起点终点拦河围堰，还应填筑分段围堰，将河道分成相对较小的施工单元进行分段施工。

4.2 围堰断面形式的选择

城市河道治理工程在进行施工围堰断面型式的选择时，需考虑修建围堰的材料来源、周边建筑物的分布情况、施工场地布置条件、挡水高度、整体稳定及防渗要求等因素，目前在城市水利工程中，常用的围堰型式主要有钢板桩围堰、充砂管袋围堰、袋装土围堰、填土围堰以及圆木桩（或钢管桩）围堰等，因受到围堰造价及围堰填筑材料的限制，城市河道工程中钢板桩围堰及充砂管袋围堰使用较少，以下重点介绍城市河道工程中常用的几种围堰断面型式。

（1）袋装土围堰。

袋装土围堰指采用土工布编织袋装土作为围堰堰体，考虑到袋装土的防渗效果较差，围堰迎水侧护坡一般设防渗土工膜防渗。袋装土围堰主要优点在于施工工艺简单，填筑方便、快速，有一定的抗冲刷能力，坡面防护工作量少，断面较小；缺点在于所挡水头不高，人工装土充袋，费用较高；主要应用于内河、水头较低的河道以及土料较少地区，见图1。

（2）土围堰。

土围堰指采用直接水中抛填土作为围堰堰体，再在临水侧护坡设置压抛石及碎石垫层抗冲，下铺一层土工布软体排增加地基承载力。土围堰主要优点在于施工工艺简单，施工方便，可大规模机械化施工，填筑速度快，有土料的情况下造价便宜；缺点在于用土量大，断面大，较多的占用河道面积，布置受场地条件限制，且抗冲刷能力最差，迎水面需护坡保护；主要应用于内河河道，适用于土料丰富地区，见图2。

（3）圆木桩（或钢管桩）围堰。

圆木桩（或钢管桩）围堰是指在两排圆木桩（或钢管桩）之间采用回填土，前后排圆木桩采用围檩作导向，并用钢筋拉杆联系固定。圆木桩（或钢管桩）围堰优点在于围堰断面小，可较少的占用河道面积，能适用淤泥质土层，结构安全稳定性好，挡水水头高且抗冲刷能力强，维护工作量少；缺点在于施工工艺较复杂，抗拉质量要求高；主要应用于外河河口、挡水水头较高、场地布置条件限制较大、工程区缺少土料等情况，也可用作纵向围堰应用于水位变动较大的潮汐河道，见图3。

（4）围堰断面型式的确定。

在围堰堰型比选时除考虑不同型式围堰的适用条件及优缺点外，需充分考虑工程施工以下工程特点：

1）围堰处于潮位波动区，须考虑水流冲击对堰体的影响，尽量减少围堰的维护工作量。

2）堰基基本处于淤泥质粘土层及淤泥质粉质粘土层，围堰堰型需充分考虑该土层地基承载力、抗剪强度、抗冲刷能力以及抗渗透能力的特征，以确保围堰稳定、安全运行。

5 导流建筑物施工

袋装土围堰由人工装袋填筑；填土围堰由自卸汽车倒土填筑或反铲挖掘机挖土填筑，露出水面以后利用拖拉机或履带压实；圆木桩围堰采用水上打桩船打、拔圆木桩，人工或机械填筑堰室填土，反铲或抓斗船拆除填土。

6 结语

在未来城市的发展中，城市水环境要求越来越高，城市水利工程建设关系到城市的可持续发展，城市河道生态治理及水环境改善工程作为未来城市水利工程建设的重点内容，越来越受到各方的关注。城市河道治理施工当中的导流问题将日趋突出，本文对城市河道治理工程施工导流设计中的一些要点问题进行综述概括，供类似工程参考。而随着科技及施工水平的不断发展，这些问题也可能还将会有更多的解决途径，需要在以后的工程实践中不断总结和创新，做到与时俱进。

【作者简介】

郭雷（1982— ），男，陕西省礼泉县人，工程师，主要从事水利水电工程施工组织设计工作。