朱必方，高焱哲

(廣州市宏濤水務(wù)勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，廣州 510405)

1 工程概況

中成路暗渠[1]位于中成路與沙河涌交匯處，主要解決中成路跨沙河涌的交通，暗渠為舊漿砌石擋土墻上加鋼筋混凝土蓋板形式，暗渠道路經(jīng)過多次改造。

2008年出現(xiàn)過1次險(xiǎn)情[2]，道路中間位置坍塌范圍為3～5 m2，深度為2～3 m，后采用回填塊石混凝土進(jìn)行處理。2017年4月27日出現(xiàn)了第2次險(xiǎn)情，道路南側(cè)花壇位置坍塌呈長條形，范圍為6～10 m2，深度為2～5 m，隨后采用暗渠內(nèi)部四周架設(shè)支撐及外部充填灌漿處理。2017年6月4日，發(fā)現(xiàn)第2次險(xiǎn)情處西側(cè)路面坍塌呈圓形，坍塌范圍為20～30 m2，深度為2～6 m，造成暗渠行洪不暢(見圖1所示)。第2次、第3次險(xiǎn)情現(xiàn)場(chǎng)照片如圖2所示。

圖1 3次險(xiǎn)情位置示意

圖2 第2次(左)、第3次(右)險(xiǎn)情示意

2 暗渠結(jié)構(gòu)及處置方案

2.1 暗渠結(jié)構(gòu)

通過衛(wèi)星歷史圖片對(duì)比摸查，圖3左為2000年險(xiǎn)情示意，顯示中成路下游為明渠，中成路上游為260 m長暗渠，暗渠段上游為明渠；圖3中為2009年險(xiǎn)情示意，顯示中成路下游為暗渠，并且下游暗渠線位已經(jīng)明顯外東改移，中成路上游全為暗渠，已無明渠；圖3右為2010年險(xiǎn)情示意，顯示中成路下游為暗渠，中成路上游已揭蓋復(fù)涌。通過3張衛(wèi)星圖片對(duì)比可以了解，由于白天鵝2期及廣州凈水有限公司(京溪凈水廠)的建設(shè)，沙河涌中成路段上游、下游均進(jìn)行過河涌建設(shè)，但均未對(duì)沙河涌中成路暗渠進(jìn)行改造。

圖3 衛(wèi)星歷史示意

該段基本無維護(hù)，為此，作業(yè)人員使用長管呼吸器、安全繩進(jìn)入暗渠，粗略量測(cè)暗渠尺寸、位置、周邊匯入的排水口。經(jīng)摸查，暗渠前段為2010年新開段，新開段尾端以70°～80°轉(zhuǎn)折接回舊沙河涌暗渠(內(nèi)尺寸2.0 m×2.3 m)，出口為白天鵝2期改道整體涵箱[3]結(jié)構(gòu)。舊沙河涌暗渠為舊漿砌石擋土墻加蓋板型式，出現(xiàn)多處石塊脫落、局部倒塌，第3次險(xiǎn)情位置幾乎阻斷了暗渠過流斷面。

根據(jù)暗渠摸查情況，初步繪制了暗渠平面關(guān)系示意(見圖4)。坍塌位置上游存在舊河涌暗渠段(圖4中黃色虛粗線)及2010年新開段(圖4中藍(lán)色粗線)，坍塌位置下游舊暗渠已被白天鵝花園2期建設(shè)時(shí)填埋(圖4中黃色虛細(xì)線)并新建了改道段(圖4中粉色線)。

2.2 處置方案確定

由于多處石塊脫落、局部倒塌，并且3次險(xiǎn)情位置距離近、險(xiǎn)情相隔時(shí)間變短，舊暗渠原位置復(fù)建施工風(fēng)險(xiǎn)高。舊暗渠位置東側(cè)北面為奧邦輪胎市場(chǎng)的主要入口，經(jīng)過東側(cè)中成路去天河區(qū)的大拖車、貨車、轎車等各種車輛川流不息，新暗渠位置選擇在東側(cè)影響大；舊暗渠位置東側(cè)南面距離白天鵝二期上部主體結(jié)構(gòu)為7.2 m，無法滿足新暗渠布設(shè)寬度及安全距離要求。

舊暗渠位置西側(cè)北面為東院小區(qū)上部主體結(jié)構(gòu)為17.2 m，南面距離白天鵝一期上部主體結(jié)構(gòu)約為56.0 m，新暗渠位置選擇在西側(cè)可行。

綜合考慮新暗渠各位置的布設(shè)，并結(jié)合下述施工導(dǎo)流[4]、交通疏解[5]等方面，按滿足遠(yuǎn)期規(guī)劃行洪及補(bǔ)水要求在舊暗渠西側(cè)新建6.0 m(凈寬)×3.5 m(凈高)的暗渠(見圖5所示)。

圖5 新暗渠位置示意

3 施工導(dǎo)流和交通疏解

中成路暗渠距離耙齒瀝水庫1.5 km，集水面積為2.86 km2(含耙齒瀝水庫2.04 km2)，汛期流量為24.1 m3/s(含耙齒瀝水庫下泄流量7.7 m3/s)。中成路段沙河涌位于廣州凈水有限公司(京溪凈水廠)尾水口下游約500 m，實(shí)際尾水流量約為1.0 m3/s。

采用圍堰將新舊河涌分段圍護(hù)，使沙河涌新河道水流及舊河涌水流通過埋設(shè)混凝土管的施工導(dǎo)流方式。

為了減小汛期施工導(dǎo)流流量[6]，耙齒瀝水庫通過放水涵提前放水至汛限水位來保證水庫大雨時(shí)不泄洪，施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為24.1+1-7.7=17.4 m3/s(其中舊河涌流量為5.0 m3/s，2010年整治端河涌流量為12.4 m3/s)，考慮埋設(shè)管長為10 m，上游最大水深為4.8 m，下游水深為3.0 m，埋設(shè)涵管[7]底坡為1/1 000，管身糙率取為0.014，暗渠上下游渠道過流面積為9.0 m2，經(jīng)計(jì)算采用2根直徑為1.5 m的鋼筋混凝土埋管，滿足施工設(shè)計(jì)流量為17.4 m3/s要求。

第1期導(dǎo)流方案：圍蔽中成路南側(cè)道路險(xiǎn)情位置及白天鵝2期花壇位置(見圖6上圖藍(lán)色)，坍塌暗渠兩側(cè)施打鋼板樁并架設(shè)支撐保障兩側(cè)安全后，采用小型挖機(jī)局部開挖坍塌位置并埋設(shè)2根直徑為1.5 m混凝土管(見圖6上圖綠色)，在新暗渠位置3邊施打鋼板樁并架設(shè)支撐進(jìn)行下游鋼筋混凝土涵箱施工(見圖6上圖青色實(shí)線)。

第2期導(dǎo)流方案：圍蔽中成路北側(cè)道路及北側(cè)舊河涌(見圖6下圖藍(lán)色)，埋設(shè)直徑為1.2 m混凝土管(見圖6下圖綠色)，將舊河涌水流導(dǎo)流至2010年整治段河涌，截?cái)嗯f河涌3邊施打鋼板樁并架設(shè)支撐進(jìn)行永久結(jié)構(gòu)中游游段涵箱施工(見圖6下圖青色實(shí)線)。

圖6 施工導(dǎo)流及交通疏解示意

第3期導(dǎo)流方案：先埋設(shè)2根直徑為1.2 m混凝土管，將2010年整治段河涌水流導(dǎo)流至舊河涌，再截?cái)?010年整治段河涌進(jìn)行永久結(jié)構(gòu)上游游段涵箱施工。

中成路周邊有白天鵝花園、京溪小學(xué)、京溪公安宿舍、中人小區(qū)、千禧花園、諾亞互聯(lián)產(chǎn)業(yè)園等，為連接白云區(qū)京溪街和天河區(qū)元崗街重要交通要道。第1期利用中成路北側(cè)進(jìn)行交通疏解(見圖6上圖深綠色)，保證最窄處8.0 m的通行寬度，第2期利用新建涵箱側(cè)中成路及白天鵝2期花壇位置進(jìn)行交通疏解(見圖6下圖深綠色)，保證最窄處9.0 m的通行寬度。

該施工導(dǎo)流和交通方案緊密銜接，方便快捷，合理處理了汛期洪水導(dǎo)流及交通疏解問題。

4 管道保護(hù)方案

坍塌位置周邊管線[8]多，主要管線如下：直徑為1.2 m自來水鋼管，覆土層厚度為1.10～1.30 m；直徑為0.3 m PVC煤氣管，埋設(shè)深度為1.20～1.50 m；電力管為10 kV，埋設(shè)深度為1.10～1.30 m；2孔軍用光纖，埋設(shè)深度為1.20～1.80 m；直徑為0.8 m污水管，埋設(shè)深度為5.00～5.20 m；直徑為0.4 m雨水管，埋設(shè)深度為2.00～2.20 m；電信管溝為0.6 m×1.8 m，埋設(shè)深度為1.70～1.80 m；通訊線路燈線若干，埋設(shè)深度為0.20～1.00 m(見圖7所示)。

圖7 物探主要管線示意

4.1 “建基面上部擴(kuò)大孔鋼管樁托換”保護(hù)直徑1.2 m給水管

中成路給水管屬于廣州市重要供水支管，遷改難度大，通過分析論證采取現(xiàn)位保護(hù)措施。

鑒于1.20 m的給水管覆土層厚度為1.10～1.30 m，暗渠結(jié)構(gòu)底板深度約9.50 m，暗渠結(jié)構(gòu)施工時(shí)給水管懸空高度約7.00～7.20 m，通過以下措施較好地解決了懸空對(duì)給水管影響。

采用小型鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)擴(kuò)大孔孔位(見圖8中藍(lán)色示意)鉆孔取樣判斷鋼管樁的適用性。挖除表層混凝土路面并開挖至給水管中心線高程，特別注意給水管周邊約1.0 m范圍采用人工開挖。預(yù)留給水管下梯形受力土體(圖8中紅色示意)，進(jìn)行給水管兩側(cè)土體開挖至鋼管樁施打平臺(tái)高程(圖8中藍(lán)色水平線示意)，以保障周邊淺層開挖時(shí)給水管的支撐條件，梯形受力土體待托換后開挖?？紤]減小施打時(shí)的擠土效應(yīng)[9]、減弱對(duì)周邊振動(dòng)影響，并有利于預(yù)留土體[10]的安全穩(wěn)定支撐，采用部分?jǐn)D土成樁、壁厚薄的敞口鋼管樁。預(yù)留土體2側(cè)施打4個(gè)直徑為0.8 m深度為5.1 m的擴(kuò)大孔，減少直徑為0.5 m敞口鋼管樁[11]施打的摩檫反力約1 280 kN(樁周長1.57 m×側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值80 kPa×5.1 m×2)，方便了敞口鋼管樁的施打。

最后，洞挖[12]預(yù)留土體架設(shè)鋼支撐梁。擴(kuò)大孔(直徑為0.8 m孔內(nèi)施打直徑為0.5 m的鋼管樁)充分利用圓形土拱效應(yīng)保留了給水管下預(yù)留土體的良好受力條件。擴(kuò)大孔孔四周距離鋼管樁平均凈距為0.15 m使得鋼管樁周圍土體應(yīng)力釋放，可以降低了托換后給水管下土體開挖對(duì)鋼管樁支撐結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，方便預(yù)留土體開挖并進(jìn)行永久混凝土涵箱的施工。

4.2 外包后吊起保護(hù)處理煤氣管、電力、軍用光纖

搶險(xiǎn)施工過程中的擾動(dòng)及觸碰對(duì)煤氣管、電力、軍用光纖影響大，開挖過程中管線底懸空會(huì)影響管線的使用甚至產(chǎn)生破環(huán)，為此，管線采用外包吊起保護(hù)，避開管線位置施打鋼板樁支護(hù)，管線位置兩側(cè)鋼板樁架設(shè)支撐，在鋼板樁后側(cè)、管線上側(cè)利用兩側(cè)鋼板樁受力架設(shè)預(yù)制橫梁，預(yù)制橫梁上架設(shè)12 m長40b工字鋼，再采用大2號(hào)對(duì)開后的硬PVC管上下綁扎，需保護(hù)管線，利用PVC管對(duì)開后綁扎解決管線施工擾動(dòng)或者碰撞問題，最后，綁扎好的硬PVC管每隔2 m利用鋼筋吊起在工字鋼上，工字鋼吊起解決管線懸空問題(見圖9)。

圖9 電力、煤氣、光纖保護(hù)處理示意

5 結(jié)語

該工程作為應(yīng)急搶險(xiǎn)項(xiàng)目于2017年8月實(shí)施，工程完工后經(jīng)歷了多次洪水考驗(yàn)，說明對(duì)暗渠的處置方案是合理可行的。