城市河道工程質(zhì)量監(jiān)測措施

 摘要：隨著我國城市規(guī)模不斷擴(kuò)大、人口不斷增加，城市防洪排澇形勢日趨嚴(yán)峻，城市洪澇災(zāi)害治理工程建設(shè)與管理的重要性日益凸顯。以山東省為例，從城市河道工程表觀質(zhì)量、內(nèi)部質(zhì)量、防護(hù)項(xiàng)目質(zhì)量監(jiān)測等方面，分析了城市河道工程質(zhì)量監(jiān)測的內(nèi)容、方法及結(jié)果，為我國城市洪澇災(zāi)害治理工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了參考。

關(guān)鍵詞：城市洪澇；河道工程；質(zhì)量監(jiān)測

1概述

我國洪澇災(zāi)害頻發(fā)，全國有超過640座城市不同程度受到江河洪水、山洪泥石流以及暴雨內(nèi)澇等各種類型洪澇災(zāi)害的威脅，城市大多濱水而建，防洪排澇設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后，防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，暴雨內(nèi)澇致災(zāi)頻繁。從山東省城市洪澇災(zāi)害來看，2007年“7•18”濟(jì)南特大暴雨，濟(jì)南市瞬間變成了水城，此次特大暴雨降雨過程歷時(shí)短、強(qiáng)度大。降雨從7月18日17時(shí)開始至20時(shí)30分減弱，市區(qū)1h、2h、3h最大點(diǎn)降雨量分別為151.0mm、167.5mm、180.0mm，均為有氣象記錄以來歷史最大值；市區(qū)主要排洪河道小清河的最大行洪流量是1987年“8•26”特大暴雨行洪流量的1.6倍。突如其來的暴雨造成了城區(qū)低洼片區(qū)積水嚴(yán)重，城區(qū)核心地帶受災(zāi)，大部分路段交通癱瘓，人員財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此次特大暴雨造成30余人死亡、170余人受傷，約33萬群眾受災(zāi)，倒塌房屋1800間，受損車輛800輛，損壞市區(qū)道路1.4萬m3，沖失井蓋500余套，20余條線路停電，140余家企業(yè)進(jìn)水受淹，市內(nèi)交通一度處于癱瘓狀態(tài)，全市直接經(jīng)濟(jì)損失約13.2億。從全國城市洪澇災(zāi)害來看，僅2016年1—6月我國有15�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）遭受洪澇災(zāi)害，其中14�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）144條河流水位超警戒水位，為近5年以來同期最多，受災(zāi)人口955.39萬人，因?yàn)?zāi)死亡83人、失蹤13人，倒塌房屋1.77萬間，農(nóng)作物受災(zāi)面積6106.4km2，直接經(jīng)濟(jì)損失144.47億元，其中水利設(shè)施直接經(jīng)濟(jì)損失37.16億元。隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大、人口不斷增加，城市暴雨洪澇帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失和間接損失將會(huì)越來越大，城市防洪排澇形勢日趨嚴(yán)峻，城市防洪安全建設(shè)的重要性日益凸顯。但由于種種原因，許多現(xiàn)有城市洪澇災(zāi)害治理工程存在質(zhì)量缺陷，部分建筑物出現(xiàn)不同程度的老化、損壞，直接影響工程效益發(fā)揮，需對(duì)其進(jìn)行安全質(zhì)量監(jiān)測，并開展質(zhì)量監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究。因此，本文以山東省為例，對(duì)城市河道工程質(zhì)量監(jiān)測進(jìn)行分析，對(duì)加強(qiáng)城市洪澇災(zāi)害治理工程建設(shè)與管理具有重要的借鑒意義。

2城市河道工程質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)措施

2.1表觀質(zhì)量監(jiān)測

（1）監(jiān)測內(nèi)容。主要監(jiān)測城市河道工程的外部尺寸、輪廓線、表面平整度、變形縫、結(jié)構(gòu)縫、河道襯砌混凝土等表觀質(zhì)量。（2）監(jiān)測結(jié)果。以山東省某河道樁號(hào)0+000至15+000為例，開展城市河道工程的表觀質(zhì)量監(jiān)測研究，現(xiàn)場監(jiān)測抽檢結(jié)果如下：該河道過流斷面尺寸基本符合設(shè)計(jì)值，結(jié)構(gòu)縫縫面順直，寬度基本均勻，但在河道樁號(hào)1+370處，河道護(hù)坡預(yù)制板縫內(nèi)生有雜草，中部凸起，凸起高度達(dá)5.0cm，開挖表層襯砌板，襯砌板與土工膜間夾土厚度約4.0cm；河道樁號(hào)14+000處，河道護(hù)坡預(yù)制板縫內(nèi)生有雜草，水位變化區(qū)凸起，凸起高度達(dá)3.2cm，開挖表層襯砌板，襯砌板與土工膜間夾土厚度約3.0cm。（3）成果分析。①河道外部尺寸、輪廓線分析：通過對(duì)該段河道外部尺寸、輪廓線定性和定量分析，河道外部尺寸、輪廓線基本滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。②表面平整度分析：通過對(duì)河道表面平整度定性和定量分析，河道總體表面平整度滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，部分河道混凝土板凸起嚴(yán)重，凸起高度在3.2～17.0cm。③表觀質(zhì)量分析：被監(jiān)測河道工程運(yùn)用指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，河道混凝土板表面平整度較差，河坡河底襯砌不完整，砌縫不整齊，沿線各段均有不同程度的隆起、塌陷處，凍脹變形明顯。部分河段雜草叢生，過流糙率加大，已不能滿足設(shè)計(jì)和相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

2.2內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)測

（1）監(jiān)測內(nèi)容。針對(duì)洪澇災(zāi)害治理工程城市河道的混凝土護(hù)坡坍塌嚴(yán)重地段隨機(jī)抽取有代表性的典型斷面，進(jìn)行河道邊坡內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)測。抽取山東省某河道樁號(hào)198+000等多個(gè)斷面，采用探地雷達(dá)無損檢測測試分析系統(tǒng)，對(duì)河道邊坡內(nèi)部存在的塌陷、掏蝕、空洞等現(xiàn)象進(jìn)行測試分析研究。（2）監(jiān)測結(jié)果。以山東省某河道樁號(hào)198+000右岸為例，開展城市河道工程的內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)測研究，現(xiàn)場監(jiān)測抽檢結(jié)果如下：通過探地雷達(dá)監(jiān)測河道樁號(hào)198+000右岸河道斷面發(fā)現(xiàn)：測線里程0.5～1.2m、1.8～3.1m、3.4～4.8m、監(jiān)測面以下2.1m范圍內(nèi)，電磁波同相軸產(chǎn)生數(shù)處斷裂和凹陷，并伴有環(huán)狀異常，說明河道邊坡內(nèi)部發(fā)生異常。經(jīng)計(jì)算分析，可推斷河道邊坡內(nèi)部存在不同程度的塌陷，雷達(dá)環(huán)狀異常則表明被測河道邊坡內(nèi)部淺層存在掏蝕現(xiàn)象，已形成小空洞。（3）成果分析。①內(nèi)部質(zhì)量分析：由于被測河道部分河段存在塌陷、掏蝕、空洞等現(xiàn)象，滲漏嚴(yán)重，已不能滿足設(shè)計(jì)防洪減災(zāi)要求。通過設(shè)計(jì)單位計(jì)算可以看出，河道在沒有采取任何防滲措施情況下，滲漏量高達(dá)67m3/s，不符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定要求，建議采取相應(yīng)的技術(shù)措施對(duì)其進(jìn)行除險(xiǎn)加固，確保城市河道工程的安全運(yùn)行。②安全性分析：通過對(duì)被測河道內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)測分析，現(xiàn)有河道部分河段存在塌陷、掏蝕、空洞等現(xiàn)象，河道邊坡易產(chǎn)生淺層滑動(dòng)破壞，安全性較差。同時(shí)，因滲漏量高，城市河道邊坡內(nèi)極易發(fā)生管涌或流土，不符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定要求，存在安全隱患[3]。

2.3防護(hù)項(xiàng)目質(zhì)量監(jiān)測

（1）監(jiān)測內(nèi)容。城市河道工程防護(hù)項(xiàng)目以常規(guī)混凝土板河道襯砌為例。對(duì)典型河道襯砌混凝土板的抗壓強(qiáng)度、抗凍性等物理力學(xué)性能和耐久性能進(jìn)行檢測。檢測頻率按不同生產(chǎn)廠家、不同生產(chǎn)批量隨機(jī)選取，約每5km隨機(jī)選取1個(gè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)計(jì)水位線以上選取1組抗壓試塊（抽取預(yù)制板1塊）和1組抗凍試塊（抽取預(yù)制板2塊），設(shè)計(jì)水位線以下選取1組抗壓及抗凍試塊。（2）河道襯砌工程混凝土抗壓強(qiáng)度分類評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。為保證混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性，必須對(duì)混凝土進(jìn)行評(píng)定�！痘炷�土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50107—2010）是混凝土強(qiáng)度的檢驗(yàn)評(píng)定方法，也是混凝土抗壓強(qiáng)度合格性評(píng)定的具體規(guī)定，保證混凝土強(qiáng)度符合混凝土工程質(zhì)量要求。但該標(biāo)準(zhǔn)中并沒有提出關(guān)于河道安全鑒定質(zhì)量監(jiān)測混凝土抗壓強(qiáng)度具體的評(píng)級(jí)分類。在有關(guān)水工混凝土建筑物缺陷檢測和評(píng)估技術(shù)規(guī)程中，只有對(duì)混凝土碳化、混凝土裂縫、混凝土凍融剝蝕等評(píng)估進(jìn)行分類，而無對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度分類。因此依據(jù)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50107-2010）、《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》（SL/T176—2007）、《水工混凝土建筑物缺陷檢測和評(píng)估技術(shù)規(guī)程》（DL/T5251—2010）等技術(shù)規(guī)范，結(jié)合山東省某河道工程，該工程經(jīng)過近20余年的運(yùn)行，河道混凝土板襯砌不完整、局部坍陷、出現(xiàn)空洞、雜草叢生，直接影響到工程效益發(fā)揮，急需對(duì)其進(jìn)行安全鑒定質(zhì)量監(jiān)測，提出了大型河道水工混凝土抗壓強(qiáng)度分類評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并開展質(zhì)量監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究，成果如下：水工混凝土抗壓強(qiáng)度是其各種物理力學(xué)性能指標(biāo)的全面反映，針對(duì)山東省某河道工程安全鑒定質(zhì)量監(jiān)測項(xiàng)目，根據(jù)其混凝土表觀質(zhì)量、表面狀態(tài)及抗壓強(qiáng)度，將河道襯砌工程混凝土抗壓強(qiáng)度劃分為4個(gè)等級(jí)，詳見表1。（3）監(jiān)測結(jié)果。①河道襯砌工程混凝土板抗壓強(qiáng)度和抗凍性監(jiān)測。本次通過對(duì)山東省某河道樁號(hào)0+000—29+8582等7段的現(xiàn)場取樣，進(jìn)行室內(nèi)混凝土板抗壓強(qiáng)度、抗凍性試驗(yàn)，其中抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)共128組，抗凍標(biāo)號(hào)試驗(yàn)共50組，檢測研究結(jié)果見表2。②河道襯砌工程混凝土板抗壓強(qiáng)度分類評(píng)定部分結(jié)果示例詳見表3。（4）成果分析。①合格性分析：因個(gè)別地段河道邊坡內(nèi)部已產(chǎn)生空洞、坍陷，說明河道邊坡內(nèi)部淺層存在掏蝕情況，發(fā)生混凝土板隆起、坍塌，表面有裂紋，存在缺損，這些河段襯砌工程混凝土板合格性較差，不滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定要求。②混凝土板抗壓強(qiáng)度級(jí)別分析：檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，河道襯砌工程混凝土板抗壓強(qiáng)度分別被評(píng)定為C級(jí)或D級(jí)，因此，建議在該城市洪澇災(zāi)害治理河道工程改擴(kuò)建規(guī)劃設(shè)計(jì)中，舊混凝土板（原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)C18）的利用率控制在一定比例內(nèi)。③混凝土板質(zhì)量分析：由檢測結(jié)果可以看出，抗壓強(qiáng)度有52.34%達(dá)到C18，有0.78%達(dá)到C30；抗凍性有16%達(dá)到F100，均未達(dá)到F150，不滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定要求。

3城市河道工程質(zhì)量監(jiān)測結(jié)論

通過城市洪澇災(zāi)害治理河道工程的專題研究，結(jié)合現(xiàn)場檢測和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過綜合分析，可得出如下結(jié)論：現(xiàn)有城市河道工程經(jīng)過20余年的運(yùn)行，已進(jìn)入整體老化期，滲漏嚴(yán)重。城市河道內(nèi)雜草叢生，加大了行洪糙率，另外城市河道內(nèi)也有不同程度的淤積，制約了河道的過流能力。襯砌護(hù)坡混凝土板不完整，表面脫皮損壞，局部塌陷或凍脹變形，出現(xiàn)空洞。襯砌板勾縫不密實(shí)、縫體有脫落現(xiàn)象，伸縮縫膠泥不完整、出現(xiàn)脫落�；炷�土板的物理力學(xué)指標(biāo)不滿足相應(yīng)技術(shù)規(guī)范要求。部分渠段襯砌在水位變動(dòng)區(qū)因凍脹而產(chǎn)生破壞，襯砌混凝土板坍塌、裂縫嚴(yán)重。部分渠段邊坡內(nèi)部已形成空洞、坍陷，表明渠道邊坡內(nèi)部淺層存在掏蝕現(xiàn)象，造成混凝土板隆起、坍塌。這些渠段邊坡易產(chǎn)生淺層滑動(dòng)破壞，安全性較差；同時(shí)，因滲漏量高，城市河道邊坡內(nèi)極易發(fā)生管涌或流土，不符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范中有關(guān)規(guī)定要求，已危及到城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。依據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》（SL176—2007）和相關(guān)規(guī)范，被監(jiān)測的河道工程運(yùn)用指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，河道混凝土板襯砌表面不平整，河坡河底襯砌不完整，砌縫不整齊，沿線各段均有程度不同的隆起、塌陷處，凍脹變形明顯，多數(shù)排水設(shè)施堵塞，部分河段雜草叢生，糙率加大，該工程外觀質(zhì)量檢測項(xiàng)目測點(diǎn)合格率小于70%，河道工程內(nèi)部質(zhì)量和防護(hù)項(xiàng)目質(zhì)量存在諸多問題，河道工程外觀質(zhì)量等級(jí)為4級(jí)，已不能滿足安全使用的要求，急需進(jìn)行除險(xiǎn)加固，確保城市洪澇災(zāi)害治理河道工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4結(jié)語

城市洪澇災(zāi)害治理工程是我國水利基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其中城市河流、湖泊等在城市工業(yè)供水、生態(tài)用水和人畜飲水等水源保證方面均具有十分重要的作用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。為此，我國城市防洪減災(zāi)工程建設(shè)與管理歷來受到各級(jí)政府的高度重視。但目前一些現(xiàn)有城市防洪減災(zāi)水利工程存在著許多嚴(yán)重問題，直接影響工程效益發(fā)揮，急需對(duì)其進(jìn)行安全質(zhì)量鑒定，進(jìn)行除險(xiǎn)加固。我國水利科研工作者通過引入城市洪澇災(zāi)害治理工程標(biāo)準(zhǔn)化建筑工程質(zhì)量監(jiān)測理念，研究探討城市洪澇災(zāi)害治理河道工程質(zhì)量監(jiān)測內(nèi)容、方法和途徑，讓不同的技術(shù)人員在執(zhí)行同樣的、相似的城市洪澇災(zāi)害治理河道工程安全鑒定質(zhì)量監(jiān)測工作時(shí)能有同樣的規(guī)則去遵守，從而提高城市洪澇災(zāi)害治理水利工程質(zhì)量監(jiān)測的活動(dòng)質(zhì)量、過程質(zhì)量和成果質(zhì)量。